计算机控制 ppt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。
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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。

计算机控制技术PPT课件

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机械自动化学院
4）连续控制系统中，给定值与反馈值的比较是连续进行的，控制器对产生的偏差也是连续调节的。计算机控制系统不是连续控制的，而是离散控制的。
5）连续控制系统中，一般是一个控制器控制一个回路。计算机控制系统中，一个控制器分时控制多个回路。
6）采用计算机控制系统，如分级计算机控制系统、集散控制系统、计算机网络控制系统等，便于实现控制与管理的一体化，是工业企业的自动化程度进一步提高。
对采集到的被控变量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。
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。
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机械自动化学院
（2）在线方式和离线方式 ★ 在线方式或联机方式：生产过程和计算机直接连接，并受计算机
控制的方式。 ★ 离线方式或脱机方式：生产过程不和计算机相连，且不受计算机
键盘（功能键和数字键）
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机械自动化学院
软件部分：
系统软件软件应用软件
操作系统语言加工系统
编编连辑译接程程、序序装配程序
诊断系统
调试程序子程序库
控制程序
数据采集及处理程序
数据可靠性检查程序 A／D转换及采样程序数字滤波程序
线性化处理程序
数据采集程序
巡回检测程序
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机械自动化学院
1.2 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：要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
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机械自动化学院
2．直接数字控制系统（Direct Digital Control—DDC）

计算机控制技术PPT 第3章

3. 综合指标
在现代控制理论中，如最优控制系统的没计时，经常使用综
合性能指标来衡量一个控制系统。选择性能指标时．既要考虑
到能对系统的性能做出正确的评价，又要考虑到数学上容易处
理，以及工程上便于实现。因此，选择性能指标时，通常需要
做一定的试探和比较。综合性能指标通常有3种类型。
1）积分型指标：
（1）误差平方的积分：
3.5 线性离散时间系统的能控性与能观测性
线性定常离散时间系统的能控性定义及判据线性定常离散时间系统的能观测性定义及判据
3.6 应用MATLAB进行离散系统分析
3.1 计算机控制系统概述
计算机控制系统(Computer Control System)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。
为n，Qc为由系数矩阵A和B按一定规则组成的分块矩阵，
表达式是：
n为系统的维数。判别线性定常系统能控性的判据还有其他的形式。对于线性时变系统，判别能控性的条件要复杂一些，而且系统是否能控，常常还依赖于初始时刻的选取。对于完全能控的线性定常系统，通过特别选定的坐标变换，可以将其状态方程化成标准的形式，称为能控规范形。
3.3 控制系统的性能指标描述
对于一个控制系统来说，人们总是要求它能根据实际的被控对象，在给定信号的作用下达到稳定、快速和准确的性能指标。对于计算机控制系统，计算机相当于人的大脑，因此有更多的功能可以实现，系统就能实现最佳的性能指标。本章描述了控制系统的基本性能指标，以及这些性能指标与系统的固有参数和设计参数的关系，从而为分析和设计控制系统提供了依据。
计算机控制技术 --控制组件分布和集成
2008.6

《计算机控制实例》PPT课件

通周期个数，改变加热元件 (b)
t
的功率，达到控制温度的目
uL
的。以八位二进制数所能表
示的最大数255作为可控硅
(c)
t
控制周期所能导通的最大半
周期数，控制周期时间为
(d)
2550ms，可控硅最小导同时
t
间是10ms.
⑵控制算法
依据温度控制过程不同的变化阶段，采用不同的算法。保温阶段且差值较小时使用PID算法；升、降温和有中等差值时采用PD算法；差值较大时直接采用双位控制。常规
控制进程完成？
参数输入模块：判断、识别按键状态。输入温度变化过程控制参数和发出启停命令。
控制进程识别模块：按照设定的温度控制参数，执行温度设定值控制和维相应持时间，保持升降温度递变梯度。
数据采样模块：每5.1秒（含完整的2个控制执行周期）启动模数转换器对温度进行采样，同时对环境温度也采样一次，进行热电偶冷端补偿。
外延
⑵
分割 GaN基LED工艺流程
封装
光刻淀积
⑶ GaN基LED外延工艺
P电极
采用MOCVD工艺在蓝宝石基片上生长N型GanN电和极P 型GaN层以及多量子阱。
⑷MOCVD设备
国际上主要有美国和德国两家MOCVD设备生产商，本课以美国EMCORE公司生产的D180型MOCVD 设备为例。
D180型MOVCD设备大量应用在高亮度蓝-绿发光二极管外延芯片的生产线上。以蓝色GaN发光二极管外延片为例，单台设备生长5层总厚度约5微米的GaN介质层，只需4个小时，一周可生产250片2吋外延片，提供约350万个蓝色发光二极管管芯。
r
Red, Orange, Yellow, Blue, Green, UV, White

