计算机控制技术及应用-CH01资料

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计算机控制技术及应用-CH01

OGC——操作指导 DDC——数字直接控制 SCC——监督计算机控制 DCS——分布式控制/集散控制 FCS——现场总线控制 CIMS——计算机集成制造系统
2015年1月27日星期二 19:30:44
苏州大学应用技术学院
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《计算机控制技术及其应用》第1章

2015年1月27日星期二 19:30:44
苏州大学应用技术学院
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《计算机控制技术及其应用》第1章

1.1.2 自动控制中的基本问题
目标规则的表示
自然语言、流程图；数值和数学表达式；数学模型：

建立数学模型和采用专业术语来描述
服务器
管理层网络
工程师站计算机
操作员站计算机
设计操作层
路由器
操作员站计算机
控制层网络
控制站计算机
控制站
现场控制层
控制站计算机
控制站
I/O接口卡件
I/O接口卡件
I/O接口卡件
I/O接口卡件
传感器
执行器
仪表
执行器
……
传感器
执行器
仪表
执行器
被控对象
被控对象
……
被控对象
被控对象
《计算机控制技术及其应用》第1章

1.2 计算机控制系统
1.2.1
计算机控制系统的结构 1.2.2 计算机控制系统的分类 1.2.3 计算机控制技术及其发展
2015年1月27日星期二 19:30:44
苏州大学应用技术学院
14

CH01自动控制系统简介

03
状态空间法设计原理及步骤
设计状态反馈控制器或输出反馈控制器，以满足系统性能指标要求。
通过仿真或实验验证控制器的性能。
PART 06
自动控制系统的应用实例
工业过程自动化控制实例
化工过程自动化
电力系统自动化
通过自动控制系统实现化学反应的温度、压力、流量等参数的实时监测和调节，确保产品质量和生产安全。
智能家居
随着智能家居的兴起，自动控制系统也应用于家庭环境中，如智能照明、智能空调、智能安防等，提供了更加舒适和便捷的生活体验。
PART 02
自动控制系统的基本原理
控制系统的数学模型
01
02
03
微分方程模型
描述系统动态行为的数学形式，通过求解微分方程可以得到系统的输出响应。
传递函数模型
在复数域中描述系统输入输出关系的数学模型，便于进行系统分析和设计。
线性控制系统与非线性控制系统
线性控制系统
线性控制系统是一种满足叠加原理和齐次性的控制系统。它的输出信号与输入信号之间呈线性关系，且系统的动态特性可以用线性微分方程来描述。因此，线性控制系统具有简单、易于分析和设计的优点。
非线性控制系统
非线性控制系统是一种不满足叠加原理和齐次性的控制系统。它的输出信号与输入信号之间呈非线性关系，且系统的动态特性需要用非线性微分方程来描述。因此，非线性控制系统具有复杂、难以分析和设计的缺点，但在某些特定情况下，非线性控制系统可以
应用领域及意义
工业自动化
自动控制系统在工业自动化领域有着广泛的应用，如生产线自动化、机器人控制、过程控制等，提高了生产效率和产品质量。
交通运输
自动控制系统在交通运输领域的应用包括智能交通系统、自动驾驶汽车、列车自动控制等，提高了交通效率和安全性。

