微型计算机控制技术学习心得 转眼间，一个学期又过去了。微机原理与控制技术课程已经结束了。通过从大三下学期的微机原理与接口技术到这学期的微机原理与控制技术的学习，回想起来受益匪浅，主要是加深了对计算机的一些硬件情况和运行原理的理解和汇编语言的编写，期间也听老师讲过，微机原理这门课程是比较偏硬件一点的。正是因为这一点我还是对它比较喜欢的，因为它和我的专业方向“机电工程”有很大的联系，在机电工程领域很多场合要应用到微机，而且是微机原理是考研复试面试时必考问的专业课，因为我要考研，本着一定要考上的心态，因此对该课程的学习还是有浓厚的兴趣和动力的。下面谈谈这期学习该课程的心得与体会：总体介绍下这门课程的轮廓吧（也就是教学大纲）： 一、课程性质与设置目的 （一）课程性质 微型计算机控制技术是高等院校计算机应用专业本科教学中的一门选修专业课，是从微型计算机原理到微型计算机控制，从理论到实际的必经桥梁，是着重解决和处理工程实际问题的一门课程。在该课程的教学过程中，将课堂教学与实验教学有机结合，注意培养同学分析问题、解决问题的方法和能力。 该课程主要介绍微型计算机应用在工业控制中的各种技术，重点讲述微型机用于实时控制中的软件、硬件设计方法，以及它们之间的结合问题。课程注重理论联系实际，从工程实际出发，在设计方法，即实验技术、操作运行、系统调试等方面对学生进行训练，为学生的毕业设计及将来的实际工作奠定基础。（二）教学目的 通过本课程的学习，可使我们对微型机在工业过程控制和智能化仪器方面的应用有个比较全面的了解，为以后的工作和毕业设计打下基础。 二、下面我对该门课程的教学内容做了一个详细的总结 1.第1章微型计算机控制系统概述 2.教学要点 1.微型计算机控制系统的组成 2.微型计算机控制系统的分类 3.微型计算机控制系统的发展 3.教学内容 通过对本章的学习，应当对微型计算机控制系统有一个完整的概念，具体掌握以下几方面的内容。 4. 1.了解微型计算机控制系统的组成。 2.学习并掌握微型计算机控制系统的分类 及各系统之间的区别。
大连大学 DA LIAN UNIVERSITY 题目:计算机控制技术的发展及应用 所在（院系）：信息工程学院 专业(班级)：自动092班 学生姓名：裴玉柱 学号：0942300 2
计算机控制技术的发展及应用 【摘要】随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。其应用遍及国防、航空航天、工业、农业、医学等多种领域。计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工控机）来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体（包括硬件、软件和网络结构）和受控对象两大部分组成。本文将主要针对计算机控制技术的发展历史、当今现状以及计算机控制技术的发展趋势做一介绍，并结合它的具体实例介绍计算机控制技术的一些主要应用领域。 【关键词】计算机控制技术、系统、应用 1.计算机控制技术的发展概况及趋势 1.1计算机控制技术的发展概况 在生产过程中采用数字计算机的思想出现在20世纪50年代中期，1956年3月，美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作，进行计算机控制的研究，他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配，根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术迅速发展，并被各行各业广泛应用。 伴随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术也紧随其后，迅猛的发展起来，其发展过程大致可以分为四个阶段。 1.1.1开创时期 这一时期从1955年~1962年，经历了前后大约七年的时间。早期的计算机使用电子管，体积庞大，价格昂贵，可靠性差，因此只能从事一些操作指导和设定值控制。过程控制向计算机提出了许多特殊的要求，需要计算机对各种过程命令做出迅速响应，中断技术应运而生，使计算机能够对更紧迫的过程任务做出反映。
