计算机控制系统1PPT课件
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计算机控制系统PPT_1
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。
②实时：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。
设备 口电路 作台
口电路
多路开关 A/D
D/A
多路开关
数字量输入数字量输出I/O 通道传感器及 变送器工
执行机构
业
对
象
信号检测
及变送
被控对象
2019/11/22
计算机控制系统的组成框图
第一章 绪 论
15
—计算机控制系统—
从本质上看，计算机控制系统的作用如下三个方面： ①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量
2019/11/22
第一章 绪 论
36
—计算机控制系统—
1-2-5 计算机控制系统的分类
现场总线控制系统 工作站 — 现场智能仪表-智能电磁流量计
结构模式为：“工作 站一现场总线智能仪 表”二层结构，降低 了成本，提高了可靠 性，并且在统一国际 标准下可实现真正的 开放式互连系统结构。
2019/11/22
2019/11/22
第一章 绪 论
25
—计算机控制系统—
1-1-2 信号特点（7）
• 零阶保持器恢复信号的示意图
y
采样信号y(kT)
原信号y(t)
恢复信号yh(t)
t
2T 4T
6T
零阶保持器算式 yh(kT+t)=y(kT)
0≤t＜T, k=0, ±1,
《计算机控制技术》课件
《计算机控制技术》ppt课件
contents
目录
• 计算机控制技术概述 • 计算机控制系统组成 • 计算机控制系统的基本原理 • 计算机控制系统的设计方法 • 计算机控制系统的实现技术 • 计算机控制系统的应用实例
01
计算机控制技术概述
定义与特点
总结词
计算机控制技术的定义和特点
详细描述
计算机控制技术是指利用计算机对工业生产过程进行自动控制的技术。它具有 高精度、高效率、高可靠性的特点，能够实现生产过程的自动化、智能化和信 息化。
动控制。
监控软件
用于实时监控系统的运行状态 ，显示各种参数和数据，以及
进行故障诊断和报警等。
数据库软件
用于存储和管理各种数据，如 历史数据、实时数据等。
操作系统
提供计算机控制系统的运行环 境和基础服务。
人机接口
01
02
03
界面设计
设计易于操作的人机界面 ，包括图形界面和文本界 面等。
交互方式
提供多种交互方式，如鼠 标操作、键盘输入等，方 便用户进行操作和控制。
常见的开环控制系统有步进电机 控制系统、温度控制系统等。
闭环控制系统
闭环控制系统是一种包含反馈环节的控制系统，通过检测系统输出结果，将检测结 果反馈给输入端，与输入信号进行比较，根据比较结果调整输入信号。
闭环控制系统的优点是能够实时调整系统输出，提高控制精度和稳定性，但结构相 对复杂。
常见的闭环控制系统有伺服电机控制系统、数控机床控制系统等。
自适应控制
通过调整控制器参数，使系统能够自动适应环境变化和不确定性， 保持最优性能。
鲁棒控制
设计具有鲁棒性的控制系统，使系统在存在不确定性和干扰的情况 下仍能保持稳定和良好的性能。
contents
目录
• 计算机控制技术概述 • 计算机控制系统组成 • 计算机控制系统的基本原理 • 计算机控制系统的设计方法 • 计算机控制系统的实现技术 • 计算机控制系统的应用实例
01
计算机控制技术概述
定义与特点
总结词
计算机控制技术的定义和特点
详细描述
计算机控制技术是指利用计算机对工业生产过程进行自动控制的技术。它具有 高精度、高效率、高可靠性的特点，能够实现生产过程的自动化、智能化和信 息化。
动控制。
监控软件
用于实时监控系统的运行状态 ，显示各种参数和数据，以及
进行故障诊断和报警等。
数据库软件
用于存储和管理各种数据，如 历史数据、实时数据等。
操作系统
提供计算机控制系统的运行环 境和基础服务。
人机接口
01
02
03
界面设计
设计易于操作的人机界面 ，包括图形界面和文本界 面等。
交互方式
提供多种交互方式，如鼠 标操作、键盘输入等，方 便用户进行操作和控制。
常见的开环控制系统有步进电机 控制系统、温度控制系统等。
闭环控制系统
闭环控制系统是一种包含反馈环节的控制系统，通过检测系统输出结果，将检测结 果反馈给输入端，与输入信号进行比较，根据比较结果调整输入信号。
闭环控制系统的优点是能够实时调整系统输出，提高控制精度和稳定性，但结构相 对复杂。
常见的闭环控制系统有伺服电机控制系统、数控机床控制系统等。
自适应控制
通过调整控制器参数，使系统能够自动适应环境变化和不确定性， 保持最优性能。
鲁棒控制
设计具有鲁棒性的控制系统，使系统在存在不确定性和干扰的情况 下仍能保持稳定和良好的性能。
第一章计算机控制系统组成和特点
2） 软件组成 ）
软件： 能完成各种功能的计算 软件 ： 机程序的总和。 机程序的总和。整个系统的工作都 是在程序的指挥下协调工作的。 是在程序的指挥下协调工作的。 软件通常分为两大类： 软件通常分为两大类 ： 一类是 系统软件，另一类是应用软件。 系统软件，另一类是应用软件。