计算机控制技术的基本原理与应用

计算机控制技术的基本原理与应用随着科技的不断发展，计算机控制技术在工业、交通、医疗等各个领域得到广泛应用。

本文将简要介绍计算机控制技术的基本原理以及其在实际应用中的重要性。

一、计算机控制技术的基本原理1. 接口与传感器技术计算机控制技术通过使用各种接口和传感器，将自然界的信息转化为计算机可以理解和处理的格式。

传感器技术可以实时采集温度、湿度、压力、光线等物理量，然后通过接口与计算机进行数据交互。

这些数据将为计算机控制提供基础。

2. 控制算法计算机控制技术中的核心部分是控制算法。

控制算法是计算机依据输入的传感器信息进行计算和判断，从而控制被控制对象的工作状态。

常见的控制算法包括比例-积分-微分（PID）控制算法、模糊控制算法、遗传算法等。

3. 反馈系统反馈系统是计算机控制技术中的重要组成部分。

它通过不断采集和分析被控制对象的输出信息，并与期望的控制目标进行比对，然后对控制算法进行修正和调节。

反馈系统能够提高控制精度和可靠性，使得计算机能够自动调整控制参数。

二、计算机控制技术的应用领域1. 工业自动化在工业生产领域，计算机控制技术广泛应用于生产线控制、机器人控制以及设备监测等方面。

计算机控制技术可以提高生产效率和质量，降低生产成本，实现生产过程的自动化和智能化。

2. 交通运输交通运输是一个需要高度精确控制的领域。

计算机控制技术可以应用于交通信号灯控制、车辆导航和车辆稳定性控制等方面。

通过计算机控制，可以提高交通运输的效率和安全性。

3. 医疗设备计算机控制技术在医疗设备中发挥着至关重要的作用。

例如，计算机控制技术可以实现医疗设备的精确控制和监测，如血压监测仪、呼吸机和手术机器人等。

这些设备的应用可以提高医疗治疗的安全性和准确性。

4. 智能家居随着物联网技术的发展，计算机控制技术在智能家居领域得到广泛应用。

通过使用计算机控制技术，可以实现家庭设备的智能化控制，如智能灯光、智能家电、智能安防等。

这些技术的应用可以提高生活的便利性和舒适度。

计算机控制技术及其应用

计算机控制技术及其应用计算机控制技术及其应用：计算机控制技术，作为现代信息技术的重要组成部分，已经广泛应用于各个领域，深刻影响了人们的生活和工作。

它以计算机为核心，利用电子、通信和控制工程等学科知识，实现对各种设备和过程的自动化控制。

这种技术具有众多优势，如高效、精确、可靠、灵活等特点，具备了强大的应用潜力。

计算机控制技术在工业领域的应用是最为显著的。

传统的生产制造过程中，需要大量的人力参与并进行手动操作，工作效率低下、易出错。

而引入计算机控制技术后，生产设备可以通过计算机指令自动完成各种操作，大大提升了生产效率。

例如，汽车制造业在焊接、喷涂等环节中，广泛采用机器人进行精确和高效的操作。

而在智能制造时代，计算机控制技术更是成为了推动工业4.0发展的重要基础，实现了生产系统的数字化、智能化和灵活化。

除了工业领域，计算机控制技术在交通、能源、医疗、农业等众多领域也有广泛应用。

在交通领域，智能交通系统通过计算机控制技术实现了交通信号的智能化控制、车辆导航等功能，有效提升了交通效率和安全性。

能源领域，计算机控制技术被应用于电力系统的自动化调度和管理，实现对电网的智能监控和优化运行。

在医疗领域，计算机控制技术被应用于医疗设备的自动化操作和精确控制，提升了医疗诊疗的水平。

农业领域，计算机控制技术被应用于智能化的农机械和农业生产系统中，从耕作、种植到收割等环节实现自动化和智能化，提高了农业生产效率和质量。

然而，计算机控制技术的应用也面临一些挑战。

首先是安全性问题，网络攻击、系统漏洞等风险威胁着计算机控制系统的安全运行，因此必须加强系统的安全性设计和防护措施。

