本书将理论知识讲解与工业应用分析相结合，让学生掌握经典控制理论的时域、频域分析法；了解线性系统的状态空间表达，Lyapunov稳定性分析方法；掌握计算机控制系统中的常规及复杂控制技术；在了解物联网关键技术的基础上，学习控制技术在物联网中的应用。通过本书的学习，学生获得自动控制的基本原理、基本知识和基本分析方法，正确理解和运用自动控制的相关理论，掌握一套比较完整的系统分析、设计和计算方法，并具备一定的实验技能，不仅为后续课程的学习奠定基础，而且直接为解决实际控制问题提供理论和方法

第1章 绪论 1

1.1 物联网的基础知识 1

1.1.1 物联网的定义 1

1.1.2 物联网的体系框架 3

1.1.3 物联网的关键技术和难点 5

1.1.4 物联网的应用领域 6

1.2 物联网的建模探究 10

1.2.1 物联网的基本原理 10

1.2.2 物联网应用的科学问题 10

1.2.3 物联网的建模 11

1.3 物联网的控制理论基础 12

1.3.1 控制理论的基本思想 12

1.3.2 “三论”与物联网 14

1.3.3 物联网与自动控制 15

本章习题 16

参考文献 16

第2章 现场总线技术 17

2.1 现场总线基本概述 17

2.1.1 现场总线的产生 17

2.1.2 现场总线及其控制系统 17

2.1.3 现场总线的特点 20

2.1.4 现场总线技术的标准化 22

2.2 几种典型的现场总线 23

2.2.1 RS422 23

2.2.2 RS485 24

2.2.3 CAN 24

2.2.4 Ethernet/IP 25

2.2.5 ControlNet 26

2.2.6 LonWorks 27

2.2.7 EIB 28

2.2.8 InterBus 29

2.2.9 PROFIBUS 30

2.2.10 PROFINET 31

2.2.11 FF 35

2.2.12 PNET 36

2.2.13 CCLink 39

2.2.14 DeviceNet 41

2.3 控制器局域网（CAN）总线技术 41

2.3.1 CAN通信方式 41

2.3.2 CAN性能特点 42

2.3.3 CAN技术规范 43

2.3.4 CAN总线接口电路设计 52

2.4 现场总线控制系统设计 55

2.4.1 前期准备工作 55

2.4.2 系统设计与调试 57

2.5 温室监测CAN总线控制系统 58

2.5.1 系统总体设计 58

2.5.2 监测节点设计 59

2.5.3 通信系统硬件设计 60

2.5.4 通信系统软件设计 60

本章习题 62

参考文献 63

第3章 控制理论与方法 64

3.1 控制系统的数学模型 64

3.1.1 反馈原理 64

3.1.2 自动控制系统的分类 65

3.1.3 拉普拉斯变换 67

3.1.4 系统的传递函数及结构图 68

3.1.5 系统的方框图 71

3.1.6 系统模型与信号流图 76

3.1.7 反馈扰动补偿方法 79

3.2 线性系统的时域及频域分析法 79

3.2.1 系统的时域分析法 80

3.2.2 频率特性的基本概念 83

3.2.3 频率特性的几何表示 86

3.2.4 奈奎斯特稳定判据及其应用 87

3.3 PID控制方法 93

3.3.1 PID控制的基本概念 93

3.3.2 比例控制 94

3.3.3 积分控制 96

3.3.4 比例积分控制 97

3.3.5 微分控制 97

3.3.6 比例积分微分控制 98

3.4 智能控制方法 99

3.4.1 智能控制的基本概念 99

3.4.2 模糊控制系统 100

3.4.3 人工神经网络控制系统 102

3.4.4 专家控制系统 106

本章习题 107

参考文献 110

第4章 PID控制的实现技术 111

4.1 PID控制原理回顾 111

4.2 连续系统的模拟PID控制仿真 112

4.3 连续系统的数字PID控制仿真 113

4.4 离散系统的数字PID控制仿真 114

4.5 增量式PID控制算法及仿真 115

4.6 积分分离PID控制算法及仿真 116

4.7 不完全微分PID控制算法及仿真 118

4.8 微分先行PID控制算法及仿真 120

4.9 PID控制器的设计 122

4.9.1 系统辨识 122

4.9.2 PID控制器参数的计算 125

4.10 WINPC32 PID控制模块简介 125

4.10.1 控制模块的结构 125

4.10.2 控制模块的功能 126

本章习题 127

参考文献 128

第5章 网络控制系统及其仿真 129

5.1 网络控制系统 129

5.1.1 网络控制系统的概念 129

5.1.2 网络控制系统的组成与结构 129

5.1.3 网络控制系统的特点 131

5.1.4 网络控制系统的基本问题 131

5.2 基于TrueTime的网络控制系统仿真平台 133

5.2.1 TrueTime工具箱的结构及功能模块 133

5.2.2 TrueTime工具箱的安装与使用 138

5.3 无线网络控制系统的分析与设计实例 139

5.3.1 无线网络控制系统的结构 139

5.3.2 无线网络控制系统中存在的问题 139

5.3.3 无线网络控制系统的仿真实例 139

5.4 NS2网络模拟器 148

5.4.1 NS2概述 148

5.4.2 Tcl和OTcl语言 148

5.4.3 NS2的功能模块 149

5.4.4 NS2的仿真过程 150

本章习题 150

参考文献 151

第6章 智能家居 152

6.1 智能家居概述 152

6.1.1 智能家居的概念 152

6.1.2 智能家居的发展现状 153

6.1.3 智能家居的发展特点和方向 158

6.2 智能家居的功能与结构 159

6.2.1 智能家居的功能 159

6.2.2 智能家居的体系结构 160

6.2.3 智能家居系统平台的特点 164

6.3 智能家居的关键技术 165

6.3.1 家庭网络内部组网技术 165

6.3.2 家庭网络中间件技术 165

6.3.3 智能家居远程控制技术 167

6.4 LookeyHome智能家居平台 176

6.4.1 平台框架 176

6.4.2 Agent中间件 178

6.5 基于网络的智能家居控制 184

6.5.1 网络控制论系统 184

6.5.2 基于反馈的家庭网络控制 185

6.5.3 基于智能决策的家庭网络控制 186

本章习题 186

参考文献 187

附录1 参考程序 188

附录2 课后习题参考答案 217