第1单元 数字控制.pptVIP

（六）可编程逻辑器件PLD （Programmable logic device） PLD是做为一种通用集成电路生产的，它的逻辑功能按照用户对器件编程来确定。一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片。 FPGA是可编程器件的进一步发展产物。它是作为专用集成电路（ASIC, Application Specific Integrated Circuit）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。 FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚，功耗低，系统集成度、可靠性高。 * 1.2 数字控制对计算机（系统）的要求 1.2.1 实时控制 在一个采样周期 T 内必须完成如下操作： 1. 数据采集：采样，A/D转换，数据输入的时间△t1 ； 2. 程序运行求出控制量的时间△t2 ； 3. 控制量的输出和存储时间△t3 。 则为了实现实时控制，必须有 * 1.2.2 对计算机（系统）的要求 硬件支持 1. CPU、内存、中断、指令系统等； 2. 实时时钟； 3. 输入输出通道； 4. 外设。 软件支持 人机对话功能 * 图1-2-1 数字控制系统硬件框图 数字计算机（系统）硬件 内存 显示器 CPU ROM 键盘 打印机 外存 RAM 实时时钟 模拟输入通道 模拟输出通道 对象或过程 I/O接口 * 用数字计算机作控制器，实现控制算法，是数字控制的关键。 计算机控制系统的控制过程可以归结为：实时数据采集、实时控制。计算机只要能满足控制系统实时控制设计要求即可，无需过高追求计算机的高性能。要求数控系统中的计算机能做到如下几点： 实时性：为了保证实时控制，作为数字控制器的微型计算机主要涉及以下几点：微型计算机的机型、输入输出接口、中断设置、实时时钟、实时操作系统等几部分。 * 综合控制能力：较强的计算、信息处理和控制能力；灵活而复杂的输入输出设备，传感器控制，显示设备，完备的中断系统等。 高可靠性：软硬件的高可靠性是保证数控系统正常工作的关键。 可维护性：实际中长期工作的数控系统必须考虑可维护性。 环境适应性：适应工程环境中要求的高低温、振动、湿度、电磁、腐蚀性气体或辐射等各种恶劣条件。 微型化：体积小、重量轻、功耗低。 * 本章小结 数控系统的定义； 数控系统的软、硬件系统组成； 数控系统与连续控制系统的优、缺点比较； 数控系统对数控计算机的实时控制要求、软硬件要求。 * 思考与练习 1-1. 单输入单输出单位反馈数字控制系统： （1）画硬件框图, 并在框图中，标出各环节的名称，说明图中各部分的功能； （2）说明控制软件的组成，并画软件流程图； （3）数字控制与连续控制不同的基本特征是什么？ （4）数字控制与连续控制比，其优点是什么? 1-2．若用一台数字计算机实现多变量控制，与单变量控制在硬件结构上有什么不同？ 1-3．阐述数字控制实现实时控制，应满足的基本条件。 * Alt-p * labACT实验机 * * * * * 计算机所能执行的全部指令的集合，它描述了计算机内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。不同计算机的指令系统包含的指令种类和数目也不同。一般均包含算术运算型、逻辑运算型、数据传送型、判定和控制型、输入和输出型等指令。 * 性能够用，体积太大，一般只用于仿真 * * 可编程控制器是为工业控制应用而设计制造的。它主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC主要从控制的角度进行设计的，功能包括1、逻辑控制 2、定时控制 3、计数控制 4、步进(顺序)控制 5、PID控制 6、数据控制：7、通信和联网等。 * * MPU，微处理器单元 * Ram（random access memory）-掉电内容消失，运行程序的位置，rom（Read-Only Memory）可读，一般用于存储程序，上电后把程序装载到ram中进行运行； * 计算机控制Computer Control 航天学院 控制科学与工程系 金 晶 主楼602 * 课程安排 讲课32学时 —— 金晶 实验6学时 上机6学时 上机、实验如下： 实验一 数字滤波器的设计与仿真 实验二 数字PID控制器设计与仿真 实验三 数字输入/输出实验 实验四 模拟滤波与数字