其次是人机交互问题，计算机控制系统的用户界面应简洁、直观、易于操作，以提高用户的工作效率和便捷性。

此外，还需要解决多个系统的数据共享和集成，以提高各个行业或领域内的协同效应。

总之，计算机控制技术在各个领域的应用前景广阔。

我们应密切关注相关技术的发展及应用，推动其进一步融入生产、生活和社会的方方面面。

计算机控制技术及工程应用第一章

1.3.5 其他控制装置
分散控制系统与现场总线控制系统，分散控制系统与现场总线控制系统，最初是以一种控制方案的形式出现的，是以一种控制方案的形式出现的，但很快受到工控市场的极大推崇，因而已经成为国内外自工控市场的极大推崇，动化厂家争先推出的两种典型的装置，动化厂家争先推出的两种典型的装置，因为第 1.2.6节已经提及本节不再赘述，节已经提及， 1.2.5 节、第1.2.6节已经提及，本节不再赘述，详见第13章详见第13章。 13
现场级
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
现场网络
M
常规仪表图1-9 分散控制系统
常规仪表
链接动画
分散控制系统（ System）--是以微处理分散控制系统（Distributed Control System）--是以微处理器为基础，器为基础，借助于计算机网络对生产过程进行集中管理和分散控制的先进计算机控制系统。的先进计算机控制系统。
操作指导控制系统(OGC) 1.2.2 操作指导控制系统(OGC)
工计算 A/ D 转换器采样器测量元件业对机显示终端控制仪表象
打印机图1 图1-6 操作指导控制系统
链接动画
操作指导控制系统(Operation 操作指导控制系统(Operation Guide Control) -基于数据采集系统的一种开环结构
计算机基本系统 CPU 主机系 RAM ROM 统常规外部设备输出设备外存储器通信设备操作台输入设备接口接口接口接口接口线接口总接口接口接口
过程输入输出通道 A / D转换测量变送工
D/A 转换
驱动执行
业
开关输入

计算机控制技术及应用课程设计

计算机控制技术及应用课程设计一、简介计算机控制技术是近年来逐渐被广泛应用的技术之一，它与计算机的不断发展密不可分。

计算机控制技术是通过计算机控制来完成一系列的工作，让传统的机械、电子、仪表的控制方式得到升级。

本次课程设计旨在加深对计算机控制技术的理解与应用，通过学习电路基础知识、单片机编程、传感器应用等知识，完成一个小型的自动化控制设备。

二、课程设计内容2.1 设计目标•了解单片机的基础知识，能够编写简单的程序；•掌握传感器的原理及应用方法；•设计一套既能感应野外环境参数数据，又能实现自动调节的小型自动化控制系统。

2.2 设计思路本次设计选用基于单片机的自动化控制系统，将传感器采集到的各种数据通过AD 转换转换为数字信号后交给单片机处理，单片机通过对数据进行分析，再通过数模转换将指令传达给执行机构，以控制器保持设定状态。

2.3 设计步骤1.调试开发环境，掌握VC++、Proteus、Keil等的使用方法和开发技巧；2.设计电路原理图和PCB图；3.选择合适的传感器并设置传感器参数，将数据传输到单片机，实现传感器数据的采集；4.设计单片机程序，包括控制策略、参数设置、模拟量采集、数字量控制、数据处理等内容；5.按照设计要求制作实验装置，调试实验装置，验证设计方案的可行性、准确性和稳定性。

2.4 设计成果以温度控制为例，设计一套能够自动调节温度的小型自动化控制系统，并完成以下功能：1.采集环境温度并以数字量显示；2.设定温度值并以数字量显示；3.自动调节风扇转动速度，维持设定温度；4.实现设定温度范围内（±1℃）的自动调节。

