第章计算机控制系统概述.ppt

计算机控制系统 课程基本情况 课程编号：0RH03305 课程性质：专业课，选修 总学时：40学时，其中主讲：32学时 实践：8学时 考核方式：平时成绩 30% 期末考试(开卷）70% 教 材： 《计算机控制系统——理论、技术与应用》．杨树兴，李擎，苏中，侯会文编著．机械工业出版社，2006,5．ISBN 7-111-18970-1/TP·4796(课)．35?0.7 元 参考书： 1、 《微型计算机控制技术》 ．谢剑英，贾青 编著．国防工业出版社，2001年9月第3版 2、《计算机控制系统-理论与技术》K.J.Astrom著.清华大学出版社，2001年1月 本课程的地位、作用与任务 随着计算机技术的发展，计算机在控制领域中的应用越来越广泛。本课程是一门集自动控制技术、计算机技术和通信技术于一体化的综合性的专业课程。 本课程的任务是通过学习计算机控制系统的特点及其分析和设计方法，利用不断发展的计算机技术和自动控制技术，设计出所需要的计算机控制系统。提高理论联系实际的能力。为今后从事相关专业的实际工作奠定基础。 教学内容 第1章??? 计算机控制系统概述 第2章 计算机控制系统的分析 第3章 数字PID控制算法 第4章??? 数字控制器的直接设计方法 第5章????状态空间设计法 *第6章? ?滑模变结构控制 *第7章 模糊控制 课堂教学内容 第8章?? ?数控系统 *第9章 控制用计算机简介 第10章 过程通道 第11章?? ?网络系统 第12章????电磁兼容技术 第13章? ?系统设计与示例 第14章 基础实验指导 （1）计算机控制系统基础理论； （2）离散状态空间设计法（极点配置法、最优控制）、PID及其改进方法、数字控制器直接设计法等基于被控对象模型或不依赖被控对象模型的智能控制、非线性控制与线性控制策略及其算法； （3）工控机、PLC、DSP、单片机、ARM等控制用计算机及其应用实例，阐述如何构建和实现计算机控制系统（设计方法、接口技术、可靠性技术、现场总线技术、组态技术等）；（4）数控技术； （5）基础实验指导。 第1章计算机控制系统概述 本章主要内容 1.1 计算机控制系统的一般概念 1.2 计算机控制系统的分类 1.3 计算机控制系统的发展趋势 1. 1计算机控制系统的一般概念 一、计算机的作用 二、采用计算机控制的优点 三、计算机控制系统的工作步骤 四、微型计算机控制系统的组成及特点 一、计算机的作用 数字计算机在自动控制中的基本应用就是直接参与控制，承担了控制系统中控制器的任务，从而形成计算机控制系统。 1、常规控制系统的工作原理 按偏差e进行控制，目的是减少或消除偏差。 2、计算机控制系统的工作原理 3、计算机控制系统的信号形式 连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) 连续数字信号:时间是连续的，幅值上已是数字量 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT) 二、采用计算机控制的优点 1、实现复杂的控制规律，提高控制质量。 2、能有效地克服随机扰动。 3、控制规律灵活、多样，改动方便。 4、控制与管理结合，为实现企业综合自动化打下了良好的基础。 三、计算机控制系统的工作步骤 1、计算机控制系统的工作过程可归纳为以下步骤： （1） 实时数据采集：对被控制量的瞬时值进行检测，并且将采样结果输入到计算机。 （2） 实时决策：对输入的实时给定值与被控量的数值进行处理后，按照预先规定的控制规律进行运算，决定下一步的控制过程。 （3） 实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 （4）信息管理：随着网络技术和控制策略的发展，信息共享和管理也介入到控制系统之中。 计算机控制系统的工作方式 ----在线形式与离线形式 计算机在控制系统中的主要作用 ----进行实时数据处理 ----对生产过程实施实时控制 ----对生产过程进行监督与管理 四、微型计算机控制系统的组成 微机控制系统一般由计算机系统 、受控对象、检测装置（包括传感器、变送器等）和执行机构等组成。用计算机（软件）实现控制律及其控制算法。 微机控制系统中的计算机应是广义的，可以是工业控制计算机、PLC（Programmable Logic Controller，可编程控制器）、单片微机系统、DSP（Digital Signal Processi