计算机控制系统复习资料(精简版 列出重点知识点)

第一章概论，讲述计算机控制系统的发展过程；计算机控制系统在日常生活和科学研究中的意义；计算机控制系统的组成及工作原理；计算机控制的特点、优点和问题；与模拟控制系统的不同之处；计算机控制系统的设计与实现问题以及计算机控制系统的性能指标。

1.计算机控制系统与连续模拟系统类似，主要的差别是用计算机系统取代了模拟控制器。

2.计算机系统主要包括：

．A／D转换器，将连续模拟信号转换为断续的数字二进制信号，送入计算机；

．D／A转换器，将计算机产生的数字指令信号转换为连续模拟信号(直流电压)并送给直流电机的放大部件；

．数字计算机(包括硬件及相应软件)，实现信号的转换处理以及工作状态的逻辑管理，按给定的算法程序产生相应的控制指令。

3.计算机控制系统的控制过程可以归结为：

．实时数据采集，即A/D变换器对反馈信号及指令信号的瞬时值进行检测和输入；

．实时决策，即计算机按给定算法，依采集的信息进行控制行为的决策，生成控制指令；．实时控制，即D/A变换器根据决策结果，适时地向被控对象输出控制信号。

4.计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。

5.自动控制，是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。

6.计算机控制系统的特性

系统规模有大有小

系统类型多种多样

系统造价有高有低

计算机控制系统不断推陈出新

7.

按功能分类

1)数据处理系统

2)直接数字控制（DDC）

3)监督控制（SCC）

4)分散型控制

5)现场总线控制系统

按控制规律分类

1)程序和顺序控制

2)比例积分微分控制（PID）

3)有限拍控制

4)复杂控制

5)智能控制

按控制方式分类

1)开环控制

2)闭环控制

9.计算机控制系统的结构和组成

控制算法

软件

网络

硬件

11.硬件平台

运算处理与存储部分：

CPU，存储器（RAM，ROM，EPROM，FLASH-ROM，EEPROM以及磁盘等），

时钟，中断，译码，总线

驱动等。

输入输出接口部分：

各种信号（模拟量，开关量，脉冲量等）的锁存、转换、滤波，调理和接线，以及串行通讯等。

人机对话部分：

包括显示（CRT，数码管，液晶等），键入（键盘，鼠标，触摸屏等），打印记录等。

12.硬件平台的设计、开发或应用选型应着重考虑的几个方面

可靠性

可维护性

成本

精度与外观

13.软件组成

测控软件

网络软件

管理软件

14.常用的编程工具

汇编语言

高级语言

组态语言

15.控制算法

控制算法是闭环控制的核心，是各种控制理论最后应用到工业现场的具体体现。不同的算法往往适应不同的控制对象，好的算法稳定性好，适用面宽，参数整定方便。

16.网络

大型控制系统必然是计算机网络组成的，而计算机网络的高速发展又为大型控制系统的构成提供了更好的支持。由于现场总线技术的发展，小型控制系统也逐步网络化，其优点是系统更可靠、更经济、维护跟方便。

17.计算机控制系统的性能指标

系统的稳定性

能控性和能观测性

动态指标

稳态指标

综合指标

18.计算机控制研究的课题

•数学描述和分析方法

•离散系统的性能分析

•计算机控制系统的结构设计

•计算机控制系统的算法设计

•控制系统的计算机辅助计算和设计

19.计算机控制的发展方向

最优控制

自适应、自学习和自组织系统

系统辨识

分级控制

集散型控制

现场总线型控制

20.计算机控制系统优点

易实现复杂控制规律

●计算机运算速度快、精度高、丰富的逻辑判断和存储能力，容易实现复杂的控制规

律，如各种智能控制等，可以极大地提高系统性能。

计算机控制系统的性价比高

●一台计算机可以实现复杂控制规律并可同时控制多个控制回路，因此，它的功能/

价格比值较高。

适应性强灵活性高

●控制算法是由软程序实现，通过修改或执行不同的软件可使系统具有不同性能，适

应性强，灵活性高。计算机是一种可编程的智能元件。

一套硬件设计用于不同产品生产过程和对象的控制。

系统测量灵敏度高

●数字式传感器，可以敏感微弱信号，提高测量灵敏度。

●软件可以对传感器特性进行修正与补偿，提高了精度。

控制与管理容易结合实现更高层次的自动化

●利用网络结构构成计算机控制与管理系统，实现生产过程与经营的管理控制一体化。系统可靠性和容错能力高

●计算机控制系统实现自动检测和故障诊断较方便，提高了系统的可靠性和容错及维

修能力。

21.计算机控制系统一些缺点与不足

---抗干扰能力较低；

---插入数字部件，信号复杂，设计实现有一定困难。

22.计算机控制系统的国外市场概况

可编程序控制器（PLC）

分布式控制系统（DCS）

工业PC机

PID调节器

现场总线控制系统（FCS）

23.注意以下几点：

●计算机控制系统中的控制器是用数字计算机和A/D及D/A转换器来实现的。

●计算机控制系统重要的特点.注意计算机控制系统是一个混合信号系统。

●计算机控制系统具有许多优点．是一种柔性和智能化的系统。广泛用于国防、国

民经济各个领域中不可替代的各种系统。

●计算机控制系统的理论分析和设计具有许多不同的特点。