三、心得体会通过此次课程设计，我深刻认识到计算机控制技术在自动化控制系统中的重要作用。

掌握了单片机的基本原理和编程方法，同时也学习了传感器的基本原理和应用方法。

在课程设计中我遇到了一些问题，如设置控制策略时需要考虑各种异常情况，还需要随时进行数据监测，这样才能保证系统的正常运行。

探析计算机控制技术及应用

探析计算机控制技术及应用计算机控制技术是一种基于计算机技术的智能化控制手段，它将先进的计算机技术应用于工业控制领域，从而实现了对工业自动化程度的进一步提升。

现今，随着工业自动化程度的不断提高，计算机控制技术的应用也愈来愈广泛。

本文将对计算机控制技术及其应用进行探析，以期更好地推进工业自动化水平的进步。

一、计算机控制技术的基本原理计算机控制技术主要是通过指令控制，将控制命令输入到计算机系统中，然后由计算机对信号进行处理，从而对物理设备进行控制。

具体来说，计算机控制技术的控制流程主要包括以下几个步骤：1. 采集输入信号：通过传感器、检测器等对被控制系统内的实时数据进行采集，并将数据输入计算机系统。

2. 接收控制指令：计算机系统接收外部输入的控制指令，进行解析和处理，并根据指令要求输出控制信号。

3. 计算处理控制信号：计算机根据输出的信号进行控制算法计算和处理，并将处理结果输出到执行机构。

4. 输出控制信号：由执行机构接收并执行控制算法输出的控制指令，进而实现控制目标。

以上步骤构成了计算机控制技术的基本控制流程，不同的控制场景会有不同的控制算法，但整个控制过程的基本原理是相似的。

二、计算机控制技术在工业控制中的应用1. 机器人控制：机器人控制是现代化制造业的重要组成部分之一，而计算机控制技术在这一领域中有着广泛的应用。

机器人控制系统通常由控制器、驱动器、HMI界面等组成，它将计算机控制技术与机器人技术相结合，实现对机器人的精细控制。

2. 自动化生产线控制：自动化生产线控制涉及到多个设备的协调工作，以实现生产线的正常运行。

计算机控制技术在这一领域中大有用处，它可以通过准确的控制来保证各个设备之间的协调配合，提高生产线的生产效率和质量。

3. 过程控制：过程控制指的是各种工业过程中的控制措施，如化工、石油、电力等行业。

计算机控制技术可以对这些过程进行实时监控，通过控制算法实现精细控制，从而实现工业生产过程的精准控制。

计算机控制技术及应用

10电气（2）班姓名：陆继赟学号：01计算机控制技术及应用一、计算机控制技术应用和发展在近10多年里，计算机技术得到了极大的发展和完善；无论是在系统硬件成本，还是在计算速度和存贮容量方面都取得了很大的进步。

特别是面向用户的编程语言也大大简化了。

同时，由于采用了更多的可靠元件、尖端的设计工艺，增加了容错技术、冗余诊断程序，系统的可靠性也得到较大的提高；传统的过程控制功能与诸如生产计划、调度、优化及操作控制等实时信息处理和决策应用的不断渗透、融合，使通过高级计算机控制实现各种过程高性能目标的手段变得越来越可靠和更为强劲有力；功能价格比也日趋合理。

因而，使计算机控制在工业中的应用得到了迅猛的发展，而且正越来越广泛地应用于石油、化工、钢铁、造纸、电力等工业部门，并在提高设备处理能力和生产效率、产品质量；有效利用能源(水、人力、材料等资源)，满足环保、人身安全等严格要求及在日益激烈的国内外市场竞争中，发挥着举足轻重的作用。

二、（一）、计算机控制技术的概述1、计算机控制的概念（1）开环控制系统若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。

在开环控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量进行比较。

（2）闭环控制系统凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环系统是一个反馈系统。

闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。

2、计算机控制系统采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统，也称它为数字控制系统。

若不考虑量化问题，计算机控制系统即为采样系统。

进一步，若将连续的控制对象和保持器一起离散化，那么采样控制系统即为离散控制系统。

所以采样和离散系统理论是研究计算机控制系统的理论基础。

3、计算机控制系统的控制过程（1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的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数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程。

计算机控制技术及应用

10电气(2)班姓名:陆继赟学号:01计算机控制技术及应用一、计算机控制技术应用与发展在近10多年里,计算机技术得到了极大的发展与完善;无论就是在系统硬件成本,还就是在计算速度与存贮容量方面都取得了很大的进步。

特别就是面向用户的编程语言也大大简化了。

同时,由于采用了更多的可靠元件、尖端的设计工艺,增加了容错技术、冗余诊断程序,系统的可靠性也得到较大的提高;传统的过程控制功能与诸如生产计划、调度、优化及操作控制等实时信息处理与决策应用的不断渗透、融合,使通过高级计算机控制实现各种过程高性能目标的手段变得越来越可靠与更为强劲有力;功能价格比也日趋合理。

