人机接口系统控制

计控--分散控制系统复习题1、分散控制系统的英文缩写。

（DCS)（DitributedControlSytem)2、分散控制系统由哪三大部分组成请简要说明它们的作用？(1)网络通信子系统:由现场网络和监控网络和管理网络祖成。

（2）过程控制子系统：DCS系统中负责现场过程数据采集和过程控制的系统，由现场设备和过程控制站组成。

（3）人机接口子系统：DCS人机接口系统主要由监控级和管理级设备构成，是DCS系统信息展示和人机交互的平台。

3、分散控制系统的设计理念？控制分散，信息与管理集中。

4、分散控制系统在火电厂可以实现的功能系统有哪些？（1）热工自动化：自动检测，自动调节，顺序控制，自动保护.(2)电气自动化（3）辅助与公用系统自动化。

5、过程控制站的硬件组成及作用？1、人及界面，操作员站、工程师站、历史站，俗称上位机，用于操作设备，监视参数，系统组态，历史记录等；2、DPU，俗称下位机，用于执行系统逻辑、运算并发出指令；6、控制器的组成及作用？控制器的特点？PLC基本组成：1、中央处理器:接收并处理数据；用扫描的方式接收现场输入设备的状态和数据；自诊断；完成用户程序中规定的逻辑算术运算任务。

2、存储器：有三种RAM、EPROM、EEPROMEPROM:存放系统程序，只读存储器，不可更改。

RAM：存放I/O映像和各类软设备，是一种读写存储器，存放速度快。

EEPROM:是一种可擦写的只读存储器。

3、输入/输出（I/O）接口：是CPU与现场(I/0)装置或其他外部设备之间的连接部件。

4、电源：5、编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视。

CPU。

存储器。

总线。

I\\O通道。

控制器的功能及特点。

P58到597、什么是软件功能模块？组态单回路控制系统需要哪些功能模块？8、泵或电动门的控制组态需要哪些功能模块？1、画面组态：将现场控制情况和结果简洁、明了的反映在操作界面上，便于快速准确反映系统状态和控制操作2、算法组态：将采集的信号进行运算，得到工艺需要的结果和过程参数、控制量3、硬件组态：通过对硬件信号的采集，判别硬件的使用情况，及时发现故障4、数据库：通过设定，准确快速判断所采集得数据。

机器人的机械结构一、机械臂：机械臂是机器人最重要的部分，它模拟人类的手臂动作，用于实现各种任务。

一般机械臂由几段连杆组成，每个连杆之间通过关节连接。

机械臂的结构决定了机械臂的运动范围和灵活性，常见的机械臂结构有直线运动结构、旋转关节结构、虫轮驱动结构等。

二、关节：关节是机械臂的重要组成部分，它连接两个连杆，使机械臂能够进行转动或弯曲。

常见的关节有旋转关节、滚动关节、剪刀关节等，它们通过电机驱动和传动装置来实现运动，可以实现机械臂的多个自由度运动。

三、传动装置：机器人的运动需要通过传动装置实现，常见的传动装置有齿轮传动、皮带传动、蜗轮传动等。

传动装置可以将电机的转动传递给机械臂，并根据需求进行速度调节和力矩放大，实现机器人的运动控制。

四、传感器与执行器：机器人的机械结构与传感器和执行器紧密相关。

传感器可以感知环境和物体的信息，如光电传感器、触摸传感器、距离传感器等，通过传感器，机器人可以实现对环境的感知和交互。

执行器是机器人运动的驱动器，如电机、气缸等。

它们与机械结构相互配合，使机器人能够具有自主执行任务的能力。

五、框架与支撑结构：机器人的框架和支撑结构起到支撑和保护机器人的作用，使其能够稳定地进行运动。

框架通常是由刚性材料制成，如金属或复合材料，以确保机器人的稳定性和刚性。

支撑结构支持机器人的各个部件，同时还能降低振动和噪音等对机器人性能的不良影响。

六、人机接口和控制系统：机器人的机械结构是人机接口和控制系统的基础，通过人机接口和控制系统，人们可以与机器人进行交互和控制。

人机接口包括各种控制按钮、触摸屏、语音识别等，通过人机接口，人们可以向机器人发出指令和进行交互。

控制系统是机器人的大脑，可以控制机械臂的运动、传感器的数据采集和分析等，实现机器人的智能化运作。

总之，机器人的机械结构是机器人的骨架，是实现机器人运动和任务的基础。

机械结构的设计与制造决定了机器人的功能和性能，可以根据不同的任务需求进行灵活的设计和优化。

浅谈机电一体化中的接口技术摘要:接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。

文章以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机接口与机电接口两大类进行探讨。

关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。

各分系统又由各要素(子系统)组成。

本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。

一、机电接口由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用:(1)行电平转换和功率放大。

一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大;(2)抗干扰隔离。

为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离;(3)进行A/D或D/A转换。

当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

1、模拟信号输入接口。

在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口。

在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。

而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。

西北师范大学计算机科学系http:// 版权声明本电子教案内容为西北师范大学计算机科学系微机原理与汇编语言课讲义，大家可以自己个人使用。

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-索国瑞suogr@人机接口❑基本概念❑键盘与键盘接口❑其他输入设备及接口❑显示设备及接口❑打印机接口1 基本概念人机接口的定义人机接口是指人与计算机之间建立联系、交换信息的输入／输出设备的接口。

