—微机控制系统

微机控制系统与应用图文一、前言随着计算机技术的发展，微机控制系统在各个领域中得到了广泛应用。

本文将从概念、组成、分类、特点以及应用等方面对微机控制系统进行详细介绍，并结合图文进行展示。

二、概念微机控制系统是指以单片机或微处理器为核心，配合运算放大器、电源自动控制、接口电路及相关传感器等智能化硬件，通过编程实现自动化控制或智能控制的一种系统。

三、组成微机控制系统主要由以下几部分组成：1.微处理器：作为微机控制系统的中央处理器，负责对各种输入信号进行处理，并向外部输出控制信号。

2.存储器：包括程序存储器和数据存储器，用于存储控制程序及相关数据。

3.接口电路：用于连接外部设备，如传感器、执行机构等，完成与外部的数据交换。

4.人机界面：包括显示器、按键和通讯接口，用于人机交互。

四、分类根据其功能用途，微机控制系统分为工控机、嵌入式系统、家用电器控制系统、汽车电子控制系统等。

1.工控机：适用于工业、医疗、交通等领域，具有稳定可靠、高性能、高精度等特点。

2.嵌入式系统：适用于家电、手机、仪器仪表等领域，具有体积小、功耗低、价格低廉等特点。

3.家用电器控制系统：适用于家用电器控制，如洗衣机、空调等，具有多功能、低功耗等特点。

4.汽车电子控制系统：是一种典型的嵌入式系统，应用于汽车中的控制模块，如发动机控制模块、制动控制模块等。

五、特点微机控制系统具有以下几个特点：1.精准控制：微机控制系统可以实现精确控制，根据不同的需求对各种输入信号进行处理，并向外部输出控制信号。

2.自适应能力：微机控制系统具有自适应能力，可以根据不同的工作环境和工作条件，对控制策略进行智能调整。

3.稳定可靠：微机控制系统具有稳定可靠的特点，可以在恶劣的环境下长时间稳定运行。

4.扩展性强：微机控制系统具有扩展性强的特点，可以根据不同的需求，进行功能扩展。

六、应用微机控制系统已广泛应用于各个领域中，包括工业自动化、家电控制、汽车电子等领域，以实现自动化控制、智能化控制等多种应用。

第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成各部分作用(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.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。

4、操作指导、DDC和SCC系统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，属于开环控制结构。

计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到操作指导的作用(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。

简述微机控制点火系统的工作原理
微机控制点火系统是一种由微机控制的车辆点火系统，工作原理如下：
1. 传感器检测：微机控制点火系统首先接收来自各种传感器（如水温传感器、氧气传感器、曲轴位置传感器等）的信号。

这些传感器监测车辆各个方面的状态，如发动机温度、空气质量、车速等。

2. 数据处理：微机控制器接收到传感器发送的信号后，将这些数据进行处理和分析。

它根据预设的点火策略和各种参数，计算出最佳的点火时机、燃油喷射量和点火时燃油喷射持续时间等参数。

3. 点火控制：微机控制器发送相应的指令给点火系统，控制点火时机和点火能量。

它通过控制点火线圈的通断，触发点火火花塞，在气缸内点燃混合气体。

点火系统通常由点火线圈、点火模块、火花塞和高压电缆组成。

4. 循环迭代：微机控制点火系统以非常高的频率进行数据采集、处理和控制，以保持发动机的最佳工作状态。

它不断地检测和调整点火时机，以适应不同工况下的发动机需求。

微机控制点火系统工作原理简单来说就是通过传感器采集数据，经过微机控制器的处理和分析，控制点火时机和点火能量，以实现发动机的高效工作。

这种系统可以实时调整点火时机和燃
油喷射量，提高发动机的燃烧效率和动力性能，减少排放和能耗。

一、概述电动机主要类型有同步电动机、异步电动机和直流电动机三种，而直流电动机具有运行效率高和调素性能好等诸多优点得以被广泛运用，但传统的直流电动机均采用电刷，以机械方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点，再加上成本高及维修困难等缺点，大大限制了它的应用范围。

