第四章计算机控制系统解析
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计算机控制系统知识点一、计算机控制系统的定义计算机控制系统是一种利用计算机技术进行控制的系统,通过计算机对被控制对象进行监测、分析、控制和调度,实现自动化生产和运行。
计算机控制系统广泛应用于工业生产中的自动化设备、交通运输系统、医疗设备等领域。
二、计算机控制系统的组成1. 控制器:控制器是计算机控制系统的核心部件,负责对整个系统进行控制和监测。
控制器通常由计算机主机、输入输出设备、运算器、存储器等组成。
2. 输入输出设备:输入设备用于将外部系统中的数据传输到计算机控制系统中,输出设备则将计算机处理后的数据传输到外部系统中。
3. 运算器:运算器是计算机控制系统的“大脑”,负责进行各种数学运算和逻辑运算。
4. 存储器:存储器主要用于存储程序和数据,包括内存和外存两种形式。
三、计算机控制系统的工作原理计算机控制系统通过输入设备获取外部信息,经过运算和逻辑判断后,通过输出设备输出控制指令,实现对被控制对象的自动控制。
整个过程中,计算机控制系统需要经历输入、运算、输出三个基本过程。
四、计算机控制系统的应用1. 工业生产领域:计算机控制系统广泛应用于各种自动化生产设备中,提高了生产效率和生产质量。
2. 交通运输领域:交通信号灯、地铁列车调度系统等都是计算机控制系统的应用案例,提高了交通运输效率和安全性。
3. 医疗设备领域:医用X射线机、B超仪、电子胃镜等医疗设备都采用了计算机控制系统,提高了医疗诊断的准确性和效率。
五、计算机控制系统的发展趋势随着计算机技术的不断发展和进步,计算机控制系统将更加智能化、网络化和集成化。
未来,计算机控制系统将更加便捷、高效、智能,为人类社会的发展和进步提供更大的帮助和支持。
第1章习题B 习题B1-1 举例说明2-3个你熟悉的计算机控制系统,并说明与常规连续模拟控制系统相比的优点。
B1-2 利用计算机及接口技术的知识,提出一个用同一台计算机控制多个被控参量的分时巡回控制方案。
B1-3 题图B1-3是一典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图。
由雷达测出目标的高低角、方位角和斜距,信号经滤波后,由模拟式计算机计算出伺服系统高低角和方位角的控制指令,分别加到炮身的高低角和方位角伺服系统,使炮身跟踪指令信号。
为了改善系统的动态和稳态特性,高低角和方位角伺服系统各自采用了有源串联校正网络和测速反馈校正,同时利用逻辑电路实现系统工作状态的控制(如偏差过大时可断开主反馈,实现最大速度控制,当偏差小于一定值后实现精确位置控制)。
试将其改造为计算机控制系统,画出系统原理结构图。
题图B1-3典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图B1-4水位高度控制系统如题图B.1-4所示。
水箱水位高度指令由W1 电位计指令电压u r确定,水位实际高度h由浮子测量,并转换为电位计W2 的输出电压u h。
用水量Q1 为系统干扰。
当指令高度给定后,系统保持给定水位,如打开放水管路后,水位下降,系统将控制电机,打开进水阀门,向水箱供水,最终保持水箱水位为指令水位。
试把该系统改造为计算机控制系统。
画出原理示意图及系统结构图。
题图B1-4 水箱水位控制系统原理示意图B1-5 题图B1-5为一机械手控制系统示意图。
将其控制器改造为计算机实现,试画出系统示意图及控制系统结构图。
题图B1-5机械手控制系统示意图B1-6题图B1-6为仓库大门自动控制系统示意图。
试将其改造为计算机控制系统,画出系统示意图。
题图B1-6 仓库大门自动控制系统示意图B1-7车床进给伺服系统示意图如题图B1-7所示。
电动机通过齿轮减速机构带动丝杠转动,进而使工作台面实现直线运动。
该系统为了改善系统性能,利用测速电机实现测速反馈。
试将该系统改造为计算机控制系统,画出系统示意图。
计算机控制系统概述计算机控制系统是一种利用计算机技术对工业生产过程进行监控、控制和优化的系统。