37
1-2-1 系统组成
本节主要内容
计算机控制系统的概述 工作原理 计算机控制系统的经济效益
22
1-1-1 概述
常规自动控制系统的工作原理
按偏差e进行控制，目的是减少或消除偏差。 按偏差e进行控制，目的是减少或消除偏差。
23
典型工业生产工程 1. 连续过程 连续过程也称为流程工业。 连续过程也称为流程工业。流程工业主要通过对原材料进 行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法， 行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法，使原材料增 值。 主要包括化工、炼油、造纸、钢铁、食品饮料、制药等。 主要包括化工、炼油、造纸、钢铁、食品饮料、制药等。 最终产品类型有固体、液体、能量和气体。 最终产品类型有固体、液体、能量和气体。 通常以批量或连续的方式进行生产。 通常以批量或连续的方式进行生产。 2. 离散过程 离散过程也称为制造业。 离散过程也称为制造业。生产过程中基本上没有发生物质 改变，只是物料的形状和组合发生改变。 改变，只是物料的形状和组合发生改变。 最终产品由各种物料装配而成。 最终产品由各种物料装配而成。产品与所需物料有确定的 数量比例。一个产品确定的部件，一个部件有确定的零件。 数量比例。一个产品确定的部件，一个部件有确定的零件。 按行业划分属于离散过程有机械制造业、汽车制造业、 按行业划分属于离散过程有机械制造业、汽车制造业、家 电制造业等。 电制造业等。
可靠性好， 可靠性好，可维修 性好，软件丰富， 性好，软件丰富，运 算处理能力强。 算处理能力强。
第1章 计算机控制系统概述
与RS232相比：速度快、传输距离远。
3.MODBUS总线
是MODICON公司为生产的PLC与外界通信而设计的一种通信协议。
（可通过24总线命令实现）
特点（3） ： 1）应用广泛：凡具有RS232/485接口的MODBUS协议设备都可以使 用本产品实现与过程现场总线（PROFIBUS）的互连。
监督计算机控制系统（Supervisory Computer Control, SCC）有两种不 同的结构形式：一种是SCC＋模拟调节器，另一种是SCC＋DDC控制系统。 1.SCC＋模拟调节器 如图1-6（a）所示，在该系统中，计算机对工业对象的各个物理量进行巡 回检测，并按生产过程的数学模型计算出最佳给定值，送给模拟调节器。 检测元件获得的测量值与该给定值进行比较后，得到的偏差经模拟调节器 分析计算后输出至执行机构，从而实现控制生产过程的目的。 2.SCC＋DDC控制系统 如图1-6（b）所示，该系统可看成是一种二级控制系统，SCC监督级的作 用是计算最佳给定值，送给DDC直接控制生产过程，它与DDC级计算机之 间通过接口进行信息交换。当DDC级计算出现故障时，可由SCC级计算代 替，因此，大大提高了系统的可靠性。
2）应用简单：用户不必了解PROFIBUS和MODBUS技术细节以及复 杂编程，用户只需参考本手册及提供的应用实例，根据要求完成配置， 即可在短时间内实现连接通信。 3）透明通信：用户可以依照PROFIBUS通信数据区和MODBUS通信 数据区的映射关系，实现PROFIBUS到MODBUS之间的数据透明通 信。
(4) 通信网络为开放式互连网络，可极其方便地实现数据共享；
(5) 技术和标准实现了全开放，面向任何一个制造商和用户。
1.4 计算机控制系统的控制规律
计算机控制系统课件第一章(10下)
1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
常规控制系统和计算机控制系统的比 前者连续不断地测量， 较：前者连续不断地测量，经过反馈及 补偿后对生产过程产生连续不断的控制。 补偿后对生产过程产生连续不断的控制。 后者是采样控制系统， 后者是采样控制系统，微机每隔一个采 样周期T才对被控参数进行一次测量， 样周期T才对被控参数进行一次测量，根 据一定控制规律计算出控制量后， 据一定控制规律计算出控制量后，去控 制生产过程。在两次采样时刻之间， 制生产过程。在两次采样时刻之间，微 机对被控制参数不测量， 机对被控制参数不测量，其输出控制量 自然也保持不变。 自然也保持不变。
1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
上述过程不断重复， 上述过程不断重复，使系统能够按 一定的动态品质指标进行工作， 一定的动态品质指标进行工作，并对被 控参数和设备是否出现异常情况进行监 以便作出迅速处理。 督，以便作出迅速处理。 所谓“实时”是指信号的输入、 所谓“实时”是指信号的输入、运 算处理和输出能在一定的时间内完成。 算处理和输出能在一定的时间内完成。 即要求微机对输入信号要以足够快的速 度进行测量和处理， 度进行测量和处理，并在一定的时间内 作出反应或产生相应的控制。 作出反应或产生相应的控制。超出了这 个时间就会失去控制时机。 个时间就会失去控制时机。