倍福EtherCAT介绍及应用 摘要：EtherCAT–用于控制和自动化技术的以太网EtherCAT是以太网现场总线●EtherCAT是直达I/O级的实时以太网。●再也无须下挂子系统●没有网关延时●输出输出,传感器，驱动器，显示单元: 所有设备位于同一个总线上。EtherCAT：更快传输速率:2x100Mbaud（全双工）刷新时间:●256开关量I/O：11μs●1000开关量I/O分布于100节点：30μs=0.03ms●200模拟量I/O（16位）：50μs,20kHz采样频率●100伺服轴（每8字节IN+OUT）：100 目录 EtherCAT –用于控制和自动化技术的以太网 EtherCAT 是以太网现场总线 ●EtherCAT是直达I/O级的实时以太网。 ●再也无须下挂子系统 ●没有网关延时 ●输出输出, 传感器，驱动器，显示单元: 所有设备位于同一个总线上。 EtherCAT ：更快
传输速率: 2 x 100 Mbaud （全双工） 刷新时间: ●256开关量 I/O ：11 μs ●1000开关量 I/O 分布于 100 节点：30 μs = 0.03 ms ●200模拟量 I/O （16 位）：50 μs, 20 kHz 采样频率 ●100伺服轴（每 8 字节 IN+OUT）： 100 μs = 0.1 ms ●12000开关量 I/O ： 350 μs I/O和驱动使用的以太网带宽 以太网帧: ≥ 84 字节（incl. preamble + IPG Inter Packet Gap） 带宽使用比较: ●每节点4字节用户数据: ●polling/time slicing: ca. 2.5% ●广播（master → slaves）ca. 20…30% ●每节点2数据位的用户数据:
起重机联锁保护与运行极限位置限制装置 联锁保护与运行极限位置限制装置 联锁保护装置是一种联锁开关，包括由建筑物登上起重机司机室的门开关、由司机室登上桥架主梁的舱门开关、通道栏杆门的开关等。其功能是用来防止当有人正处于起重机的某些部位，或正跨入、跨出起重机的瞬间，而在司机不知晓的情况下操作起重机，在运动过程中伤人。联锁保护开关常常与紧急开关一块串联在起重机的控制电路中，只要有一个开关不闭合，起重机就不能启动。 极限位置限制装置也称行程限位开关，其功能是限制运动范围，防止行程越位。在所有类型起重机的起升机构上升极限位置、有轨运行机构的轨道端头附近都要设置。行程限位开关常常并联在机构运动的控制电路中，当向某方向的运动达到极限位置触碰限位开关时，则切断该方向的运动电路，停止该方向的运行，同时接通反向运动电路，使运行机构只能向安全方向运行。 联锁保护与运行极限位置限制装置 联锁保护装置是一种联锁开关，包括由建筑物登上起重机司机室的门开关、由司机室登上桥架主梁的舱门开关、通道栏杆门的开关等。其功能是用来防止当有人正处于起重机的某些部位，或正跨入、跨出起重机的瞬间，而在司机不知晓的情况下操作起重机，在运动过程中伤人。联锁保护开关常常与紧急开关一块串联在起重机的控制电路中，只要有一个开关不闭合，起重机就不能启动。 极限位置限制装置也称行程限位开关，其功能是限制运动范围，防止行程越位。在所有类型起重机的起升机构上升极限位置、有轨运行机构的轨道端头附近都要设置。行程限位开关常常并联在机构运动的控制电路中，当向某方向的运动达到极限位置触碰限位开关时，则切断该方向的运动电路，停止该方向的运行，同时接通反向运动电路，使运行机构只能向安全方向运行。
1.1 计算机控制系统的结构。 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数 进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。 (4)检测与执行机构 a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。 b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期 的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅元件等进行控制。 1.2 计算机控制系统的典型形式有哪些? 各有什么优缺点? 计算机控制系统的典型形式:(1)操作指导控制系统。优点：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。（2）直接数字控制系统（DDC），实时性好，可靠性高和适应性强。（3）监督控制系统（SSC），是生产过程始终处于最优工况。（4）分型控制系统（DCS），分散控制，集中操作，分级管理。（5）现场总线控制系统（FCS），降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构 1.3 实时、在线方式和离线方式的含义是什么?
