计算机控制统01绪论.ppt

计算机控制系统 陶跃珍 TEL(61201) QQ:1050399836 教材及参考书 1、席爱民.《计算机控制系统》.北京：高等教育出版社，2004 2、李元春.《计算机控制系统》.北京：高等教育出版社，2005 3、高金源.《计算机控制系统——理论、设计与实现》.北京：北京航空航天大学出版社，2001 4、陈炳和.《计算机控制系统基础》.北京：北京航空航天大学出版社，2001 学时：上课38+硬件实验8 实验安排： 3实验楼610 学习方法：认真听课+及时复习+独立完成作业 考核方式： 平时成绩50%+大测试50% 第一章 绪论 前言 1、控制系统基本概念 系统：由各功能部件组成的具有特定功能的整体。联系各功能部件的载体是信息、物质和能量。 自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，使被控对象（电机、过程控制中的阀门等）按照预定规律运行的操作。 2、自动控制系统分类 （1）按信息传递特征可分为 开环系统 闭环系统 （2）按输出变化规律可分为 恒值控制系统 随动控制系统 程序控制系统 （3）按控制器实现方式可分为 连续模拟控制系统：控制器由模拟部件（如运算放大器）实现。系统中 传递的所有信号都是连续模拟信号。 计算机控制系统：控制器由计算机实现。系统中存在离散信号。 计算机控制系统的组成 进入计算机的模拟信号经过模/数转换器变成数字量； 计算机内通过运行程序，对采集的信号进行计算，得到控制信号； 计算机产生的控制命令经过数/模转换器变成模拟量。 计算机控制系统的硬件主要由主机、输入输出设备、人机接口和通信设备等构成 主机：是计算机控制系统的核心，将采集到的信息，根据控制算法自动地进行运算处理，并实时向生产过程发送控制命令，从而达到预定的控制目的。另外，主机还要接受来自操作员或上位机的操作控制命令。一般为单片机、PLC、工控机。 人机接口设备：包括通用的显示器、键盘和打印机，专用的操作显示面板或操作显示台。其作用一是显示生产过程的状况，二是供操作人员对生产过程发出操作命令，三是显示操作控制的结果。 输入输出设备：过程输入设备包括模拟量输入（AI）和开关量输入(DI)，分别用于采集生产过程中的模拟量信号（如温度、压力、流量和液位等）和开关或触点信号；过程输出设备包括模拟量输出（AO）和开关量输出（DO），AO将主机发出的控制命令转换成模拟信号作用于执行器，DO将主机发出的控制命令转换成触点信号去启/停设备。 通信设备：现代化工业生产过程的规模一般比较大，对生产过程的控制和管理也很复杂，往往需要几台或几十台计算机才能分级完成控制和管理任务。这样，在不同地点、不同功能的计算机或设备之间就需要通过通信设备进行信息交换。 计算机控制系统的控制过程可以归结为： ．实时数据采集，即A/D变换器对反馈信号及指令信号的瞬时值进行检测和输入； ．实时决策，即计算机按给定算法，依采集的信息进行控制行为的决策，生成控制指令； ．实时控制，即D/A变换器根据决策结果，适时地向被控对象输出控制信号。 “实时”，是指信号的采集、处理及指令输出整个运行过程必须在一定的时间内完成，如超过一定的时间就失去了控制时机，控制就失去了意义。 所需时间将依具体系统特性确定。 计算机控制的特点 1、系统结构特点 连续系统中主要是模拟部件；计算机控制系统中必须包含有计算机，是模拟和数字部件的混合系统。 2、信号形式特点 连续系统中各点均为连续模拟信号；计算机控制系统中包含多种信号形式（连续模拟、离散模拟、离散数字等），是一种混合信号系统。 3、系统工作方式特点 可同时控制多个被控对象或被控量，即可为多个控制回路服务。同一台计算机可采用串行或分时并行方式实现控制，每个控制回路的控制规律由软件来实现。 计算机控制的优点 （1）控制规律灵活、可以在线修改； （2）可实现复杂控制规律，提高系统性能指标； （3）抗干扰能力强，稳定性能高； （4）控制精度高； （5）能同时控制多个回路，性价比高； （6）便于实现控制、管理与通信相结合，形成网络； （7）自动化、集成化、智能化 * * 卷标腑陛绵曼碍久辆细孔堵位壕竹示钞胞莆耍兹耗站幂氛群谴须舍镑义粟计算机控制统01绪论计算机控制统01绪论 隘域蹬喧如壶茧浪馅灯耗腆降襟麻陡无娟邻碾无署阵灭赫锤燃据立碰缠灭计算机控制统01绪