控制器和计算机控制系统

1. 连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？(1)(2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。

(3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规(4)(5) 一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多(6) 采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进2. 简述计算机控制系统的一般控制过程。

答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理。

(2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。

3. 简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。

答：(1)连续信号连续信号是在整个时间范围均有定义的信号，它的幅值可以是连续的,也可以是断续的。

(2)模拟信号模拟信号是在整个时间范围均有定义的信号，它的幅值在某一时间范围内是连续的。

模拟信号是连续信号的一个子集，在大多数场合与很多文献中，将二者等同起来，均指模拟信号。

(3) 离散信号离散信号是仅在各个离散时间瞬时上有定义的信号。

(4) 采样信号采样信号是离散信号的子集，在时间上是离散的、而幅值上是连续的。

在很多场合中，我们提及离散信号就是指采样信号。

(5) 数字信号数字信号是幅值整量化的离散信号，它在时间上和幅值上均是离散的。

4. 线性定常离散系统的稳态误差是否只与系统本身的结构和参数有关？答：线性定常离散系统的稳态误差，不但与系统本身的结构和参数有关，而且与输入序列的形式及幅值有关。

除此之外，离散系统的稳态误差与采样周期的选取也有关。

5. 增量型PID控制算式具有哪些优点？答：(1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作影响小。

(2)在i时刻的输出u i，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻、前两时刻的偏差e i-1、e i-2和前一次的输出值u i-1，这大大节约了内存和计算时间。

控制器的主要功能是控制器是计算机系统中的一种重要组件，它负责对计算机硬件进行控制和管理，以实现系统的正常运行。

控制器的主要功能包括指令的译码和执行、设备的管理、进程的调度等。

下面，我将详细介绍控制器的主要功能。

首先，控制器负责对指令的译码和执行。

在计算机系统中，指令是对计算机硬件进行操作的命令集合，控制器通过读取指令、解析指令的操作码和寻址方式，以及执行相应的操作码，从而控制计算机硬件的操作。

其次，控制器负责对设备的管理。

计算机系统中有各种各样的设备，如输入输出设备、存储设备等，控制器通过与这些设备进行通信，实现对设备的管理。

例如，控制器可以接收并处理来自输入设备的数据，然后将数据送入主存储器；同时，控制器还可以将存储器中的数据发送到输出设备，以实现数据的输出功能。

另外，控制器还负责进程的调度。

在操作系统中，进程是指正在运行的程序，控制器通过调度算法来管理和调度进程的执行顺序。

通过合理的调度算法，控制器可以提高系统的资源利用率，提高系统的响应速度，并且能够避免死锁等问题的发生。

控制器还具备错误检测和纠正的功能。

在计算过程中，可能会出现各种各样的错误，如硬件错误、软件错误等，控制器可以通过检测这些错误，并采取相应的措施来纠正和处理。

例如，控制器可以通过冗余容错技术来检测和纠正硬件错误，以提高系统的可靠性和容错性。

此外，控制器还具备数据传输和存储的功能。

计算机系统中的数据传输和存储是非常重要的，控制器通过控制总线的使用，实现数据在不同设备之间的传输和存储。

例如，控制器可以通过总线将数据从输入设备传输到存储设备，或者将数据从存储设备传输到输出设备。

最后，控制器还负责对外部输入信号的处理。

控制器可以接收来自外部设备的输入信号，并通过解析和处理这些信号来实现对计算机系统的控制。

例如，控制器可以接收来自键盘的输入信号，并根据不同的输入信号来执行不同的操作。

综上所述，控制器是计算机系统中的重要组件，它承担着指令的译码和执行、设备的管理、进程的调度等多种功能。

一、实训背景随着科学技术的不断发展，计算机技术在各个领域的应用日益广泛。

计算机控制技术作为自动化领域的重要组成部分，其研究与应用对于提高生产效率、降低成本、改善产品品质等方面具有重要意义。

为了使学生深入了解计算机控制技术，提高动手能力，本实训课程以计算机控制技术为核心，通过实际操作，使学生掌握计算机控制系统的设计、调试和实施方法。

二、实训目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机控制系统的设计方法；3. 熟悉计算机控制系统的调试与实施；4. 培养学生团队合作精神和创新意识。

三、实训内容1. 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统主要由以下几个部分组成：（1）被控对象：被控对象是指需要通过计算机控制系统进行控制的设备或过程。