第一章 绪论 本章的主要内容： 本章的主要内容： 1.1 计算机控制系统概述 1.2 计算机控制系统的分类 1.3 计算机控制系统的发展方向 1.4 计算机控制理论
—计算机控制技术—
1.1 计算机控制系统概述 本节的主要内容： 本节的主要内容： 1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
它与闭环控制系统不同， 它的控制器直 它与闭环控制系统不同 ， 接根据给定信号去控制被控对象工作。 接根据给定信号去控制被控对象工作 。 被控制量在整个控制过程中对控制量不 产生影响。 与闭环控制系统相比， 产生影响 。 与闭环控制系统相比 ， 它的 控制性能较差。 控制性能较差。
计算机控制系统：第1章 计算机控制系统概述
采样——将模拟信号抽样成离散模拟信号的过程。
量化——采用一组数码来逼近离散模拟信号的幅值，将其转
2021/1/10 换成数字信号。
7
1．3 计算机控制系统的典型形式
1. 数据采集和监视系统
模拟量输入（AI）通道
计 算
数字量输入（DI）通道
生 产
机
过
CRT
程
打印机
操作
调节器
人员
图4 数据采集和监视系统
图9 过渡过程的4种情况
13
2 . 计算机控制系统的能控性和能观测性
能控性和能观性从状态的控制能力和状态的测 辨能力两个方面揭示了控制系统的两个基本问题。
能控性
系统控制的主要目的是驱动系统从某一状态到达指 定的状态。如果系统不能控，就不可能通过选择控制作 用，使系统状态从初始状态到达指定状态。
能观性
4. 分散型控制系统
管理 综合信息管理级 计算机
集中操作监控级
工程师 操作台
操作员 操作台
网间 联接器
监控 计算机
至其它局域网
局部网络 （LAN） 网间 联接器 通信联络
现场
分散过程控制级 控制站
PLC
智能 调节器
其它测 控装置
图7 DCS结构示意图
采用分散控制、集中操作、分级管理和综合协调的设计
1
本章主要内容：
本章主要介绍计算机控制系统的基本概 念、结构组成、特点、分类以及计算机控制 系统的发展概况和趋势。
2021/1/10
2
1．1 计算机控制系统的基本概念
计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程 自动控制的系统。
自动控制，是在没有人直接参与的情况下，通过 控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。
计算机控制系统
5 集散控制系统
采集非控制 过程信息
协调各控制站的工作 达到过程的动态最优化
人机接口装臵， 完成操作、显 示和监视任务
完成过程的现 场控制任务
集散控制系统是分布式结构系统。 实现了地理上和功能上分散的控制，将各个分散的信息集中 起来，进行集中的监视和操作。
➢ 集散控制系统是一种典型的分级分布 式控制结构。 ➢ 集散控制系统有计算机控制系统控制 算法先进、精度高、响应速度快的优 点．又有仪表控制系统安全可靠、维护 方便的优点。
4 分级控制系统
生产过程中既存在控制问题，也存在大 量的管理问题。 由若干台微处理器或微机分别承担部分控制 任务，代替了集中控制的计算机。 这种系统的特点是将控制功能分散，用多台 计算机分别完成不同的控制功能，管理则采用集 中管理。
(1) 装臵控制级 (DDC 级 ) 对生产 过程进行直接控制，使所控制的 生产过程在最优工作状况下作。
直接数字控制系统（DDC）
（a） （ b）
1.2.2 直接数字控制系统（DDC）
计算机通过过程输入通道对变量作巡回检测 模拟量输入 生 微 根据变量，按照一定的控制规律进行运算 数字量输入 型 产 计 其结果经过输出通道，作用到控制对象。 算 过 模拟量输出 机 程 数字量输出 显示 打印 磁盘
磁盘
1.1.2
硬件系统
工业控制机
生 产 过 程
指按生产过程控制的特 点和要求而设计的计算 机它包括硬件和软件两 部分。
生产过程
包括被控对象，测量变 送、执行机构、电气开 关等装臵。
图1.2
计算机控制系统的组成框图
将计算机的处理结果转 换成可以对被控对象进 包括磁盘、光盘、磁带， 包括显示操作台、屏幕 行控制的信号。 接收输入的指令和工业 生产过程包括被控对象， 从被控对象采集的模拟 主要用于存储大量的程 显示器 (CRT)或数码显 对象的信息，向系统各 测量变送、执行机构、 量或数字量信号转换为 序和数据。 示器、键盘、打印机、 部分发送命令和数据。 电气开关等装臵。 计算机能够接收的数字 记录仪等。 量
计算机控制系统ppt课件