《计算机控制技术》复习资料 一、填空题 1、计算机控制是自动控制发展中的（高级）阶段，是自动控制的（重要分支）。 2、计算机在信息处理、（逻辑分析）、决策判断、（输入输出）管理等各个方面显示出 突出的优点。 3、计算机控制系统利用计算机的（硬件）和（软件）代替自动控制系统的控制器。 4、自动控制是指在（没有人）直接参与的前提下，应用（控制装置）自动地、有目 的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。 5、在控制系统中如果给定值是（恒定不变）的，则此系统称为（定值）控制系统。 6、· 7、若系统控制（变量）的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（程序） 控制系统。 8、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号（决定） 着系统输出量的变化；而扰动则（破坏）给定信号对系统输出量的控制。 9、计算机控制过程是在（外部）作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个 （平衡或稳定）状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。 10、自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是（收敛）的，对应的系统运行 是稳定的；另一种是（发散）的，对应的系统是不稳定的。 10、在计算机控制系统中为了达到控制目标，可以采用（模拟）化设计方法和（离散） 化设计方法来设计控制器。 11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准（总线）技术和开放式( 体系 )结构的计算机。 12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：（数据）总线、( 地址 )总线、控制总线、电源总线。 ， 13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他（智能）设备之间进行( 通信 )的连线。 14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗（电磁）干扰、防震、防潮、( 耐高温 )等性能。 15、可编程序控制器是（继电器）逻辑控制系统与( 微型 )计算机技术相结合的产物。 16、大多数PLC采用继电控制形式的（梯形图）编程方式，继承了传统(控制 )线路的 清晰直观容易掌握。 17、整体式的（PLC）把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成 )在一个小箱体内构成一台完整的PLC。 18、开关量的逻辑控制是PLC最（基本）的应用领域，可用于单机控制，也可用于( 多级 )群控。 19、PLC通过A/D和D/A转换（模块），从而实现对温度、压力、流量等参数的( 闭环 )
《计算机控制技术》习题解答 第一章 1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统由哪几部分组成？ 答：计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。 计算机控制系统的组成：计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成。 1.2、微型计算机控制系统的特点是什么？ 微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点： a.控制规律灵活多样，改动方便 b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制 c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高 d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度 1.3 计算机控制系统结构有哪些分类？指出这些分类的结构特点和主要应用场合。 答： （1）操作指导控制系统 优点：结构简单，控制灵活，安全。 缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。 （2）直接数字控制系统（DDS） 优点：实时性好，可靠性高，适应性强。 （3）监督控制系统（SCC） 优点：生产过程始终处于最优工况。 （4）分散控制系统（DCS） 优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。 （5）现场总线控制系统（FCS） 优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。 1.4.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 1.5.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ 答：所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式；生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 1.6 操作指导、DDC和SCC系统的工作原理如何？它们之间有何区别和联系？ (1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属
