機(jī)電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制課件

機(jī)電控制技術(shù)國罪解哈爾濱工業(yè)大學(xué)第一章概述1機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)是指在系統(tǒng)主功能、信息處理功能和控制功能等方面引進(jìn)了電子技術(shù),并把機(jī)械裝置、執(zhí)行部件、計(jì)算機(jī)、檢測與傳感裝置等電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng),即機(jī)械、執(zhí)行、檢測與傳感、信息處理、接口和軟件等部分在電子技術(shù)的支配下,以系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合而形成的一種新型機(jī)械系統(tǒng)。具體實(shí)例:計(jì)算機(jī)外設(shè)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、微細(xì)加工設(shè)備、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工中心、機(jī)器人、射壓成型設(shè)備、武器系統(tǒng)、航空航天、航海設(shè)備、家用電子機(jī)械、電動(dòng)玩具等。目前這些系統(tǒng)的共性就是:絕大多數(shù)產(chǎn)品含有電子計(jì)算機(jī)或微處理器。第一章概述幾種典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)1)伺服傳動(dòng)系統(tǒng):其為一種最基本的機(jī)電控制系統(tǒng)。其輸入為模擬或數(shù)字電信號,輸出或受控物理變量為機(jī)械位置或速度以及力或力矩等2)數(shù)字控制系統(tǒng):根據(jù)零件編程或路徑規(guī)劃,由計(jì)算機(jī)生成數(shù)字形式的指令,驅(qū)動(dòng)機(jī)槭運(yùn)動(dòng)的一種控制系統(tǒng),簡記為NC。當(dāng)控制器由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí),又稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),簡記為CNC。3)順序控制系統(tǒng):按照規(guī)定次序執(zhí)行一組操作的控制系統(tǒng)。每一步動(dòng)作都是一個(gè)簡單的二進(jìn)制動(dòng)作4)過程控制系統(tǒng):在機(jī)槭、冶金、化工、電力以及建材等生產(chǎn)過程中所采用的工業(yè)控制系統(tǒng)統(tǒng)稱為過程控制系統(tǒng)第一章概述1.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng).2.1控制系統(tǒng)按信號形式的分類計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng):含有計(jì)算機(jī)并且由計(jì)算機(jī)完成部分或全部控制功能的控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分兩個(gè)方面:1)離線應(yīng)用:對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、仿真以及建模—控制系統(tǒng)CAD2)在線應(yīng)用:用計(jì)算機(jī)代替模擬控制器,使其成為控制系統(tǒng)的一部分第一章概述控制系統(tǒng)按信號形式分類:叫四”回連續(xù)控制系統(tǒng):所有信號均為連續(xù)信號。FI(S2)離散控制系統(tǒng):各處均為⑧[D離散信號3)采用控制系統(tǒng):既有連續(xù))-叫四“[“過信號,又有離散信號4)數(shù)字控制系統(tǒng):含有數(shù)字信號計(jì)算機(jī)制系統(tǒng)-2第一章概述.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成硬件組成:控制對象、檢測環(huán)節(jié)、計(jì)算機(jī)、輸入輸岀通道、外設(shè)等軟件組成:系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件外器紙帶輸入機(jī)轉(zhuǎn)換器一日數(shù)字量輸出通道打印機(jī)數(shù)字量輸入通道總線第一章概述1.3.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類1)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)注意:可以用于輔助建模。也就是所有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)均有數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的功能。14:a一型2直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDc(directdigitalcontrol采樣器顯示器輔出掃指地址時(shí)轉(zhuǎn)換器第一章概述1.3.3監(jiān)督控制系統(tǒng)-SCC(supervisorycomputercontro|)SCC+模擬調(diào)節(jié)系統(tǒng)采樣器SCC+DDC系統(tǒng)56C輸出掃麟地址計(jì)轉(zhuǎn)攜詞節(jié)器輸出書地址雅出掃描地址HE:轉(zhuǎn)換語輸出掃描地址第一章概述1.3.4分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)企業(yè)經(jīng)營管理計(jì)算機(jī)其它工廠其它工工廠級集中控制計(jì)算機(jī)車間級SCC計(jì)算機(jī)車間級SCC計(jì)算機(jī)裝置控制級DOF-裝置控制級DD置控制級(DDC裝置控制(OnC工業(yè)對象A業(yè)對象B工業(yè)對象C工業(yè)對象D第一章概述1.3.5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的其他分類形式1)程序和順序控制:程序控制是指根據(jù)輸入的指令和數(shù)據(jù),控制生產(chǎn)機(jī)械按規(guī)定的工作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)速度等規(guī)律而自動(dòng)完成工作的數(shù)字式自動(dòng)控制。主要用于機(jī)床的自動(dòng)控制2)比例積分微分控制(PD控制):目前應(yīng)用最為廣泛、也是廣大工程技術(shù)人員所熟悉的控制規(guī)律3)最少拍控制:調(diào)節(jié)時(shí)間最短為技術(shù)指標(biāo)4)復(fù)雜規(guī)律的控制:充分利