计算机控制技术李江全第9章a课件教学.pptVIP

2．应用软件的设计方法 1）模块化程序设计 模块化程序设计是把一个复杂的应用软件，分解为若干个功能模块，形成模块化层次结构。顶层模块调用它的下层模块以实现完整功能，每个下层模块再调用更下层的模块，底层模块完成最具体的功能。 2）结构化程序设计 结构化程序设计采用自顶向下逐步求精的设计方法和单入口单出口的控制结构。自顶向下逐步求精的设计方法符合抽象和分解的原则，是解决复杂问题时常用的方法。在设计一个模块的实现算法时先考虑整体后考虑局部，先抽象后具体，通过逐步细化，最后得到详细的实现算法。 3．应用软件开发工具的选择 用汇编语言编写的程序代码针对性强，代码长度短，程序执行速度快，实时性强，且要求的硬件也少，但编程繁琐，工作量大，调试困难，开发周期长，通用性差，不便于交流推广。 高级语言通用性好，编程容易，功能多，数据运算和处理能力强，但实时性相对差些。 汇编语言和高级语言各有其优点和局限性。在程序设计中，应发挥汇编语言实时功能强、高级语言运算能力强的优点，所以在应用软件设计中，一般采用高级语言与汇编语言混合编程的方法，即用高级语言编写数据处理、数据管理、图形绘制、显示、打印、网络管理程序等；用汇编语言编写时钟管理、中断管理、输入输出、数据通信程序等。 组态软件是一种针对控制系统而设计的面向问题的开发软件，它为用户提供了众多的功能模块，比如控制算法模块（如PID）、运算模块（四则运算、开方、最大值/最小值选择、一阶惯性、超前滞后、工程量变换、上下限报警等数十种）、计数/计时模块、逻辑运算模块、输入模块、输出模块、打印模块、CRT显示模块等。系统设计者只需根据控制要求，选择所需的模块就能十分方便地生成系统控制软件，因而软件设计工作量大为减少。 工业控制软件包是由控制专业公司开发的现成控制软件产品，它具有标准化、模块组合化、组态生成化等特点，通用性强，实时性和可靠性高。利用工业控制软件包和用户组态软件，设计者可根据控制系统的需求来组态生成各种实际的应用软件。这种开发方式极大地方便了设计者，他们不必过多地了解和掌握如何编制程序的技术细节，只需要掌握工业控制软件包和组态软件的操作规程和步骤，就能开发、设计出符合需要的控制系统应用软件，从而大大缩短研制时间，也提高了软件的可靠性。 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 * 计算机控制技术 李江全 编著 石河子大学机电学院电气工程教研室 2007年4月 第9章 计算机控制系统的设计 9.1 计算机控制系统的设计概述 9.2 计算机控制系统的硬件设计 9.3 计算机控制系统的软件设计 9.4 计算机控制系统的调试与运行 9.5 计算机控制系统的抗干扰设计 9.6 计算机控制系统的可靠性设计 9.1 计算机控制系统的设计概述 9.1.1 计算机控制系统的设计原则 1．满足工艺要求 2．可靠性要高 3．操作性能要好 4．实时性要强 5．通用性要好 6．经济效益要高 7．开发周期要短 9.1.2 计算机控制系统的设计与实施步骤 1．可行性研究阶段 2．初步设计阶段 3．详细设计阶段 4．系统实施阶段 5．系统的调试（测试）阶段 6．系统运行阶段 9.1.3 计算机控制系统的设计方法 1． 规范化设计 首先，规范化设计要实现设计文件的规范化。 其次，规范化设计要体现标准化。 规范化、标准化的设计开发过程是保证产品质量、提高产品开发效率的重要手段。 2．结构化设计 1）硬件结构化设计 硬件结构化是电气部件和集成电路规范化、标准化的结果。它是开放式系统设计的产物。工业化协作生产的发展加速了硬件结构化的形成，各种功能卡或模块的面市，为使用者提供了丰富的可选资源。因此，硬件结构化模式已被普遍采用。 2）软件的结构化设计 为了保证软件开发的质量，应该采取工程化设计方法。它借鉴于硬件结构化设计的思想，将软件设计改为分阶段的工程化设计，并将软件体系同时划分为一个个独立的功能模块。每个模块间相互独立而又互有联系。 所谓模块独立化是指每个功能模块具有相应独立的功能，若干个功能模块组合成功能更全的模块。各模块间通过一定的接口参数的传递实现互连，组合成一个应用系统。 9.1.4 计算机控制系统的总体方案设计 确定计算机控制系统总体方案是进行系统设计的关键而重要的一步。总体方案的好坏，直接影响到整个控制系统的成本、性能、实施细则和开发周期等。总体方案的设计主要是根据被控对象的工艺要求确定。为了设计出一个切实可行的总体方案与实施方案，设计者必须深入了解生产过程，分析工艺流程及工作环境，熟悉工艺要求，确定系统的控制目标与任务。尽管被控对象多种多样，工艺要求各不相同，在总体方案设计中还是有一定共