3333信号类型信号类型dasdasmcsmcsscsscsfsssfsssetsetsecsecs合计合计aiai4420ma20ma300300280280101085851010188188873873aiairtdrtd19019045451651651201203030550550aiaitctc1141145656101018182020218218didi2872871010143014301169116912012075075037663766pipi10103355556868aoao4420ma20ma44170170174174dodo40402424790790551551606023023016951695soesoe1551556060185185400400合计合计1100110058558524652465194319432432431408140877447744表92每台单元机组dcs的io信号数量34341单元机组infinet中心环脱硫公用2单元机组图910两台600mw机组symphony系统结构图3535现场总线控制系统现场总线控制系统aipt123outpidpc123outaopv123现场总线压力变送器调节阀图911现场总线控制回路3636图912现场总线控制系统与传统控制系统结构的比较3737运行员操作站运行员操作站工程师工作站现场总线设备现场总线设备现场总线设备现场总线fbplc高速以态网hse图913具有两层结构的fcs3838运行员操作站运行员操作站工程师工作站现场总线设备控制站现场总线设备现场总线设备fb控制站现场总线设备高速以太网hse914具有三层结构的fcs3939
Harmony 控制 单元HCU
ControlWay1 MHz,32 站
Harmony 控制 单元 HCU
Harmony 控制 单元HCU
ControlWay1 MHz,32 站
Harmony 控制 单元 HCU
东北大学计算机控制系统第1章计算机控制系统概述课件
计算机控制系统的软件构成：
（1）系统软件：指为提高计算机使用效率和扩大功能、为用 户使用和维护计算机提供方便的程序的总称，一般包括操作 系统、程序设计系统和公共程序与诊断系统 （2）应用软件：用户为解决实时控制问题、完成特定功能而 设计和编写的各种程序的总称，一般包括过程监控程序、过 程控制程序和信息管理程序 （3）数据库系统：用于支持数据管理、存取的软件，它包括 数据库和数据库管理系统等
计算机控制系统
第1章 计算机控制系统概述
信息学院·周玮
zhouwei@
二○○九年五月
课程教学内容:
• 一、计算机控制系统概述 • 二、信号转换与z变换 • 三、计算机控制系统数学描述与性能分析 • 四、数字控制器的模拟化设计方法 • 五、数字控制器的直接设计方法 • 六、基于状态空间模型的极点配置设计方法 • 七、先进控制规律的设计方法 • 八、基于网络的控制技术 • 九、计算机控制系统设计与实现 • 十、计算机控制系统应用实例
本章内容:
计算机控制系统的基本概念 过程通道与总线接口技术 模拟与数字信号之间的相互转换 计算机控制系统的理论问题 计算机控制系统的基本结构
1.1 引 言
1、概述
计算机控制是以控制理论与计算机技术为基础的一门新 的工程科学技术，广泛应用于工业、交通、农业、军事 等领域。
计算机参与的控制系统，也称数字控制系统，产生了一 系列新的基本理论和分析、设计方法。
1.3.1 过程通道
过程输入/输出通道分为模拟量输入通道、模拟量输 出通道、开关量输入通道和开关量输出通道。
过程输入通道：把生产对象的被控参数变换成计算 机可以接收的数字代码 过程输出通道：把计算机输出的控制命令和数据， 变换成可以对工业对象进行控制的信号
精品化工课件-计算机控制系统
图15-10 操作员键盘的系统维护面板图
22
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
三、 CRT显示画面的显示格式
DCS系统利用CRT显示器显示生产过程的信息, CENTUM-CS系统的CRT显示画面主要由系统信息区、 主面板区、窗口区、软键区及录入区组成。
图15-11为流程图画面。
23
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
图15-13 控制方式更改确认窗口
31
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
(2)改变阀位输出值(MV)仅在手动方式时能操作。 (3)改变设定值(SV)在自动方式下操作同(2)； (4)数据录入 ①按压［ITEM］［数据类型］［□］键来确定更改数据 类型。但在流程图上利用光标调出字符输入区时例外。 ②按压［DATA］［更改后的数字］［□］。 ③输入错误可用［BS←］键进行修改。 ④数据输入后或控制方式更改后，按［确认键］数据真 正进入内部仪表。最后用［CL］键关闭录入窗口。
PERR
两回讯均不正常
CAL
校验状态
AOF
报警功能取消
27
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
图15-12 系统信息区显示内容举例
28
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
五、基本操作方法
1.画面的调出
操作站的画面有三大类：操作画面、应用画面和 组态画面。 调出的方法
① 利用画面名称调出。 ② 利用功能键调出。 ③ 利用画面选择键或操作员应用功能键调出。 ④ 利用画面展开调出。
（a）
