計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件第1章

第1章概述二五四1.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概論1.2微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)1.3微型機(jī)控制系統(tǒng)的分類1.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概論

自動控制技術(shù)在許多領(lǐng)域里獲得了廣泛的應(yīng)用，將自動控制系統(tǒng)中的控制器的功能用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，就組成了典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。如果計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)，就是微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的概念1、自動控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由控制計(jì)算機(jī)和受控對象兩大部分組成。一般來說，自動控制系統(tǒng)隨著控制對象、控制規(guī)律、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同而具有不同的特點(diǎn)，可歸納為圖1-1所示的兩種基本結(jié)構(gòu)。

(a)閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖(b)開環(huán)控制系統(tǒng)框圖圖1-1控制系統(tǒng)的一般形式2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成圖1-2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

(2)實(shí)時(shí)控制決策

(3)實(shí)時(shí)控制輸出

(4)信息管理4、幾個(gè)術(shù)語(1)實(shí)時(shí)：指信號的輸入、計(jì)算和輸出都是在一定時(shí)間范圍內(nèi)完成的，超出了這個(gè)時(shí)間就會失去控制時(shí)機(jī)，控制也就失去了意義。(2)“在線”方式：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如果生產(chǎn)過程設(shè)備直接與計(jì)算機(jī)連接，生產(chǎn)過程直接受計(jì)算機(jī)的控制。(3)“離線”方式：若生產(chǎn)過程設(shè)備不直接與計(jì)算機(jī)相連接，其工作不直接受計(jì)算機(jī)的控制，而是通過中間記錄介質(zhì)，靠人進(jìn)行聯(lián)系并作相應(yīng)操作的方式。二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展

(1)開創(chuàng)階段(1952～1965年)(2)小型計(jì)算機(jī)時(shí)期(1965～1972年)(3)微型計(jì)算機(jī)時(shí)期(1972至今)2、計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展過程(1)采樣定理(2)差分方程(3)z變換法(4)狀態(tài)空間理論(5)最優(yōu)控制與隨機(jī)控制(6)代數(shù)系統(tǒng)理論(7)系統(tǒng)辨識與自適應(yīng)控制三、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

普及應(yīng)用可編程序控制器采用集散控制系統(tǒng)研究和發(fā)展智能控制系統(tǒng)1.2微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)一、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成圖1-3微機(jī)控制系統(tǒng)組成框圖二、系統(tǒng)的軟件組成

1.系統(tǒng)軟件(1)操作系統(tǒng)(2)診斷系統(tǒng)(3)開發(fā)系統(tǒng)(4)信息處理2.應(yīng)用軟件(1)過程監(jiān)視程序(2)過程控制計(jì)算程序(3)公共服務(wù)程序三、微型機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)1.計(jì)算機(jī)控制可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)模擬變送器、控制器、指示器、手操作器以及記錄儀等多種模擬儀表的功能，并且便于監(jiān)視和操作。2.計(jì)算機(jī)控制利用計(jì)算機(jī)快速運(yùn)算能力。3.計(jì)算機(jī)控制利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力，4.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試、整定靈活方便。5.利用網(wǎng)絡(luò)分布結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成計(jì)算機(jī)控制、管理集成系統(tǒng)，即DCS。6.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中同時(shí)存在連續(xù)型和離散型兩類信號。1.3微型機(jī)控制系統(tǒng)的分類

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大致可分為以下幾種典型的型式：操作指導(dǎo)、直接數(shù)字控制、順序控制、監(jiān)督控制以及分布式控制系統(tǒng)等功能。如果計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)按照其功能或工作任務(wù)分類，可以分為以下幾種類型。一、操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)

圖1-4操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)原理框圖

二、直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))

圖1-5DDC系統(tǒng)原理框圖圖1-5DDC系統(tǒng)原理框圖三、計(jì)算機(jī)順序控