第一章： 1.1什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？ 硬件由主机、外设、输入输出通道、检测元件和执行机构组成，软件则由系统软件和应用软件两部分组成。 1.2计算机控制系统怎么分类，按功能分为几类？ 可以按系统的功能、控制规律或控制方式等分类。按功能分类可以分为一下几类： 操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统1.4计算机控制系统的发展趋势主要表现在哪几个方面？ 1）以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流； 2）PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展； 3）面向测管一体化的DCS系统； 4）控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展。 计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统(DCS)后，将朝着现场总线控制系统(FCS)的方向发展。 第二章： 2.1单片机检查判断A/D转换结束的方法 程序延时方式（同步方式） 通过查阅手册了解A/D转换一个数据所需时间，在CPU启动A/D转换之后，执行一个固定延时程序，延时应大于或等于A/D的转换时间，然后CPU再读取A/D的转换结果程序查询方式 转换完成EOC信号通过并行端口，送入CPU。 在CPU启动A/D转换之后 CPU不断查询A/D的转换结束信号 一旦该信号有效，CPU读取A/D转换结果 中断方式 用A/D转换结束信号向微机系统发出中断申请，CPU采用中断方式读取A/D转换结果。 2.2逐次逼近式A/D转换
注释：每一次的相加或者相减均为上一个数据的1/2的值，若V0
计算机控制技术的发展及趋势 张赟枫 自动化1304 0901130425 一、计算机控制技术的发展 1、第一代工业计算机控制技术 第一代工控机技术起源于20世纪80年代初期，盛行于80 年代末和90年代初期，到90年代末期逐渐淡出工控机市场，其标志性产品是STD总线工控机。STD总线最早是由美国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的8位工业I/O总线，随后发展成16位总线，统称为STD80，后被国际标准化组织吸收，成为IEEE961标准。国际上主要的STD总线工控机制造商有Pro- Log、Winsystems、Ziatech等，而国内企业主要有北京康拓公司和北京工业大学等。STD总线工控机是机笼式安装结构，具有标准化、开放式、模块化、组合化、尺寸小、成本低、PC兼容等特点，并且设计、开发、调试简单，得到了当时急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用，国内的总安装容量接近20万套，在中国工控机发展史上留下了辉煌的一页。 2、第二代工业计算机控制技术 1981年8月12日IBM公司正式推出了IBM PC机，震动了世界，也获得了极大成功。随后PC机借助于规模化的硬件资源、丰富的商业化软件资源和普及化的人才资源，于80年代末期开始进军工业控制机市场。美国著名杂志《CONTROL ENGINERRING》在当时就预测“90年代是工业IPC的时代，全世界近65%的工业计算机将使用IPC，并继续以每年21%的速度增长”。历史的发展已经证明了这个论断的正确性。IPC在中国的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段是从20世纪80年代末到90年代初，这时市场上主要是国外品牌的昂贵产品。 90年代末期，ISA总线技术逐渐淘汰，PCI总线技术开始在IPC中占主导地位，使IPC工控机得以继续发展。但由于IPC工控机的结构和金手指连接器的 限制，使其难以从根本上解决散热和抗振动等恶劣环境适应性问题，IPC开始逐渐从高可靠性应用的工业过程控制、电力自动化系统以及电信等领域退出，向管理信息化领域转移，取而代之的是以CompactPCI总线工控机为核心的第三代工控机技术。值得一提的是，IPC工控机开创了一个崭新的PC-based时代，对工业自动化和信息化技术的发展产生了深远的影响。 3、迅速发展和普及的第三代工控机技术 PCI总线技术的发展、市场的需求以及IPC工控机的局限性，促进了新技术的诞生。作为新一代主流工控机技术，CompactPCI工控机标准于1997年发布之初就倍受业界瞩目。相对于以往的STD和IPC，它具有开放性、良好的散热性、高稳定性、高可靠性及可热插拔等特点，非常适合于工业现场和信息产业基础设备的应用，被众多业内人士认为是继STD和IPC之后的第三代工控机的技术标准。采用模块化的CompactPCI总线工控机技术开发产品，可以缩短开发时间、降低
微纳科技cSPACE快速控制原型开发系统（基于MATLAB的DSP快速控制原型开发系统） 一.产品简介 (1) 二.系统组成 (2) 三.硬件资源 (4) 四.使用案例 (20) 4.1.直线电机驱动的二级倒立摆的控制 (20) 4.2.磁悬浮球系统的控制 (22) 4.3.三容水箱过程控制实验系统的控制 (23) 4.4.采用磁流变液阻尼器的1/4车辆振动实验系统的控制 (24) 一.产品简介 快速控制原型（Rapid Controller Prototyping，RCP）和硬件在回路实时仿真(Hardware-in-Loop，HIL)是目前国际上控制系统设计的常用方法，它把计算机仿真（纯软件）和实时控制（硬件在回路）有机结合起来，用户可把仿真结果直接用于实时控制，极大提高控制系统的设计效率。目前，这一系统或设计方法已经在高校和实验室得到普遍采用，最典型的例子为德国的dSPACE快速控制系统原型设计系统。 dSPACE卡是一个基于MATLAB/Simulink开发环境的自动代码生成工具，拥有快速控制原型开发和硬件在环仿真功能。使用这种方法，可使电控单元系统及机械控制系统的开发和测试简捷和高效。因此，dSPACE已经成为运动控制和过程控制开发的好工具，受到了全球用户的欢迎。 本公司研制的cSPACE快速控制原型和硬件在回路开发系统（以下简称cSPACE系统）基于TMS320F2812DSP开发，和dSPACE 公司的DS1104卡相当，拥有AD、DA、IO、Encoder和快速控制原型开发、硬件在环仿真功能，通过Matlab/Simulink设计好控制算法，将输入、输出接口替换为公司的cSPACE 模块，编译整个模块就能自动生成DSP代码，在控制卡上运行后就能生成相应的控制信号，从而方便地实现对被控对象的控制。运行过程中通过cSPACE提供的MATLAB接口模块，可实时修改控制参数，并以图形方式实时显示控制结果；