随着社会生产力和科学技术的发展，大功率开关器件、模拟和数字集成、高性能磁性材料技术等取得了很大的进步，又因直流无刷电动机具有寿命长、结构简单、运行可靠、维护方便等特点，在性能上，有启动转矩大、动态制动简便、转速——转矩特性呈线性及效率等优点而得以广泛应用。

（一）直流无刷电动机的基本组成环节及工作原理1、直流无刷电动机的基本组成环节直流无刷电动机的基本组成框图如图1-1所示。

它主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。

图1—1 直流无刷电动机的结构原理图电动机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼形绕组和其它启动装置，它有永磁的转子和多相定子绕组。

多相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联接。

位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相联接，其信号在转子位置译码器中转换成正确的换相顺序信号，控制功率开关器件，使定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。

由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。

因此，所谓直流无刷电动机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电动机以及位置传感器三者组成的“电动机系统”。

其中转子的永磁钢与永磁有刷电动机中所用的永磁钢的作用相似，均是在电动机的气隙中建立足够的磁场，其不同之处在于直流无刷电动机中永磁钢装在转子上，而直流有刷电动机的磁钢装在定子上。

直流无刷电动机的电子开关线路是用来控制动机定子上各相绕组通电的顺序和时间主要由功率逻辑开关单元和位置传感器信号处理单元两个部分组成。

功率逻辑开关单元是控制电路的核心，其功能是将电源的功率以一定的逻辑关系分配给流无刷电动机定子上各相绕组，以便电动机产生持续不断的转矩。

HXD3型电力机车TCMS系统功能介绍摘要：HXD3型电力机车是大功率交流传动电力机车，在铁路货运中担当着重要的牵引任务。

HXD3型作为交流传动的电力机车，在电气控制方面，需要通过变压和变频的方式来调节三相异步牵引电动机的转速，从而调节机车速度。

TCMS系统（微机控制监视系统）是整个机车的控制核心，其主要任务是根据司机指令完成对主变流器及异步电动机的实时控制、辅助变流器的实时控制、牵引/制动特性控制、传动系统的时序逻辑控制，显示机车运行状态，具备完整的故障保护、故障记忆及显示功能，并具有一定程度上的故障自排除、自动切换和故障处理指导功能。

本文将简单介绍TCMS系统在机车上的主要功能。

关键词：HXD3 TCMS系统功能机车控制监视系统（简称TCMS）简单讲就是一台“电脑”，由一个主机和两个显示器构成。

主机连接着司机控制器等“下达命令”的设备和主变流器等“接收命令”的设备，TCMS会根据接收到的信号进行判断、分析和计算，然后发出相应的指令对机车主要设备进行控制。

两个显示器分别安装在机车两端的司机室里，用来显示机车的运行状态和故障信息等，当机车发生某些故障时，司机也可在触摸屏上进行相关的隔离操作。

另外TCMS系统还具有完整的故障保护和一定程度的故障自处理的功能。

概括来说，TCMS系统的功能主要有三个方面：控制功能、显示功能和故障保护及处理功能。

一、控制功能1、对主变流器及异步电动机的实时控制接触网提供的是25KV的单相50HZ交流电，经过降压之后仍然为单相交流电，而机车牵引电动机采用的是三相异步电动机，需要三相交流电源，所以主变流器一方面把单相交流电变换为三相交流电，另一方面通过调节输出电源的电压和频率来控制牵引电动机的转速，从而控制机车速度。

此时的控制流程为：司机操作指令—TCMS—主变流器—牵引电动机，比如司机要控制机车牵引运行：将司机控制器主手柄推至牵引区某一级位，TCMS系统接收到主手柄位置信号，会根据牵引和制动特性进行分析、计算，得出牵引电动机所需牵引力，TCMS系统与主变流器不断地进行数据传递，使其输出相应的电压和频率，从而控制牵引电动机的转速。