（2）传感器：传感器用于将物理量转换为电信号，以便计算机控制系统进行处理。

（3）控制器：控制器是计算机控制系统的核心，负责接收传感器输入信号，根据预设的控制策略进行计算，并输出控制信号。

（4）执行器：执行器根据控制器输出的控制信号，实现对被控对象的调节。

（5）人机界面：人机界面用于人与计算机控制系统之间的交互，包括操作面板、显示器等。

2. 计算机控制系统的设计方法计算机控制系统的设计主要包括以下几个步骤：（1）系统分析：分析被控对象的特点和需求，确定控制目标。

（2）系统建模：根据被控对象的特点，建立数学模型。

（3）控制器设计：根据数学模型和控制目标，选择合适的控制器类型，并进行参数整定。

（4）系统仿真：在计算机上对控制系统进行仿真，验证系统性能。

（5）系统实施：根据仿真结果，对实际控制系统进行调整和优化。

3. 计算机控制系统的调试与实施计算机控制系统的调试主要包括以下几个方面：（1）硬件调试：检查硬件设备是否正常，包括传感器、控制器、执行器等。

（2）软件调试：检查控制算法是否正确，参数是否合理。

（3）系统联调：将硬件和软件结合起来，进行系统联调，验证系统性能。

计算机控制器（一）计算机控制器的定义与功能计算机控制器（Computer Controller）是计算机系统中的一个硬件部件，它负责对整个计算机系统中的各种硬件设备进行控制与协调，使得整个系统能够正常地运作。

计算机控制器主要由控制器芯片、接口电路和外设设备组成，其中控制器芯片是计算机控制器的核心部件，它能够直接控制计算机系统中的各种设备。

计算机控制器的主要功能是接收来自计算机系统中各种硬件设备的控制命令和数据，通过控制器芯片和外部连接的接口电路将这些控制命令和数据进行处理和传输，最终使得各个硬件设备能够按照指定的方式和时间进行运作。

通过计算机控制器的运作，用户可以有效地控制整个计算机系统中的各种硬件设备，实现各种不同的功能和任务，提高计算机系统的效率和性能。

除了上述的基本功能之外，计算机控制器还具有一些特殊功能，下面我们来具体介绍一下。

（二）计算机控制器的特殊功能1.数据缓冲计算机控制器主要通过控制器芯片和接口电路来管理整个计算机系统中的硬件设备，其中控制器芯片具有数据缓冲区的功能，可以保存来自各个硬件设备的控制命令和数据，以便于按照特定的时间和方式进行处理和传输。