《计算机控制技术》PPT课件

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ppt课件
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PCI总线：在CPU和外设间插入协调数据传输的管理层，提供一致的总线接口，形成了开放的局部总线标准，而不依赖于CPU芯片。工作频率 33MHz，PCI总线的数据宽度为32位和64两种，数据传输率分别为133Mbps和266Mbps，PCI Express数据传输率可以达到8Gbps。
ppt课件
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• （4）分散型控制系统
• （Distributed Control System-DCS)
• DCS采用分散控制，集中操作，分级
管理，分而自治和综合协调的设计原则，把系统从上到下分为分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级，形成分级分布式控制。
ppt课件
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• （5）现场总线控制系统
•
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3. 基于PC总线的工业控制机常见类型 ISA 总线工控机
PCI 总线工控机
PC104 总线工控机：总线与ISA兼容的基础上缩小模板尺寸，降低功耗，满足嵌入式系统的要求。有104条信号线，模板尺寸为3.6 in×3.8 in (90mm×96mm)，可以层叠。
CompactPCI工控机：PCI总线＋欧式插卡结构。
第一章绪论
一.计算机控制系统概论二.工业控制机的组成结构及特点三.计算机控制系统的发展概述 •
ppt课件
1
一计算机控制系统概论
1.计算机控制系统及其组成图示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,简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统。偏差控制量
给定量 + r-
e
u
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二.工业控制机的组成结构及特点

计算机控制系统第1章课件

因此过程通道起到了CPU和被控对象之间的信息传送和变换的桥梁作用。
1.1.2 计算机控制系统的组成
1．计算机控制系统硬件
2．计算机控制系统软件
(1) 系统软件 (2) 应用软件
1.1.3 计算机控制系统的典型结构
1．操作指导控制系统
2．直接数字控制系统
3．计算机监督控制系统
4. 集散控制系统
5. 现场总线控制系统
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及其指标
1.2.1 计算机控制系统性能指标
计算机控制系统的性能分析和要求与连续控征，衡量系统优劣的指标通常用稳定裕量、动态指标、稳态指标和综合指标等。
1.2.2 控制对象对控制性能的影响
1.3 计算机控制系统的发展概况与趋势
1.3.1 计算机控制系统的发展概况
1.3.2 计算机控制系统的发展趋势
1.先进计算机控制系统得到大力推广与普及 2.智能控制系统得到深入研究与开发 3.大力加强企业综合自动化系统的研究、开
发与应用
第1章完
如今计算机控制系统已经广泛地用于工业、国防和民用的各个领域。
1.1 计算机控制系统概述
1.1.1 计算机控制系统一般概念
过程通道的主要任务是将生产过程中的各种参量和状态通过检测器件转换成计算机所能接收的信息送入计算机，计算机按确定算法计算后，又将计算结果以数字量或转换成模拟量的形式输出给执行机构，从而对被控对象进行自动控制。
计算机控制系统是当前自动控制系统的主流方向。
计算机控制系统是利用计算机的硬件和软件代替了自动控制系统的控制器，以自动控制技术、计算机技术、检测技术、计算机通信与网络技术为基础，利用计算机快速强大的数值计算、逻辑判断等信息加工能力，使得计算机控制系统可以实现常规控制以外更复杂、更全面的控制方案。

