微型计算机控制技术.pdf

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1、第一节计算机控制系统的组成及特点第一章绪论一、计算机控制的一般概念计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术飞速发展的基础上产生第一节计算机控制系统的组成及特点的。第二次世界大战中逐步发展起来的经典控制理论在解决较简单的自动控制系统设计方面获得了很大的成功，在这个基础上发展起来的模拟式自动控第二节计算机在控制中的典型应用方式制系统也已达到相当完善的程度。将模拟式自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一第三节典型计算机控制系统简介个典型的计算机控制系统，下图所示。因此，计算机控制系统，简单地说，就是采用计算机来实现的工业自动控制系统。第四节工

2、业控制机第五节计算机控制系统的研究课题和发展方向计算机控制系统除用于过程控制外，在机电控制、航天技术和各种军事（2）操作台是人-机对话的联系纽带，操作人员可通过操作台项计算机输装备中也得到了广泛应用。入和修改控制参数，发出各种操作指令。（3）通过外围设备主要是为了扩大计算机的功能而配置的。他们用来显二、计算机控制系统的组成示、储存、打印、记录各种数据。常用的有打印机、记录仪、图形显示器、典型的计算机控制系统结构，它可分为硬件和软件两大部分。软盘、硬盘及外存储器等。硬件是指计算机本身及其外围设备，一般包括中央处理器、内存储存、（4）I/O接口与I/O通道是

3、计算机主机与外部连接的桥梁，常用的I/O接磁盘驱动器、各种接口电路、以A/D转换和D/A转换为核心的模拟量I/O通口有并行接口、串行接口等。I/O通道有模拟量I/O通道和数字量I/O通道。道、数字量I/O通道以及各种显示、记录设备、运行操作台等。（5）传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量，如热（1）由中央处理器、时钟电路、内存储存构成的计算机主机是组成计算电偶把温度变成电压信号，压力传感器把压力变成电信号等等。变送器的作机控制系统的核心部件，主要进行数据采集、数据处理、逻辑判断、控制量用是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机接口使用的标

4、准的电信号。计算、越限报警等，通过接口电路向系统发出各种控制指令，指挥权系统有软件是指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和。条不紊地协调工作。（3）由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，系统软件是指由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本省的资源、从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的方便用户使用计算机的软件。理论来分析和设计。现在常用的设计方法有两种，即模拟调节规律离散化设常用的有操作系统、开发系统等，他们一般不需要用户自行设计编程，计法和直接设计法。只需握使用方法或根据实际需要加以适当改造即

5、可。（4）对于连续控制系统，控制规律越复杂，所需要的硬件也往往越多、应用软件是用户根据要解决的控制问题而编写的各种程序，比如各种数越复杂。据采集、滤波程序、控制量计算程序、生产过程监控程序等。（5）在连续控制系统中，一般是一个控制器控制一个回路，而计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算处理能力，一个控制经常可采用分时三、计算机控制系统的特点控制的方式而同时控制多个回路。通常，它利用依次巡回的方式实现多路分计算机控制系统相对于连续控制系统，其主要特点是：时控制。（1）在结构上。计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。(6)采用计算机控制，如分级计算机

6、控制、聚散控制系统、微机网络等，（2）连续系统中各处的信号均为连续模拟信号，而计算机控制系统中除便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程序进一步提高。仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数学等多种信号形式。1第二节计算机在控制中的典型应用方式操作指导控制系统的优点是结构简单，控制灵活安全，特别适用于未摸根据计算机在控制中的典型应用方式，可以把计算机控制系统分为四类，清控制规律的系统。它们是：操作指导控制系统，直接数字控制系统，监督计算节控制系统和分二、直接数字控制系统级计算机控制系统。直接数字控制DDC系统是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方

7、式。一、操作指导控制系统在操作指导系统中，计算机的输出不直接用来控制生产对象。在DDC系统中的计算机参加闭环控制过程，它不仅能完全取代模拟调制器，实现多回路的PID调节，而且不需要改变硬件，只需要通过改变程序就能实现多种较复杂的控制规律，如串级控制、前馈控制、非线性控制、自适应控制、最优控制等。三、监督计算机控制系统分级式计算机控制已经取代了集中控制方式，这种系统的特点是功能分监督计算机控制系统简称SCC系统。SCC系统有两种类型，一种是散，用多台计算机分别执行不同的控制功能，既能进行控制又能实现管理。SCC+模拟调节器，另一种SCC+DCC控制系统。1

8、.SCC加上模拟调节器的控制系统这种类型的系统中，计算机对各过程参量进行巡回测，