数据缓冲能够有效地减少计算机系统中各种硬件设备之间的通讯时间，提高整个系统的效率和性能。

2.流控功能流控功能是计算机控制器的另一个特殊功能，它主要用于控制接口电路和计算机系统中的各个硬件设备之间的数据流量，以保证数据的流动速度和稳定性。

通过流控功能，计算机控制器能够检测和控制数据的传输速度和方向，并及时调整数据的传输模式和方式，以保证数据传输的正确性和快速性。

3.数据翻译数据翻译是计算机控制器的另一个重要功能，它主要用于将计算机系统中的各种硬件设备之间的不同数据格式进行转化和翻译，保证它们之间的互相兼容性和互通性。

通过数据翻译功能，计算机控制器能够将不同硬件设备之间的数据进行有效地转化和翻译，使得它们之间能够有效地交流和传输，提高整个计算机系统的效率和性能。

自动化控制系统的组成部分及作用自动化控制系统是利用计算机技术和控制理论相结合，实现对生产过程、设备和系统的自动控制和管理的系统。

它由多个组成部分构成，每个部分都有不同的作用和功能。

本文将详细介绍自动化控制系统的组成部分及其作用。

1. 传感器和执行器：传感器是自动化控制系统的重要组成部分，用于感知和采集被控对象的信息，如温度、压力、流量等。

传感器将感知到的信息转换为电信号，并传输给控制器进行处理。

执行器则根据控制器的指令，将电信号转换为相应的力、速度或位置控制信号，控制被控对象的运动或动作。

传感器和执行器的作用是实现自动化控制系统与外部环境的信息交互和物理控制。

2. 控制器：控制器是自动化控制系统的核心部分，它接收传感器采集到的信息，经过处理和分析后，生成控制信号，并将控制信号发送给执行器，实现对被控对象的控制。

控制器根据预设的控制策略和算法，对系统状态进行监测和调节，以达到所需的控制目标。

不同类型的自动化控制系统采用不同的控制器，如PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。

3. 人机界面：人机界面是自动化控制系统与操作人员之间的交互界面。

它通过显示屏、键盘、触摸屏等设备，将系统状态、参数设置、报警信息等信息直观地展示给操作人员，同时接收操作人员的指令和参数设定。

人机界面的作用是实现操作人员对自动化控制系统的监控、控制和管理，提高系统的可操作性和人机交互效率。

4. 通信网络：通信网络是自动化控制系统中各个组成部分之间进行信息传输和共享的媒介。

它可以是局域网、广域网或互联网等不同类型的网络，通过有线或无线通信方式实现设备之间的数据交换和远程访问。

通信网络的作用是实现不同设备之间的数据传输和共享，使得自动化控制系统能够实现分布式控制和远程监控。

5. 数据存储与处理：数据存储与处理是自动化控制系统中的重要环节，它涉及到对大量的数据进行采集、存储和处理。

自动化控制系统可以通过采集和存储历史数据，进行数据分析、建模和优化，从而改进控制策略和算法，提高系统的控制性能和效率。

计算机控制系统知识点一、计算机控制系统的定义计算机控制系统是一种利用计算机技术进行控制的系统，通过计算机对被控制对象进行监测、分析、控制和调度，实现自动化生产和运行。

计算机控制系统广泛应用于工业生产中的自动化设备、交通运输系统、医疗设备等领域。

二、计算机控制系统的组成1. 控制器：控制器是计算机控制系统的核心部件，负责对整个系统进行控制和监测。

控制器通常由计算机主机、输入输出设备、运算器、存储器等组成。

2. 输入输出设备：输入设备用于将外部系统中的数据传输到计算机控制系统中，输出设备则将计算机处理后的数据传输到外部系统中。

3. 运算器：运算器是计算机控制系统的“大脑”，负责进行各种数学运算和逻辑运算。

4. 存储器：存储器主要用于存储程序和数据，包括内存和外存两种形式。

三、计算机控制系统的工作原理计算机控制系统通过输入设备获取外部信息，经过运算和逻辑判断后，通过输出设备输出控制指令，实现对被控制对象的自动控制。

整个过程中，计算机控制系统需要经历输入、运算、输出三个基本过程。

四、计算机控制系统的应用1. 工业生产领域：计算机控制系统广泛应用于各种自动化生产设备中，提高了生产效率和生产质量。

2. 交通运输领域：交通信号灯、地铁列车调度系统等都是计算机控制系统的应用案例，提高了交通运输效率和安全性。

3. 医疗设备领域：医用X射线机、B超仪、电子胃镜等医疗设备都采用了计算机控制系统，提高了医疗诊断的准确性和效率。

五、计算机控制系统的发展趋势随着计算机技术的不断发展和进步，计算机控制系统将更加智能化、网络化和集成化。

未来，计算机控制系统将更加便捷、高效、智能，为人类社会的发展和进步提供更大的帮助和支持。

控制器的作用控制器是计算机硬件的一个重要组成部分，它负责根据输入信号来控制硬件的运行状态和功能，从而实现对计算机系统的控制和管理。

控制器的作用有以下几个方面：1. 控制与管理计算机硬件：控制器作为计算机系统的主要组成部分之一，可以通过对计算机硬件的控制和管理，保证计算机的正常运行。

它可以对CPU进行时钟控制、总线控制、中断控制等，对内存进行读写控制、刷新控制等，对输入输出设备进行控制和管理等。

2. 实现指令的执行与操作：控制器能够根据计算机系统的指令集，对指令进行解析和执行，从而实现对计算机系统的操作和控制。

它通过对指令的译码、执行和存储等操作，能够根据输入信号和指令来实现对计算机功能的控制和操作。

3. 提供与外部设备的接口：控制器可以提供与外部设备的接口，使得计算机系统能够与外部设备进行数据的输入输出和通信交互。

例如，键盘、鼠标、显示器、打印机等都可以通过控制器进行输入输出控制，并与计算机系统进行数据的传输与交互。

4. 实现计算机系统的控制逻辑：控制器能够实现计算机系统的控制逻辑，通过对输入信号的识别和处理，可以根据不同的输入信号和指令，实现计算机系统的不同功能和状态切换。

它可以实现计算机系统的启动与关机、休眠与唤醒、复位与恢复等控制操作，以及不同程序和任务的调度和切换。

5. 提高计算机系统的性能和效率：控制器能够对计算机硬件进行合理的控制和管理，从而提高计算机系统的性能和效率。

例如，通过对CPU的时钟频率和倍频率的控制，可以使CPU的运行速度达到最佳状态；通过对内存的读写控制和刷新控制，可以提高系统的访问速度和数据传输效率。

总而言之，控制器作为计算机系统的一部分，承担着对硬件的控制和管理，实现指令的执行与操作，提供与外部设备的接口，实现计算机系统的控制逻辑，并提高计算机系统的性能和效率等功能。