简述极限力矩限制器：1)作用:防止回转驱动装置偶尔过载,保护电动机、金属结构及传动零部件免遭破坏。(2)原理:正常工作时,蜗杆的转矩通过涡轮的圆锥形摩擦盘与上锥形摩擦盘间的摩擦力矩传给小齿轮轴,带动小齿轮转动;当需要传动的转矩超过极限力矩联轴器所能承受的转矩时,上下两个锥形摩擦盘间开始打滑,以此来限制所要传递的转矩,起到安全保护作用。 块式制动器：在接通电源时，电磁松闸器的铁心吸引衔铁压向推杆，推杆推动左制动臂向左摆，主弹簧被压缩。同时，解除压力的辅助弹簧将右制动臂向右推，两制动臂带动制动瓦块与制动轮分离，机构可以运动。当切断电源时，铁心失去磁性，对衔铁的吸引力消除，因而解除衔铁对推杆的压力，在主弹簧张力的作用下，两制动臂一起向内收摆，带动制动瓦块抱紧制动轮产生制动力矩；同时，辅助弹簧被压缩。制动力矩由主弹簧力决定，辅助弹簧保证松间间隙。块式制动器的制动性能在很大程度上是由松闸器的性能决定 起重力矩限制器的作用起重力矩限制器是太刀重要的安全装置之一，塔吊的结构计算和稳定性验算均是以最大额定起重力矩为依据，其中力矩限制器的作用就是控制塔吊使用时不得超过最大额定起重力矩，防止超载。构造和工作原理起重力矩限制器分为机械式和电子式，机械式中又有杠斜式和弓板式等多种形式。其中弓板式起重力矩限制器因结构简单，目前应用比较广泛。弓板式力矩限制器主要安装在塔帽的主弦杆上。其工作原理如下：塔吊吊载重物时，由于载荷的作用，塔帽的主弦杆产生压缩变形，载荷越大，变形越大。这时力矩限制器上的弓形钢板也随之变形。并将弦杆的变形放大，使弓板上的调节螺栓与限位开关的距离随载荷的增加而逐渐缩小。当载荷达到额定荷载时，通过调整调节螺栓触动限位开关，从而切断起升机构和变幅机构的电源，达到限制塔吊的吊重力矩载荷的目的 起重量限制器：一般会有3个触点，当触头碰到后触点，将信号反馈给PLC控制器，就起到相应的左右。当触头碰到50%起重量的触点后，此时起升吊钩能上升及下降，高速档回路被断开，只能中速或者低速运行。防止快速档提起重物导致起升电机电流过载从而使电机损坏。当触头碰到80%-90%起重量的触点后，此时起升吊钩能上升及下降，高速档回路和中速档回路被断开，只能者低速运行。防止提起重物速度过快导致起升电机电流过载从而使电机损坏。当触头碰到105%起重量的触点后，此时起升吊钩上升回路被断开，吊钩只能下降，高速档回路和中速档回路被断开，只能者低速运行。保护钢丝绳不被超重拉断。但不影响其它机构动作,以达到限载保护作用.
计算机控制技术基础 本课主要内容 ?过程通道输入输出技术 ?测量数据处理技术 ?抗干扰技术 ?数据通信技术基础 ?计算机网络技术 第一章绪论 ◆计算机控制系统基本概念 ◆计算机控制系统的组成 ◆计算机控制系统的信号流程 ◆计算机控制系统分类 第 1 节计算机控制系统基本概念 闭环控制系统的典型结构图 ?概念： 通俗地讲，利用计算机参与控制的系统称为计算机控制系统； 模拟控制缺点： ?难以实现复杂规律的调节控制 ?不易实现集中监视和操作 ?控制方案的更改比较困难 计算机控制系统的作用： ?实时数据处理
?实时监督决策 ?实时控制输出 第 2 节计算机控制系统的组成 计算机控制系统由控制计算机和被控对象组成，控制计算机包括硬件和软件两部分； 硬件： 1、主机 中央处理器（CPU）、存储器和接口组成的主机是计算机控制系统的核心。 2、过程输入输出设备 是主机与被控对象之间的接口，包括模拟量输入输出设备、数字量输入输出设备等。 3、人机接口设备 包括显示器、键盘和打印机等，作用：显示生产过程的状况，供操作员对生产过程发出操作命令，显示操作控制的结果。 4、通信设备 软件： 1、系统软件 可分为通用和专用两类。通用软件指一般计算机使用的软件，如：Windows、VB和Oracle 等；专用软件指控制计算机特有的软件，如组态软件。 2、应用软件 是针对某个生产过程编制或生成的专用控制软件。（输入输出、控制算法、人机接口，打印制表） 3、管理软件 实现控制和管理的集成，包括：控制管理、操作管理、经营管理和决策管理等。 第 3 节计算机控制系统信号流程 ?模拟信号：时间与幅值上均连续，如：y(t)、u(t) ?离散模拟信号：时间离散，幅值连续，如：y*(t) ?数字信号：时间离散，幅值为数字量，如：y(nT)、u(nT) ?量化模拟信号：时间连续，幅值为连续量化的信号，如：u*(t) 第 4 节计算机控制系统分类
《计算机控制技术》模拟题 一、填空 1、8位A/D 转换器与CPU 的接口可以采用( )。 2、采样/保持器的作用是（ ）。 3、DDC 系统所采用的数字PID 算式有（ ）。 4、PID 控制中，引入积分的原因是（ ），引入微分的原因是（ ）。 5、常用的数字滤波方法有（ ）。 二、简答题 1、计算机控制系统有哪几部分组成？ 2、模拟量输入通道中为什么要对模拟量信号进行预处理？ 3、什么是PID 控制规律？用微分方程写出其控制规律，并说明P 、I 、D 的作用。 4、简述企业网络信息集成系统的层次结构。 5、抗串模干扰、抗共模干扰的措施有哪些? 参考答案： 1、计算机控制系统有哪几部分组成？ 答：计算机控制系统由计算机及其输入输出通道和工业生产对象（包括被控对象和工业自动化仪表）组成。 2、模拟量输入通道中为什么要对模拟量信号进行预处理？ 答：这是因为不同的模拟量有不同的量纲，首先要将他们转换为电压信号，然后经过A/D 转换，变成计算机可以接受的数字信号。 3、什么是PID 控制规律？用微分方程写出其控制规律，并说明P 、I 、D 的作用。 答：按照偏差的比例、积分、微分进行的控制是PID 控制。其控制规律的微分方程表示如下： P ：改善动态特性；I ：消除静差；D ：改善动态特性，加快调节速度。 4、简述企业网络信息集成系统的层次结构。 答：统一的企业网络信息集成系统有三层结构：过程控制层、制造执行层、企业资源规划层。其层次结构图如下： ]) ()(1)([)(dt t de T dt t e T t e K t u d i p ?++=
5、抗串模干扰、抗共模干扰的措施有哪些? 答：抗串模干扰的措施：光电隔离、继电器隔离、变压器隔离、布线隔离、硬件滤波电路、过压保护电路等。 抗共模干扰的措施：平衡对称输入、选用高质量的差动放大器、控制系统的接地技术等。 三、计算 试写出加权平均滤波的算式，当n=16时，并用汇编语言编写出实现程序。 参考答案： 参考答案： 加权平均滤波算式： ，并且 均为常数项，是各次采 样值的系数，且满足 。 程序：首先把采样值存放在以SBUFFER 为首址的内存单元中，加权平均系数存放在以COEFF 滤为首址的内存单元，波后的结果存放在DBUFFER+2单元。具体程序清单如下： 互联网 Internet 内部网Intranet 现场总线控制网络 企业资源规划层ERP 制造执行层MES 过程控制层PCS ∑==n i i C 1 1n C C C ,...,,21
新产品简介 | 201111