（b）
图15-3 SCC系统原理图
8
第一节 计算机控制简介
就其功能而言，有两种形式： 一种是寻求控制手段的最优设定值，又称之为SPC 控制系统，即根据工况的变化，计算出最优的控制指 标作为DDC计算机或模拟控制器的设定值； 另一种是设计一个最优控制器，以满足一个控制系 统的最优指标，即根据工况来确定控制方式或控制器 的控制规律。
22
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
三、 CRT显示画面的显示格式
DCS系统利用CRT显示器显示生产过程的信息, CENTUM-CS系统的CRT显示画面主要由系统信息区、 主面板区、窗口区、软键区及录入区组成。
图15-11为流程图画面。
23
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
图15-13 控制方式更改确认窗口
31
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
(2)改变阀位输出值(MV)仅在手动方式时能操作。 (3)改变设定值(SV)在自动方式下操作同(2)； (4)数据录入 ①按压［ITEM］［数据类型］［□］键来确定更改数据 类型。但在流程图上利用光标调出字符输入区时例外。 ②按压［DATA］［更改后的数字］［□］。 ③输入错误可用［BS←］键进行修改。 ④数据输入后或控制方式更改后，按［确认键］数据真 正进入内部仪表。最后用［CL］键关闭录入窗口。
PERR
两回讯均不正常
CAL
校验状态
AOF
报警功能取消
27
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
图15-12 系统信息区显示内容举例
28
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
五、基本操作方法
1.画面的调出
操作站的画面有三大类：操作画面、应用画面和 组态画面。 调出的方法
① 利用画面名称调出。 ② 利用功能键调出。 ③ 利用画面选择键或操作员应用功能键调出。 ④ 利用画面展开调出。
（a）
（b）
图15-3 SCC系统原理图
8
第一节 计算机控制简介
就其功能而言，有两种形式： 一种是寻求控制手段的最优设定值，又称之为SPC 控制系统，即根据工况的变化，计算出最优的控制指 标作为DDC计算机或模拟控制器的设定值； 另一种是设计一个最优控制器，以满足一个控制系 统的最优指标，即根据工况来确定控制方式或控制器 的控制规律。
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10
实验装置 -3
• 加热反应器
– 开环不稳 定的对象
—计算机控制系统—
27.09.2020
第一章 绪 论
11
实验 装置 -4
• 非线性 液位对 象
—计算机控制系统—
27.09.2020
第一章 绪 论
12
实验 装置 机房
—计算机控制系统—
27.09.2020
第一章 绪 论
13
1-1-1 概述（1）
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。
②实时：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。
—计算机控制系统—
• 计算机控制系统的信号形式
y(t)
y*(t)
y(kT)
u(kT) u*(kT)
u(t)
采样器
A/D
计算机
D/A
保持器
• 连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 y(t)、u(t) • 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) • 连续数字信号:时间是连续的，幅值上已是数字量，计算机内
27.09.2020
第一章 绪 论
5
—计算机控制系统—
第一节 Unit 1 计算机控制系统的一般概念 Introduction of Computer Control System
27.09.2020
6
本节主要内容
• 计算机控制系统的概述 • 计算机控制系统的信号特点 • 计算机控制系统的组成 • 计算机控制系统的经济效益
！而且这个时间范围的大小跟被空对象联系非常
的紧密！不同的被控对象，对时间范围的要求不同：
发酵过程和导弹防御系统的对比！
27.09.2020
第一章 绪 论
18
思考两个问题
—计算机控制系统—
一.在线系统是否一定是实时系统？
二.实时系统是否一定是在线系统？
一.不一定。在线采集的数据不一定在当时就进行 处理，只要把数据采集来就可以！
—计算机控制系统—
27.09.2020
第一章 绪 论
7
—计算机控制系统—
“一些自动化实验实验装置图片”
27.09.2020
8
实验 装置 -1
• 水处理 生产线 装置
—计算机控制系统—
27.09.2020
第一章 绪 论
9
实验装置 -2
• 填料塔换热 装置
—计算机控制系统—
27.09.2020