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2.1.1 信号传输及供电的四线制与两线制
• 变送器安装在现场，它的气源或电源从控制室送来，而输出信号送到控制室。气动变送器用两根气动管线分别传送气源和输出信号。
• 电动模拟式变送器采用二线制或四线制传输电源和输出信号。
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
2.1.2压力检测及变送
• 压力检测的主要方法和分类 • 电容式差压变送器
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
压力检测的主要方法和分类
按敏感元件和转换原理的特性不同，一般分为以下几类： • 液注式压力检测：
– 依据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度来实现测量的。
• HART通信协议是依照国际标准化组织(ISO) 的开放式系统互连(OSI)参考模型，简化并引用其中三层：物理层、数据链路层、应用层而
制定的。物理层规定了信号的传输方法和传输
介质；数据链路层规定了数据帧的格式和数据通讯规程；应用层规定了通讯命令的内容。
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
HART协议
• HART(Highway Addressable Remote
Transducer)通信协议是数字式仪表实现数字通信的一种协议，具有HART通信协议的变送器可以在一条电缆上同时传输4~20mADC的模拟信号和数字信号。
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
智能式压力变送器
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
2.1.3 温度检测和变送
• 测温方法分类 • 热电偶 • 热电阻 • 模拟式温度变送器 • 智能式温度变送器
• 负荷式压力检测： – 利用静压平衡原理进行压力测量。 – 典型仪表：活塞式、浮球式和钟罩式。 – 普遍用作标准仪器对压力仪表进行标定。
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
• 电气式压力检测： – 利用敏感元件将被测压力转换成各种电量，如电阻、电感、电容、电位差等。 – 具有较好的动态响应，特性量程范围大，线形好，便于进行压力的自动控制。
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ห้องสมุดไป่ตู้
计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
HART协议
• 智能式变送器采用双向全数字量传输信号，即现场总线通讯方式；目前广泛采用一种过渡方式，即在一条通讯电缆中同时传输4~20mA电流信号和数字信号，这种方式称为 HART协议通讯方式。智能式变送器的电源也由通信电缆传输。
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
– U型管压力计、单管压力计、补偿微压计等。 – 结构简单、使用方便，但其精度受工作液的毛细
管作用、密度及视差等因素的影响。 – 一般用于测量较低压力、真空度或压力差。
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
• 弹性式压力检测： – 根据弹性元件受力变形原理，将被测压力转换成位移来实现压力测量。 – 主要有弹簧管、膜片和波纹管等
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
2.1 传感器和变送器
主要内容： • 信号传输及供电的四线制与两线制 • 压力检测及变送 • 温度检测和变送 • 流量检测及变送 • 物位检测及变送 • 其它检测仪表和装置
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
测温方法分类
• 接触式测量 – 基于物体的热交换原理设计而成。 – 优点：较直观、可靠，系统结构相对简单，测量准确度高。 – 缺点：测温有较大滞后，在接触过程中易破坏被测对象的温度场分布，从而造成测量误差，不能测量移动或太小的物体。测温上限受到温度计材料的限制，故所测温度不能太高。
• 其它压力检测方法： – 弹振式压力计、压磁式压力计。
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
电容式差压变送器
• 电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件，是目前工业上普遍使用的一种变送器
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
2.1 传感器和变送器
• 传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器的输出信号有多种形式，如电压、电流、频率、脉冲等，输出信号的形式由传感器的原理确定。
• 变送器在控制系统中起着至关重要的作用，它将工艺变量(如温度、压力、流量、液位、成份等)和电、气信号(如电流、典压、频率、气压信号等)转换成该系统统一的标准信号。因此，变送器的性能、精度等指标对控制系统影响重大。
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计算机控制技术
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
• 测量部分的作用是通过电容式压力传感器及相关电路把被测差压∆p成比例的转换成为差动电流信号Id。
• 差动电容的相对变化量再通过电容/电流转换电路比例的转换成差动电流信号Id，经放大后转换成4~20mA输出电流。
第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
第2章计算机控制系统中的检测设备和执行机构
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第2章计算机控制系统中的检测设备和执行装置
第2章计算机控制系统中的检测设备和执行机构
• 传感器和变送器 • 过程控制中常用的执行器 • 运动控制中常用的执行机构
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