https://www.doczj.com/doc/df14119018.html, 新品 | 工业 PC https://www.doczj.com/doc/df14119018.html, 采用超薄设计的抽拉式工业 PC C5210 C5210 系列工业 PC 厚度仅为 1 U （1 U = 44 mm ），显著节省了空间，同时其性能不会受到任何影响。它采用的是 Intel ? Celeron ? 双核处理器（1.9 GHz ），配备 3.5 英寸主板，结构非常紧凑，尺寸仅为：482.7 x 44 x 493.8 mm (W x H x D)。C5210 配备了两个用于 RAID 系统中 3.5 英寸硬盘驱动器的移动支架。串口可通过两个盖板引出。两个 PCIe 板卡插槽，用于连接 PCI Express 板卡，各配备了两个 Gbit Ethernet 端口。标准配备包括一个 DVD 驱动槽；可提供 CD/DVD-ROM 或 DVD 驱动器。这种 19 英寸工业 PC 可选用 Windows Embedded Standard 、Windows XP 、Windows 7 或 Windows 2008 Server 作为其操作系统。 不锈钢控制面板和面板型 PC 系列将控制和操作单元无缝结合在一起，能够满足食品、包装和药品行业以及洁净室严格的卫生规定。其中，用于安装钢管的不锈钢安装臂适配器可作为选件订购。该产品系列可根据客户要求进行设计，比如，增大显示屏尺寸或集成急停按钮和机电按钮、短行程按键、USB 口以及在前面板下面集成 RFID 阅读器。 针对不锈钢面板的不锈钢安装臂适配器 2 Product announcement 有关新产品可供货状态说明，请登录倍福官方网站：https://www.doczj.com/doc/df14119018.html,
a r X i v :c h a o -d y n /9905039v 1 26 M a y 1999 Information-Theoretic Limits of Control Hugo Touchette ?and Seth Lloyd ? d’Arbelo?Laboratory for Information Systems and Technology,Department of Mechanical Engineering, Massachussetts Institute of Technology,Cambridge,Massachusetts 02139 (January 9,2014)Fundamental limits on the controllability of physical systems are discussed in the light of infor-mation theory.It is shown that the second law of thermodynamics,when generalized to include information,sets absolute limits to the minimum amount of dissipation required by open-loop con-trol.In addition,an information-theoretic analysis of closed-loop control shows feedback control to be essentially a zero sum game:each bit of information gathered directly from a dynamical systems by a control device can serve to decrease the entropy of that system by at most one bit additional to the reduction of entropy attainable without such information (open-loop control).Consequences for the control of discrete binary systems and chaotic systems are discussed.PACS numbers:05.45.+b,05.20.-y,89.70.+c Information and uncertainty represent complementary aspects of control.Open-loop control methods attempt to reduce our uncertainty about system variables such as position or velocity,thereby increasing our information about the actual values of those variables.Closed-loop methods obtain information about system variables,and use that information to decrease our uncertainty about the values of those variables.Although the literature in control theory implicitly recognizes the importance of in-formation in the control process,information is rarely regarded as the central quantity of interest [1].In this Letter we address explicitely the role of information and uncertainty in control processes by presenting a novel for-malism for analyzing these quantities using techniques of statistical mechanics and information theory.Specif-ically,based on a recent proposal by Lloyd and Slotine [2],we formulate a general model of control and inves-tigate it using entropy-like quantities.This allows us to make mathematically precise each part of the intuitive statement that in a control process,information must constantly be acquired,processed and used to constrain or