它对计算机系统的正常运行和功能发挥起着至关重要的作用。

计算机控制系统复习要点计算机控制系统复习要点第一章自动控制系统：被控对象检测传感装置控制器控制器：模拟控制器数字控制器（计算机实现）计算机控制系统：采用了数字控制器的自动控制系统包括计算机（硬件软件和网络）和生产过程（被控对象检测传感器执行机构）文档收集自网络，仅用于个人学习计算机控制系统执行控制程序过程：实时数据采集实时计算实时控制实时管理计算机控制系统存在两种信号：模拟信号和数字信号需要用离散控制理论对计算机控制系统进行分析和设计计算机控制系统硬件：主机外部设备过程通道生产过程。

1操作指导控制系统（odc）2直接数字控制系统（ddc）：为闭环控制3计算机监督系统（scc）：被控对象给定值可变4集散控制系统(dcs):草果管理功能的集中和控制功能的分散。

5现场总线控制系统（fcs）：1,系统内各设备的信号传输实现了全数字化，提高了信号传输的速度，精度和距离，是系统的可靠性提高；2.实现了控制功能的彻底分散，把控制功能分散到各现场设备和仪表中，使现场设备和仪表成为具有综合功能的只能设备和仪表。

文档收集自网络，仅用于个人学习6工业过程计算机集成制造系统1.2.计算机控制系统性能系统稳定性，能空性，能观性，动态特性及稳态特性。

G（s）：控制通道Km：放大系数Tm：惯性时间常数T:滞后时间常数Gn（s）：扰动通道Kn:放大系数Tn 惯性时间常数T：滞后时间常数控制系统性能采用超调量阿尔法（a%）调节时间ts 稳态误差ess来表示Kn越小，ess越小，控制精度越高Km对性能无影响Tn加大超调量减小Tm越小系统反应越灵敏性能越好Tn对性能无影响。

T使超调量增大ts延长T越大控制性能越差第二章2.1输入输出过程通道概述过程通道起到了cpu和被控对象之间的信息传送和变换的桥梁作用。

过程通道包括：模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道2.2模拟量输入通道（将模拟信号转换为数字信号）普遍采用共用程控放大器和A/D转换器的结构形式主要由：传感器信号调理单元多路转换开关程控放大器采样保持器A/D转换器和I/O 接口电路。

控制器的作用是控制器是计算机系统中的一个重要组成部分，它具有控制和管理计算机系统中各个硬件和软件的功能。

其作用主要包括以下几个方面：1. 控制硬件操作：控制器可以对计算机中的各种硬件设备进行控制和管理，如控制中央处理器（CPU）的运算速度和调度算法，控制内存的读写操作，控制输入输出设备的数据传输等。

通过控制硬件操作，控制器可以确保计算机系统的正常运行和高效性能。

2. 管理软件运行：控制器可以管理计算机系统中的各种软件程序，包括操作系统、应用软件、驱动程序等。

控制器可以对软件进行加载、卸载、调度和优化，确保软件的有效执行和资源的合理利用。

控制器还可以检测和解决软件运行过程中的错误和冲突，提供良好的用户体验。

3. 处理输入输出：控制器可以接收用户输入的各种指令和数据，并将其传递给相应的软件或硬件设备进行处理。

控制器还可以将计算机系统处理的结果输出给用户，包括显示器上的图像、音频输出、打印机输出等。

通过控制输入输出过程，控制器可以实现用户与计算机系统的交互功能。

4. 提供接口和标准：控制器提供了与外部设备和系统交互的接口，使得不同硬件和软件可以进行有效的通信和协作。

控制器还提供了一些标准和规范，用于定义和管理计算机系统中的各种资源和操作方式。

通过提供接口和标准，控制器可以实现硬件和软件的互操作性，提高计算机系统的扩展性和兼容性。

5. 安全和可靠性保障：控制器可以对计算机系统中的各个部分进行监控和管理，确保它们的安全和可靠运行。

控制器可以防止非法访问和恶意攻击，保护计算机系统中的数据和隐私。

控制器还可以监测系统的运行状态和性能指标，及时处理异常情况并提供相应的故障排除和修复。

通过安全和可靠性保障，控制器可以提供稳定和可信赖的计算环境。

总而言之，控制器在计算机系统中发挥着至关重要的作用，它负责控制和管理硬件和软件的操作，处理用户输入输出，提供接口和标准，保障系统的安全和可靠性。

控制器的作用直接影响着计算机系统的性能和功能，是实现计算机系统高效运行的关键所在。