本章重点分析常见的几种人机交互设备，如键盘、显示器、打印机等的工作原理以及它们与计算机之间的接口。

人机交互设备人机交互设备是计算机系统中最基本的设备之一，是人和计算机之间建立联系、交换信息的外部设备，常见的人机交互设备可分为输入设备和输出设备两类。

人机接口的功能人机接口是计算机同人机交互设备之间实现信息传输的控制电路。

主机和外设之间进行信息交换为什么一定要通过接口呢？这是因为主机和外设在信息形式和工作速度上具有很大的差异，接口正是为了解决这些差异而设置的。

图14－1为常见的人机接口与主机、外设的连接示意图。

2 键盘与键盘接口键盘是计算机系统不可缺少的输入设备，人们通过键盘上的按键直接向计算机输入各种数据、命令及指令，从而使计算机完成不同的运算及控制任务。

小型键盘接口在大多数键盘中，键开关被排列成M 行×N 列的矩阵结构，每个键开关位于行和列的交叉处。

非编码键盘常用的键盘扫描方法有逐行扫描法和行列扫描法。

1．逐行扫描法图14－2是采用逐行扫描识别键码的8 ×8 键盘矩阵，8 位输出端口和8 位输入端口都在键盘接口电路中，其中输出端口的8 条输出线接键盘矩阵的行线（X0～X7），输入端口的8 条输入线接键盘矩阵的列线（Y～Y7）。

……2．行列扫描法在扫描每一行时，逐个读列线，如果读到的结果为全“1”，说明没有键按下；如果某一列为低电平，说明有键按下，而且行号和列号已经确定。

今天，如果我们想要看电视，我们需要用手控制遥控器；我们想操纵电脑，也必须使用双手。

然而，也许有一天，我们可以改变这一切，因为在不远的将来，人类与机器可以直接对话，不需通过肢体，只需要思维。

这是在做梦吗？不，这是一项新技术—“脑机接口”。

脑机接口（Brain-computer Interface，以下简称BCI），是近年来发展起来的一种人机接口，它不依赖于大脑的正常输出通路（即外围神经和肌肉组织），就可以实现人脑与外界（计算机或其它外部装置）直接通信的系统。

广义上讲，这种通信也可以是双向的，一方面外界的信息（声音、需要记忆的内容等）可以直接传入大脑，比如电子耳蜗、大脑记忆芯片等；另一方面大脑可以直接控制外界环境，本文介绍的是后者。

BCI技术的出现，使得用大脑信号直接控制外界环境的想法成为可能。

要想实现BCI，有三个必要条件：第一，必须有一种能够可靠反映大脑思维的信号；第二，这种信号能够被实时且快速的收集；第三，这种信号有明确的分类。

目前可用于BCI 的人脑信号有：EEG（脑电图），EMG（脑磁图）和fMRI（功能性核磁共振图象）等。

目前大多数BCI研究机构采用的大脑信号是EEG。

人类的每一闪思维，每一种情绪，每一个想法，在大脑中都会产生特定的EEG信号，这种信号由千百万个神经元共同产生，并在大脑内传播。

不同思维情况下产生的神经电活动信号表现出不同的时空变化模式，会导致 EEG信号的不同，将检测到的EEG信号传送给计算机或相关装置，经过有效的信号处理与模式识别后，计算机就能识别出使用者的思维状态，并完成所希望的控制行为，比如移动光标、开门、打字和开机等。

一、基本原理1.1 BCI系统的基本结构BCI系统一般都具备信号采集，信号分析和控制器三个功能模块。

（1）信号采集：受试者头部戴上一个电极帽，采集EEG信号，并传送给放大器，信号一般需放大10000倍左右，经过预处理，包括信号的的滤波和A/D 转换，最后转化为数字信号存储于计算机中。

无线控制系统人机接口的设计与实现张涛;金龙旭;李国宁;张宇明【摘要】嵌入式系统中为实现人机交互,常采用液晶显示屏和矩阵键盘作人机接口.文章采用一个192×64的液晶显示屏作为显示界面,两个ZigBee节点实现无线远程控制,液晶模块上还连接有一个矩阵键盘,可通过它发送命令到控制系统.液晶模块可实现中英文混排、LOGO位图显示、反显等一系列功能.实测无线通信距离最大可达到50 m,20 m以内可实现稳定的数据传输.该人机接口可用于无线抄表、数控等控制系统中.【期刊名称】《液晶与显示》【年(卷),期】2010(025)006【总页数】5页(P841-845)【关键词】ZigBee;人机接口;液晶;无线控制系统【作者】张涛;金龙旭;李国宁;张宇明【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;上海精研电子科技有限公司,上海201100【正文语种】中文【中图分类】TN271 引言基于嵌入式系统的产品如手机、MP3、MP4、GPS和PDA等，已经融入了人类生活的各个方面。

每一个嵌入式系统一般都有一个人机接口，以方便用户操作和使用［1－5］。

很多的工业控制场合对控制系统的移动性能都有很高的要求，所以需要采用无线控制系统。

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗的无线通信技术，具有可靠性高、成本低和组网简单等优点。

目前，ZigBee无线通信技术已经相当成熟，适合用于远程控制中［1］。

本文将人机接口技术和ZigBee无线通信技术结合以实现远程控制，人机接口部分采用192×64的点阵液晶和一个4×5的矩阵键盘，使用ZigBee实现远程控制，具有成本低、操作容易和应用范围广等特点。

2 整体设计所设计的无线控制系统可分为两个部分：一部分是液晶模块，另一部分是无线通信模块。