它通过采集生产过程中的各种数据,进行分析和处理,然后根据预设的控制算法,对生产设备进行自动控制,以实现生产过程的自动化、智能化和高效化。
计算机控制系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要包括传感器、执行器、计算机等设备,用于采集生产过程中的各种数据,并将控制信号传输给生产设备。
软件部分则包括操作系统、控制算法、人机界面等,用于对生产过程进行监控、控制和优化。
1. 自动化程度高:计算机控制系统可以实现对生产过程的自动控制,减少人工干预,提高生产效率。
2. 精确度高:计算机控制系统可以精确地控制生产过程中的各种参数,如温度、压力、流量等,从而提高产品质量。
3. 可靠性高:计算机控制系统采用冗余设计,即使出现故障,也能保证生产过程的正常运行。
4. 灵活性高:计算机控制系统可以根据生产需求,灵活地调整控制策略,提高生产效率。
5. 易于维护:计算机控制系统具有故障诊断和自修复功能,便于维护和管理。
6. 可扩展性强:计算机控制系统可以根据生产规模和需求,进行灵活的扩展和升级。
电力、交通等。
它不仅可以提高生产效率,降低生产成本,还可以提高产品质量,减少环境污染,为企业的可持续发展做出贡献。
计算机控制系统概述计算机控制系统是一种利用计算机技术对工业生产过程进行监控、控制和优化的系统。
它通过采集生产过程中的各种数据,进行分析和处理,然后根据预设的控制算法,对生产设备进行自动控制,以实现生产过程的自动化、智能化和高效化。
计算机控制系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要包括传感器、执行器、计算机等设备,用于采集生产过程中的各种数据,并将控制信号传输给生产设备。
软件部分则包括操作系统、控制算法、人机界面等,用于对生产过程进行监控、控制和优化。
1. 自动化程度高:计算机控制系统可以实现对生产过程的自动控制,减少人工干预,提高生产效率。
计算机控制系统的组成及其工作原理大家好,今天我要给大家讲解一下计算机控制系统的组成及其工作原理。
我们要明白什么是计算机控制系统。
简单来说,计算机控制系统就是用计算机来控制其他设备的一种方法。
它可以实现对各种设备的精确控制,提高生产效率和质量。
那么,计算机控制系统到底由哪些部分组成呢?它的工作原理又是怎样的呢?接下来,我将从以下几个方面给大家详细讲解。
一、计算机控制系统的组成1.1 控制器硬件计算机控制系统的核心是控制器,它负责接收输入信号,经过处理后输出控制信号。
控制器硬件主要包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口等部分。
其中,中央处理器是控制器的大脑,负责执行各种指令;存储器用于存储程序和数据;输入输出接口用于与被控设备进行通信。
1.2 传感器和执行器传感器是计算机控制系统的眼睛,负责感知外部环境的变化。
它可以将物理量转换成电信号,供控制器处理。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、位置传感器等。
执行器则是计算机控制系统的手和脚,负责根据控制器发出的控制信号执行相应的操作。
常见的执行器有电机、电磁阀、开关等。
二、计算机控制系统的工作原理2.1 信号采集和处理计算机控制系统的工作开始于信号采集。
传感器将外部环境的物理量转换成电信号,通过输入输出接口传输给控制器。
控制器收到信号后,进行采样、量化和编码处理,将其转化为数字信号。
这一过程需要用到一些专门的芯片和技术,如模数转换器(ADC)和数字信号处理器(DSP)。
2.2 控制策略设计控制策略是计算机控制系统的灵魂,它决定了系统如何根据输入信号进行控制。
常见的控制策略有PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
这些控制策略都有各自的优缺点,需要根据具体应用场景进行选择。
在设计控制策略时,需要考虑系统的稳定性、响应速度、鲁棒性等因素。
2.3 控制算法实现控制算法是将控制策略具体化为一系列指令的过程。
这些指令需要通过中央处理器来执行。
在实现控制算法时,需要注意算法的复杂度、可读性和可维护性。