因而,使计算机控制在工业中的应用得到了迅猛的发展,而且正越来越广泛地应用于石油、化工、钢铁、造纸、电力等工业部门,并在提高设备处理能力与生产效率、产品质量;有效利用能源(水、人力、材料等资源),满足环保、人身安全等严格要求及在日益激烈的国内外市场竞争中,发挥着举足轻重的作用。

二、(一)、计算机控制技术的概述1、计算机控制的概念(1)开环控制系统若系统的输出量对系统的控制作用没有影响,则称该系统为开环控制系统。

在开环控制系统中,既不需要对系统的输出量进行测量,也不需要将它反馈到输入端与输入量进行比较。

(2)闭环控制系统凡就是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统,即闭环系统就是一个反馈系统。

闭环控制系统中系统的稳定性就是一个重要问题。

2、计算机控制系统采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统,也称它为数字控制系统。

若不考虑量化问题,计算机控制系统即为采样系统。

进一步,若将连续的控制对象与保持器一起离散化,那么采样控制系统即为离散控制系统。

所以采样与离散系统理论就是研究计算机控制系统的理论基础。

3、计算机控制系统的控制过程(1)实时数据采集:对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测与输入。

(2)实时控制决策:对采集到的被控量进行数据分析与处理,并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程。

计算机控制技术的发展与应用

计算机控制技术的发展与应用计算机控制技术是指将计算机作为主要手段，对各种设备、工艺过程进行控制和管理的技术。

自从计算机问世以来，随着科学技术的不断进步，计算机控制技术也得到了广泛的应用和发展。

本文将从计算机控制技术的历史发展、应用领域以及未来趋势三个方面进行探讨。

一、历史发展1.早期控制技术计算机控制技术的发展源远流长。

早在19世纪末，人们就开发出了机械控制系统，用于对蒸汽机、织布机等进行控制。

但由于机械控制系统的局限性，无法适应复杂的工业生产需求。

2.数字控制技术的崛起20世纪40年代至50年代，数字控制技术的出现极大地推动了计算机控制技术的发展。

数字控制技术利用计算机对工具机进行控制，从而提高了生产效率和产品质量。

这一技术的应用为后来的计算机控制技术奠定了基础。

3.计算机控制技术的迅速发展随后，随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术也得到了突破性的进展。

