第1章 概述 [兼容模式]-2013

微机控制及接口技术
四川大学制造科学与工程学院
李翔龙
：
工业出版社
》，何立明编，北京航空航天置与接口技术》何立明编北京航空航天、《计算机控制系统》，李正军编，机械工业3《计算机控制系统》李正军编机械工业、《计算机控制系统》，王锦标编，清华大学4《计算机控制系统》王锦标编清华大学、《现代控制系统》，Richard C.Dorf，赵千川5《现代控制系统》Richard C Dorf赵千川
内容：
1）计算机控制系统组成、典型形式；（）计算机控制系统组成典型形式计算机接口
计算机接
第1章概述
1.1 自动控制系统的基本概念12
1.2 计算机控制系统
1.3 计算机控制技术的发展
1.4 计算机控制系统的组成 1.5 计算机控制系统的分类
1.6 微机接口技术
17
1.7 微机和单片机的概念
1.8 机电控制系统的设计
§1.1 自动控制系统的基本概念
由于冰箱内储物量的增减电冰箱恒温控制：由于冰箱内储物量的增减，
，都会影响冰箱内的温度，若希望维持冰化等都会影响冰箱内的温度若希望维持冰内的温度进行控制。

在太空中要按预定的轨道飞行，并保z宇宙飞船在太空中要按预定的轨道飞行，并保它产生影响，需要有高性能的控制装置对它进行控制。

人造地球卫星能够发射到预定轨道并能准确回
自动地瞄准目标。

z化工生产中反应塔的温度和压力能够自动维持程序控制机床能够按预先排定的工艺程序自动
，但都有个共同点，即要求其中的各不相同，但都有一个共同点，即要求其中的定的规律变化。

（被控制量）
为内扰。

被控机械或生产过程的这些物理量进行控制被控
自动控制系统的定义
自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利
利）的某些物理量自动地按照预定的（恒定对象）的某些物理量自动地按照预定的（恒定
，在控制工程中一般采用方框表示系统中
所表示部件的名称或其功能函数的表达
有向线段依次把它们连接起来。

给
调节器
被控量
目标值给定
给定环节：根据系统输出量的期望值，产生系将它转换成反馈信号，并使反馈信号成为与给比较器：将给定信号与反馈信号进行比较，产比较将给定信号与反馈信号进行比较产
根据输入的偏差信号，按定的控制控制器：根据输入的偏差信号按一定的控制
，使被控制量发生变化的环节。

动被控对象，使被控制量发生变化的环节。

z被控对象：：控制系统所要控制的设备或生产过
§12计算机控制系统§1.2 计算机控制系统
计算机控制系统简介
以计算机作为控制器的自动控制系统通常称为计制系统））
控制量
给定值D/A 控制器被控对象被控量
偏差
＋采样开关
和执行机构测量元件
D/A
系统框图
、计算机控制系统的工作原理
计算机控制系统的工作原理
(1)实时的信息检测和转换：对来自测量变送装置
实决采集被
(2)实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和制行为。

机构发出控制信号，完成控制任务。

，完成控制任务。

：
实时控制决策
(3)实时控制输出
(5)和机电部件接口
对软件的支持功能
(7)抗干扰的功能；诊断维护的功能；远程通信服
：
，超出这个时间，就失去了控制的意义。

内完成超出这个时间就失去了控制的意义实时的概念不能脱离具体过程。

、计算机控制系统的特点（与般连续控制
三、计算机控制系统的特点（与一般连续控制
1、有利于系统实现高精度。

¾有利于系统实现高精度
0.01mm，这就需要分辨率为1：
中误差小于001这就需要分辨率为
数字信号的传递能有效抑制噪声，提高系
数字信号的传递能有效抑制噪声提高系
¾成本低
5、成本低。

1.2.2 自动控制系统的分类
开环系统:系统的控制器与被控对象之间只有。

的输出量对控制作用没有影响。

控制器被控对象
关系固定且内部参数或外来扰动的变化都较，且内部参数或外来扰动的变化都较，则采用开环控制能取得较为满意的控制效偿则采用开环控制能取得较为满意的控制效
~
k u u g ：结构简单，成本低
端并与参考输入相比较这种控制方式称，并与参考输入相比较，这种控制方式称用有直接影响。

控制量＋被控量给定值r (t u (t )偏差)
当系统受到系统内部和外部扰动信号的作用时，
，系统动静性能得到提信号对被控制量的影响，系统动静性能得到提
~k u d K (u u u b ：u = K (u -u )g b
静态控制系统与动态控制系统
线性差分方程或线性代数方程）描述的系统，称
线性系统具有叠加性和齐次性。

典而由非线性方程描述的系统称为非线性系统。

典死区特性。

（时不变）系统。

可分为时变系统和定常（时不变）系统
根据信号的特点。

、内存储器及时钟电路、中断系统、由微处理器内存储器及时钟电路中断系统制系统必须具有实时控制能力。

桥梁。

其变为电信号。

（010mA）或直流电压（05V）。

流电流（～0~5V
分时切换，将时间上连续的模拟量信号
，将时间上连续的模拟量信号A/D转换器
（2）模拟量输出通道。

以进制的逻辑0和
是开关信号。

以二进制的逻辑“0”和“1”
、电动机的启动和停止、开关的闭合和释放电动机的启动和停止。

接口。