第1章计算机控制技术绪论

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1、计算机控制技术机械与储运工程学院2References《计算机控制技术及工程应用》，林敏，国防工业出版社《微型计算机控制新技术》，曹承志，机械工业出版社《计算机控制技术》，于海生，机械工业出版社《微型计算机控制技术实用教程》，潘新民，电子工业出版社3Checking总成绩=课堂成绩70%+实验成绩30%其中：课堂成绩=平时20%+期末考试80%平时：出勤+作业的综合成绩4讲授内容及时间安排第1章微型计算机控制系统概述第2章数字控制器的设计（PID控制、大林算法）第3章模糊控制技术第4章常用工业控制计算机简介第5章计算机控制系统的输入通道第6章计算机控制系统输出通道第7章现场总

2、线技术第8章过程控制数据处理方法第9章人机交互技术第10章常用工业控制软件第11章计算机控制系统的设计教学内容（44学时）实验：10学时，5个实验实验1、基于PCI的XY数控平台的电机驱动实验实验2、基于PLC的XY数控平台的电机驱动实验实验3、气动控制设计实验（设计性）实验4、组态王界面设计实验（设计性）实验5、数据采集实验以上5个实验全部在中油大厦机电系的实验室做，由于设备有限看选课人数分组第1章计算机控制系统概述1.1微型计算机控制系统的组成1.2微型机控制系统的分类1.3计算机控制系统的发展趋势671.1.1常规仪表控制系统框图1.1.2计算机控制系统原理图1.1.3

3、计算机控制系统硬件组成框图1.1.4计算机控制系统中的软件1.1微型计算机控制系统的组成手动控制系统传感器调理电路模块显示仪表执行机构被测控参数1.1.1常规仪表控制系统框图图1-1某热电厂锅炉仪表集中控制室图1-2某热电厂锅炉计算机控制室图1-6计算机操作控制台141.自动控制系统的概念自动控制系统是指无人直接参与的情况下，自动使被控对象按照预定的规律运行的系统。15第1章绪论2.自动控制系统实例有计算机控制的自动控制系统实例无计算机控制的自动控制系统实例163.计算机自动控制系统实例173.计算机自动控制系统实例18无人驾驶车3.计算机自动控制系统实例193.计算机自动控

4、制系统实例20战斗部发动机自动驾驶/制导装置热电池蓄能器控制尾翼姿态测量装置激光导引头3.计算机自动控制系统实例21产品自动装箱系统的原理图3.计算机自动控制系统实例3.计算机自动控制系统实例23舵机-+水平尾翼电位器放大器输入装置指令输入装置舵机平尾飞机俯仰输出电位器放大器第1章绪论uqy控制器执行器被控对象给定值控制作用操纵变量被控量r(b)开环控制系统1.1.2计算机控制系统原理图24变换/处理(控制器)执行机构被控对象检测装置(传感器)-＋输出垂直陀螺飞机的俯仰运动舵机和平尾飞机误差舵机-+水平尾翼电位器放大器输入装置输入装置指令比较(电位计)第1章绪论图1.1常规仪

5、表控制系统框图闭环：根据测量值的偏差进行调节开环：只根据给定值调节如果把图1-1中的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机控制系统，其基本框图如图1.2所示。在微型计算机控制系统中，只要运用各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。微处理器执行这样的程序，就能实现对被控参数的控制。图1.2计算机控制系统基本框图271.计算机自动控制系统的三个基本要素检测处理执行——传感器，相当于人的感觉器官；——控制器，相当于人的大脑；——执行机构，相当于人的四肢。变换/处理(控制器)执行机构被控对象检测装置(传感器)-＋输出输入装置比较第1章绪论282.计算机作为控制器的主要任务a

6、.实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入；b.实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控制规律运算，进行控制决策；c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监控任务；微型计算机控制系统由微型计算机、接口电路、外部通用设备和工业生产对象等组成，其原理如图1.3所示。29图1.3典型微机控制系统原理图1.1.3计算机控制系统硬件组成框图计算机控制系统硬件一般包括：1.主机--CPU＋RAM＋ROM＋系统总线2.常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等3.过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO4.操作台—CR

7、T、LED、LCD等5.通信设备—交换机、modem、集线器等6.检测元件及执行机构301.1.3计算机控制系统硬件组成框图2．I/O通道(1)模拟量输入通道，关键部件A/D（把模拟量变成数字量）(2)模拟量输出通道，关键部件D/A（把数字量变成模拟量）(3)数字量输入/输出通道3.接口外部设备，用以扩大主机的功能显示、打印、存储等311.1.3计算机控制系统硬件组成框图4．检测元件及执行机构1．检测元件：把非电量变成电量（传感器）。如热电偶、节流装置、压力变送器。2．变送器：把传感器的输出信号变成CP