从单一的数字控制系统发展到计算机数控系统，再到集成控制系统和网络控制系统，计算机控制技术逐渐实现了自动化、智能化的目标。

二、应用领域1.工业自动化计算机控制技术在工业生产中的应用非常广泛。

通过计算机控制技术，可以实现对生产过程的精确控制，提高生产效率和产品质量。

例如，在汽车制造过程中，计算机控制技术可以控制机器人进行焊接、喷涂等操作，提高生产效率并减少人为错误。

2.交通运输计算机控制技术在交通运输领域的应用也日益重要。

通过计算机控制技术，可以对交通信号灯进行智能化控制，实现交通流的优化调度。

此外，计算机控制技术还可以应用于交通管理系统、智能公交系统等方面，提升城市交通运输的效率和安全性。

3.医疗卫生在医疗卫生领域，计算机控制技术的应用也呈现出巨大的潜力。

计算机控制技术可以用于医疗设备的控制与监测，例如心电图仪、脑电图仪等。

此外，计算机控制技术还可以用于医疗信息管理系统，提高医疗卫生服务的效率和质量。

4.农业生产随着农业的现代化发展，计算机控制技术也被广泛应用于农业生产中。

计算机控制技术及应用-引言-目录

3
外江约占四成；
4
以保证灌溉用水。
5 6
7
洪水季节
8
内江四成，外江六成；
9
使灌区不受水潦灾害。
10 11

2011年12月25日星期日
苏州大学应用技术学院 -8-
《计算机控制技术及》其应用》

“飞沙堰”溢洪道

“飞沙堰”溢洪道作用

——泄洪排沙

概念及解释

自动控制(autocontrol)：

指不用人力来实现的控制，

1
通常可用机械、电气等装置来实现。
2 3
自动控制常对应于手动控制而言。
4
5
6
7
8
9 10 11

2011年12月25日星期日
苏州大学应用技术学院 -23-
《计算机控制技术及》其应用》
贡献
6 7 8
9 10 11

2011年12月25日星期日
苏州大学应用技术学院 -2-
《计算机控制技术及》其应用》

梦想

自古以来，人类梦寐以求：

能制造出自动完成

1
既定任务的劳动工具。不劳而获？
2 3
古代
一劳永逸？
4
5
6
都江堰(公元前256年)
10 11
压力、流量或生产过程等。

2011年12月25日星期日
苏州大学应用技术学院 -24-
《计算机控制技术及》其应用》

计算机控制原理及应用

计算机控制原理及应用计算机控制原理及应用是计算机科学与技术领域的重要研究方向之一。

它涵盖了计算机硬件、软件和应用系统等多个层面，旨在研究如何通过计算机来实现系统的控制和管理，并应用于各个领域中。

一、计算机控制原理计算机控制原理是计算机控制技术的基础，它主要包括以下几个方面的内容：1. 信号处理：计算机控制系统中的信号处理是非常重要的一环。

它主要涉及到信号的采集、传输、处理和控制等技术。

计算机通过传感器采集数据信号，经过模数转换和滤波处理后，再经过数字信号处理算法进行处理，最终得到控制系统所需要的信号。

2. 控制算法：控制算法是计算机控制系统中的核心部分。

它主要涉及到控制系统的建模、控制器设计、参数调节和优化等方面的内容。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

3. 系统建模：系统建模是计算机控制系统设计的重要步骤。

它主要涉及到对被控对象进行数学建模，将其抽象为数学模型，以便于进行控制器设计和系统仿真等工作。

4. 控制器设计：控制器设计是计算机控制系统中的关键环节。

它根据系统的数学模型和控制要求，设计出合适的控制器结构和参数，使得系统能够按照预定的要求进行控制。

二、计算机控制应用计算机控制应用是将计算机控制技术应用于实际系统中，以实现系统的自动化和智能化。

计算机控制应用涉及的领域广泛，包括工业控制、交通运输、航空航天、医疗健康、农业农村等。

1. 工业控制：工业控制是计算机控制应用的重要领域之一。

在工业生产中，计算机控制可以实现对生产过程的监测、调节和优化，提高生产效率和产品质量。

常见的工业控制应用包括自动化生产线、机器人控制和工艺过程控制等。

2. 交通运输：交通运输领域是计算机控制应用的重要应用场景之一。

通过计算机控制技术，可以实现交通信号灯控制、智能交通管理和车辆导航等功能，提高交通运输的效率和安全性。

3. 航空航天：航空航天领域是计算机控制应用的典型案例。

在飞机、火箭等航空航天器中，计算机控制系统起着至关重要的作用。

计算机控制技术的基础原理与应用

计算机控制技术的基础原理与应用计算机控制技术是现代智能化制造工业中不可或缺的重要一环。

它以计算机为核心，通过采集、分析和处理数据，并通过控制器对机械、电子、液压等系统进行全面的定时、定量和按要求的操作。

本文将深入探讨计算机控制技术的基础原理，以及它的应用领域。

一、计算机控制技术的基础原理计算机控制技术基于计算机的逻辑运算和数据处理能力，通过获取和处理输入信号来控制输出信号。

其基础原理可归结为以下几个方面：1. 传感器和执行器传感器和执行器是计算机控制技术中不可或缺的组成部分。

传感器用于将实际参数转化为电信号，并把这些信号传递给计算机进行处理；执行器则是将计算机输出的控制信号转化为机械、电子或液压等动作。

传感器和执行器的选择、安装和校准对于控制系统的正常运行至关重要。

2. 控制算法控制算法是计算机控制技术的核心。

根据不同的控制要求和系统特点，可以采用多种控制算法，包括开环控制、闭环控制、自适应控制等。

开环控制是指根据输入信号直接控制输出信号，不考虑系统反馈信息；闭环控制是在系统反馈信号的基础上进行修正，使输出信号更加准确；自适应控制则是根据系统实时反馈信息自动调节控制参数，以适应不同的工况。

