第5章计算机控制技术
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第一章1.电脑系统由哪些部分组成?并画出方框图。
解:假设将自动控制系统中控制器的功能用电脑或数字控制装置来实现,就构成了电脑控制系统,其基本框图如图1-1所示。
因此,简单说来,电脑控制系统就是由各种各样的电脑参与控制的一类系统。
图1-1 电脑控制系统基本原理图在电脑控制系统中,控制规律是用软件实现的,电脑执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。
控制器与执行机构之间是DA转换器,负责将数字信号转换成模拟信号;AD 转换器则相反将传感器采集的模拟信号,转换成数字信号送给控制器。
2.电脑控制系统是怎样分类的?按功能和控制规律可分为几类?解:电脑控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。
因此,电脑控制系统的分类方法很多,可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。
按功能及结构分类: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、工业以太网控制系统、综合自动化系统。
按照控制规律分类:程序和顺序控制、比例积分微分控制(简称PID控制)、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。
3.电脑控制系统的主要特点有哪些?解:主要有以下特点:1.数字模拟混合的系统。
在连续控制系统中,各处的信号是连续模拟信号。
而在电脑控制系统中,除仍有连续模拟信号外,还有离散信号、数字信号等多种信号。
因此,电脑控制系统是模拟和数字的混合系统。
2.灵活方便、适应性强。
一般的模拟控制系统中,控制规律是由硬件电路实现的,控制规律越复杂,所需要的模拟电路往往越多,如果要改变控制规律,一般就必须更改硬件电路。
而在电脑控制系统中,控制规律是由软件实现的,电脑执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制,需要改变控制规律时,一般不对硬件电路作改动,只要改变控制程序就可以了。
3.可实现复杂控制规律。
电脑具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能,能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
4.离散控制。
在连续控制系统中,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。
第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的?画出方框图并说明各部分的作用。
答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成;框图P3。
1)工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。
2)PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道,在两者之间起到纽带和桥梁的作用。
3)生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。
2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)实时性一般要求计算机具有多任务处理能力,以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务,加快程序执行速度;在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时,可以随时响应事件的中断请求。
3.计算机控制系统有哪几种典型形式?各有什么主要特点?(1)操作指导控制系统(OIS)优点:结构简单、控制灵活和安全。
缺点:由人工控制,速度受到限制,不能控制对象。
(2)直接数字控制系统(DDC) (属于计算机闭环控制系统)优点:实时性好、可靠性高和适应性强。
(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最有工况。
(4)集散控制系统优点:分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
(5)现场总线控制系统优点:与DOS相比降低了成本,提高了可靠性。
(6)PLC+上位系统优点:通过预先编制控制程序实现顺序控制,用PLC代替电器逻辑,提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。
附加:计算机控制系统的发展趋势是什么?大规模及超大规模集成电路的发展,提高了计算机的可靠性和性能价格比,从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展,扩大生产规模,以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求,目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
计算机控制技术复习总结
一、计算机控制技术
计算机控制技术是处理自动化控制系统的一种技术,它可以控制外部设备、测量参数和控制变量,从而实现设计目标。
计算机控制技术主要涉及到对自动化控制系统的模型及结构、系统设计、信号处理、计算机控制算法和硬件技术等多个方面。
1、模型及结构
2、系统设计
系统设计是指选择适当的控制系统以及其组件,组成系统,达到设计要求。
系统设计需要考虑的因素有系统的实验数据、实际控制要求、安全性、精度等。
3、信号处理
信号处理指通过信号极化、误差补偿、延迟、非线性处理等方法,使控制系统的信号在到达控制端时,达到最佳控制效果。
4、计算机控制算法
5、硬件技术
硬件是指控制系统的硬件组件,合理组合各种硬件组件,形成安全可靠的自动控制系统是所有计算机控制技术的重要基础。
二、应用。