maintain the trajectory of a system.Along this line,we prove several limiting results relating the ability of a control device to reduce the entropy of an arbitrary system in the cases where (i)such a controller acts inde-pendently of the state of the system (open-loop control),and (ii)the control action is in?uenced by some infor-mation gathered from the system (closed-loop control).The results are applied both to the stochastic example of coupled Markovian processes and to the deterministic example of chaotic maps.These results not only com-bine concepts of dynamical entropy and information in a uni?ed picture,but also prove to be fundamental in that they represent the ultimate physical limitations faced by any control systems. The basic framework of our present study is the fol-lowing.We assign to the physical plant X we want to control a random variable X representing its state vec- tor (of arbitrary dimension)and whose value x is drawn according to a probability distribution p (x ).Physically,this probabilistic or ensemble picture may account for in-teractions with an unknown environment,noisy inputs,or unmodelled dynamics;it can also be related to a de-terministic sensitivity to some parameters which make the system e?ectively stochastic.The recourse to a sta-tistical approach then allows the treatment of both the unexpectedness of the control conditions and the dynam-ical stochastic features as two faces of a single notion:uncertainty . As it is well known,a suitable measure quantifying un-certainty is entropy [3,4].For a classical system with a discrete set of states with probability mass function p (x ),it is expressed as H (X )≡? x p (x )log p (x ),(1) (all logarithms are assumed to the base 2and the entropy is measured in bits).Other similar expressions also ex-ist for continuous state systems (?ne-grained entropy),quantum systems (von Neumann entropy),and coarse-grained systems obtained by discretization of continuous densities in the phase space by means of a ?nite par-tition.In all cases,entropy o?ers a precise measure of disorderliness or missing information by characterizing the minimum amount of resources (bits)required to en-code unambiguously the ensemble describing the system [5].As for the time evolution of these entropies,we know that the ?ne-grained (or von Neumann)entropy remains constant under volume-preserving (unitary)evolution,a property closely related to a corollary of Landauer’s prin-ciple [6]which asserts that only one-to-one mappings of states,i.e.,reversible transformation preserving informa-tion are exempt of dissipation.Coarse-grained entropies,on the other hand,usually increase in time even in the ab-sence of noise.This is due to the ?nite nature of the par-tition used in the coarse-graining which,in e?ect,blurs the divergence of su?ciently close trajectories,thereby