3. 控制器控制器是计算机控制技术中的重要组成部分，它实现了计算机对控制系统各个部分的协调和控制。

根据控制需求的不同，控制器可以是程序控制器（PlC）、单片机、DSP等。

控制器通过接收和处理传感器信号，执行控制算法，产生控制信号，并将其传递给执行器，从而实现对系统的精确控制。

二、计算机控制技术的应用领域计算机控制技术在现代工业制造中有着广泛的应用，包括以下几个方面：1. 工业生产自动化计算机控制技术在工业生产自动化中发挥着重要作用。

它可以实现对生产线的自动化控制、生产过程的实时监测和调节，大大提高了生产效率和质量。

例如，在汽车生产中，计算机控制技术应用于焊接、涂装、组装等环节，实现汽车生产流程的自动化和精密控制。

计算机控制技术发展及应用

1.2 计算机控制系统软件介绍
应用软件是用户根据控制对象、控制要求，为实现高效、可靠、灵活的控制而自行编译的各种程序。它们包括：数据采集、数字滤波、标度变换、键盘的处理、过程控制算法、输出与控制等程序。
用于应用软件开发的程序设计语言，一般有：汇编、 C# 、C++、VB、VC 等。目前也有一些专门用于控制的引用组态软件，这些软件功能强，使用方便，组态灵活，具有很强的应用前景。
A/DBiblioteka CPU控D/A
制
对
象
MEM
D/I
（
系
统
D/O
）
主机
过程控制通道
操作台（通讯）
图典型的计算机控制系统的硬件组成框图
系统I/O卡件
❖ FW351 标准信号输入卡 ❖ FW352 热电偶信号输入卡 ❖ FW353 热电阻信号输入卡 ❖ FW372 模拟量输出卡 ❖ FW366 开关量输入卡 ❖ FW367 开关量输出卡
PLC对模拟信号的处理：－10V～10V→－32000～32000 0～10V → 0～32000 0～20mA →0～32000
水位信号可以由水位传感器测量得到，而模拟信号处理为数字量可以由PLC的模拟通道转换实现。
状态显示存储器卡
通信口
顶部端子盖电源及输出端子
前盖方式开关、电位器、扩展I/O连接
底部端子盖输入端子、传感器电源
1993年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家
美国 A－B公司（Allen－Bradley）德国西门子公司（Siemens）美国GE－Fanuc公司美国的莫迪康（Modicon）和法国的TE电器公司日本欧姆公司（OMRON）日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）日本富士电机株式会社（Fuji Electric）日本东芝公司（TOSHIBA）日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子(CKE）日本松下电工株式会社(MEW):Matsushita Electric Works Ltd）

《计算机控制技术及其应用》思考题与习题的指导信息

第1章概述1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论？[指导信息]:自动控制的基本概念。

自动控制(autocontrol)：不用人力来实现的控制，通常可用机械、电气等装置来实现。

通常相对手动控制而言。

控制系统(control system)：通过控制来实现特定功能目标的系统。

而系统(system)是由相互联系、相互作用要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。

控制系统通常有一定的规模和复杂性，否则常称为控制装置或控制机构。

自动化(automation)：在无人工干预情况下，一个或多个控制系统或装置按规定要求和目标的实现过程。

自动化强调的是自动控制过程，其核心概念是信息。

控制论(cybernetics)：研究各类系统的调节和控制规律的科学。

各类系统包括动物(及人类)和机器系统。

自从1948 年诺伯特·维纳发表了著名的《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。

控制论着重于研究过程中的数学关系。

2.控制的本质是什么？[指导信息]:参见自动控制中的基本问题。

控制过程本质上是一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等。

控制系统中的目标信息、被控对象的初始信息、被控对象和环境的反馈信息、指令信息、执行信息等，通常由电子或机械的信号来表示。

3.自动控制中有哪些基本问题？[指导信息]:参见自动控制中的基本问题。

自动控制中的基本问题包括：自动控制系统的结构、过程、目标和品质等。

结构包括组成及其关系两个部分；控制过程主要为一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等；目标规则体现了系统的功能；控制品质即为控制的质量，可通过系统的性能指标来评价。