第一章 绪 论
27.09.2020
第一章 绪 论
1
1 开课目的和任务 (2/2)
—计算机控制系统—
• 本课程是自动化和测控专业的专业基础课和专 业主干课程之一。
哪几门？
• 自动控制理论，现代控制理论，微机原理及接 口技术，微机控制技术，运动控制系统，过程
控制系统。 该加系统工程理论?+管理?
27.09.2020
27.09.2020
第一章 绪 论
3
—计算机控制系统—第一章 绪论 NhomakorabeaIntroduction
Automation Research Institute, BUCT
27.09.2020
4
本章主要内容
—计算机控制系统—
• 计算机控制系统的一般概念 • 计算机控制系统的分类 • 计算机控制系统的设计与实现 • 计算机控制系统的发展概况与趋势
计算机
u(kT)
D/A
保持器
u
被调参数 y
广义对象
ym A/D
计算机系统
采样器
测量变送器
图b 单回路计算机控制系统示意图
27.09.2020
第一章 绪 论
15
—计算机控制系统—
操作台
I/O
打印机
接
口
计
算
机
主
I/O
机
显示
接
终端
口
I/O 接口 I/O 接口 I/O 接口 I/O 接口
通用外部 I/O接 主机及操 I/O 接
二.是。不在线肯定不能满足实时性。
27.09.2020
第一章 绪 论
19
—计算机控制系统—
1-1-1 概述（3）
– 计算机控制系统的主要优点
组成方式灵活 能实现复杂的控制规律 获取更大的经济效益 为实现企业综合自动化打下了良好的基础
27.09.2020
第一章 绪 论
20
1-1-2 信号特点（1）
第一章 绪 论
2
2 主要的参考文献
—计算机控制系统—
作者 张德江等 刘士荣等 王慧等 于海生等 孙增圻等
书名 计算机控制系统 计算机控制系统 计算机控制系统 微型计算机控制技术 计算机控制理论及应用
出版社 机械工业出版社 机械工业出版社 化学工业出版社 机械工业出版社 清华大学出版社
年 2008 2009 2005 2008
瞬时值进行检测和输入。 ②实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处
理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。
③实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机 构发出控制信号，完成控制任务。
27.09.2020
第一章 绪 论
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（2）几个概念
—计算机控制系统—
①在线方式和离线方式：on-line/off-line
部存储和处理信号
• 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT)
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第一章 绪 论
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—计算机控制系统—
1-1-2 信号特点（2）
• 计算机控制系统中的量化
1 开课目的和任务 (1/2)
—计算机控制系统—
• 工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制 正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业 技术。
• 它主要研究如何将计算机技术和自动控制理论应用于 工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。
• 目的在于使学生了解和掌握以微型机为核心组成的控 制系统的硬件、软件基础知识和基本应用技术。
设备 口电路 作台
口电路
多路开关 A/D
D/A
多路开关
数字量输入
数字量输出
I/O 通道
传感器及 变送器
工
执行机构
业
对
象
信号检测
及变送
被控对象
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计算机控制系统的组成框图
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—计算机控制系统—
从本质上看，计算机控制系统的作用如下三个方面： ①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的
—计算机控制系统—
• 常规控制系统的工作原理
设定值r e
u 模拟调节器
执行机构
被调参数 y 被控对象
ym
测量变送器
图a 单回路常规控制系统示意图
按偏差e进行控制，目的是减少或消除偏差。
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1-1-1 概述（2）
—计算机控制系统—
• 计算机控制系统的工作原理
e(kT) 设定值r