4.一个控制系统由哪些部分组成？试结合一个实例来说明。

[指导信息]:参见自动控制中的基本问题。

一个控制系统可以由控制单元、执行单元、反馈单元、被控对象、目标规则组成，它们的相互关系参见图1 5所示。

第四章计算机控制技术及其应用

分类－－直流型SSR：内部的开关组件为功率三极管；输入控制信号与输出完全同步。主要用于直流大功率控制。一般取输入电压为4－32V，输入电流5－10mA输出端为晶体管输出工作电压为30－180V。交流型SSR：内部的开关组件为双向晶闸管；主要用于交流大功率控制。一般取输入电压为4.32V，输入电流小于 500mA。它的输出端为双向晶闸管，一般额定电流在1A－500A范围内，电压多为380V /220V 交流型SSR按控制触发方式分：过零型－当输入端加入控制信号后，需等待负载电源电压过零时，SSR 才为导通状态；而断开控制信号后，也要等待交流电压过零时，SSR才为断开状态。应用广。移相型－断开条件同过零型交流SSR，但其导通条件简单，只要加入控制信号，不管负载电流相位如何，立即导通。
适用于计算机控制系统中的多路负荷。
达林顿阵列驱动器MC1416的结构与每对复合管的内部结构如下图所示， MC1416内含7对达林顿复合管，每个复合管的集电极电流可达500mA，截止时能承受100V电压，其输入输出端均有箝位二极管，输出箝位二极管D2抑制高电位上发生的正向过冲，D1、D3可抑制低电平上的负向过冲。
+5V
330
例如：Di=0，经反相器变为高电平，使三极管导通，集电极电流驱动LED数码管发光。
LED
3.3K Di 7406
三极管
图小功率三极管输出电路图4-6 小功率三极管输出电路
链接动画
2. 达林顿驱动电路
应用场合－当驱动电流需要达到几百毫安时，如驱动中功率继电器、电磁开关等装置，输出电路必须采取多级放大或提高三极管增益的办法。构成－－多对两个三极管组成的达林顿复合管构成特点－－具有高输入阻抗、高增益、输出功率大及保护措施完善的特点，同时多对复合管

计算机控制技术及工程应用复习资料

第一章1）计算机控制系统的监控过程步骤a .实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入；b .实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控制规律运算，进行控制决策； c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监控任务；2）按控制方案来分，计算机控系统划分成那几大类？数据采集系统（DAS ）操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC ）监督计算机控制系统（SCC ）分散控制系统（DCS ）现场总线控制系统（FCS ）4）计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？同：1）计控系统是由常系统演变而来的； 2）两者的结构基本相同异：1）计控系统中处理的信号有两种：模拟信号和数字信号。

而常系统处理的只有模拟信号2）计控系统具有智能化3）计控系统有软件也有硬件，而常系统只有硬件第二章1）4 位 D/A 转换器为例说明其工作原理假设D3、D2、D1、D0全为1，则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。

根据电流定律，有：由于开关 BS3 ~ BS0 的状态是受要转换的二进制数 D3、D2、D1、D0 控制的，并不一定全是“1”。

因此，可以得到通式：考虑到放大器反相端为虚地，故：选取 R fb = R ，可以得到：对于 n 位 D/A 转换器，它的输出电压V OUT 与输入二进制数B( Dn-1~ D0) 的关系式可写成：结论：可见，输出电压除了与输入的二进制数有关，还与运算放大器的反馈电阻 Rfb 以及基准电压VREF 有关。

2）D/A 转换器性能指标是（1）分辨率是指 D/A 转换器能分辨的最小输出模拟增量。

其分辨率与二进制位数n 呈下列关系：分辨率 = 满刻度值/（2n -1）=V REF / 2n（2）转换精度是指转换后所得的实际值和理论值的接近程度。

它和分辨率是两个不同的概念（3）偏移量误差是指输入数字量时，输出模拟量对于零的偏移值。