计算机控制系统网络控制技术详解
控制网络技术
（3）数据传输。经过转换与编码后，将代表报文的 信号(数字信号或模拟信号)放到传输介质上，发往接 收设备。
（4）数据转换与译码。接收设备将接收到的信号经 转换与译码后，形成报文。
（5）数据解包。接收设备根据数据打包时的协议从 报文中去除附加信息，得到最终需要的数据。 2．数据通信方式 数据通信的基本传输方式有并行通信和串行通信两 种。 （1）并行通信
曼彻斯特码如图10-4(d)所示，它也是在数据位的 中间产生跳变，用该跳变的方向表示数值。“负” 到“正”的跳变代表“1”，“正”到“负”的跳变 代表“0”。该跳变还被用作信号同步，即编码数据 中自带时钟信息，保证了收发双方的绝对同步。以 太网中就使用了曼彻斯特码。 差动曼彻斯特码如图10-4(e)所示，它用数据位中 间的跳变携带同步信息，但由数据位起始处是否有 跳变来传递数值 。有跳变表示“0”，无跳变表示 “1”。令牌环网中就使用了差动曼彻斯特码。
并行通信是指所传送数据的各位同时发送或接收。 数据有多少位，就要多少根传输线，如图10-2(a)所示。
压力、位置、角度信号等。这就要求在实施控制 时，不仅要考虑信号的幅度，还要考虑到信号的极性。 为此，在对A/D转换后的数据和D/A转换前的数据进 行处理前，必须根据数据的极性先进行预处理，才能 保证得到正确的结果。
10.1 数据通信基础
计算机网络就是利用通信线路和通信设备，把分 布在不同地理位置上的具备独立功能的多台计算机、 终端及其附属设备连接起来的一种网络。配以相应 的网络软件，使网络用户能够共享网络中的硬件、 软件和数据等资源。
数据通信是计算机控制网络的基础。因此，首先 应了解数据通信的基本概念。 10.1.1 数据通信系统
数字信号传送时要求传输线的频带很宽，而在长距离 通信时，通常是用电话线进行传送的，其带宽往往不能 满足要求，这时会产生信号的畸变，而且数据通信速率 越高信号畸变越严重。
计算机控制技术
计算机控制技术计算机控制技术是一种集计算机、控制、传感器、执行器等技术于一体的先进技术，它充分利用现代计算机和控制理论，将数据处理和自动控制相结合，实现对各种过程的自动调节控制，广泛应用于工业、农业、商业、医疗以及机场、交通等领域。
一、计算机控制技术的发展历程计算机控制技术的发展历程可以追溯到1960年代，当时美国的空间计划需要研究开发一种新的计算机控制技术，在这个研究过程中，人们发现了数字控制机床，这是第一款用计算机实现自动控制的机床。
从此以后，计算机控制技术得以广泛应用。
1970年代，计算机技术的发展和进步推动了控制技术的飞速发展，出现了工业控制计算机和可编程控制器（PLC），用它可以完成对机器和工艺的自动控制。
随着计算机控制技术的不断发展，出现了更为高级的数字信号处理器，这种处理器可以对控制数据进行实时处理和计算，从而更为准确地实现对工艺的控制。
二、计算机控制技术的分类根据控制对象的不同，计算机控制技术可以分为以下几类：1、过程控制过程控制是一种用计算机实现对工艺过程的控制技术，它可以实现对工艺参数的实时监控，及时调整，从而保证产品质量。
例如，化工、冶金、纺织等行业都需要用到过程控制技术。
2、制造自动化控制制造自动化控制是一种用计算机控制技术实现对生产流程的自动化控制技术。
它可以通过编程控制机器人、自动化流水线等设备，从而提高生产效率，降低生产成本。
3、工程控制工程控制是一种用计算机控制技术实现对工程项目的控制技术，例如，用计算机控制技术实现对道路、桥梁、建筑物等工程项目的施工，从而提高工程建设的效率和质量。
三、计算机控制技术的应用计算机控制技术在各个领域都有着广泛的应用，例如：1、工业制造计算机控制技术在工业制造领域有着广泛的应用，例如，数字控制机床、机器人、自动化流水线等设备都是用计算机控制技术实现了自动化控制。
2、交通运输计算机控制技术在交通运输领域也有着广泛的应用，例如，用计算机控制技术实现地铁、公交车等公共交通工具的运营、交通信号灯的控制等。
《计算机控制及网络技术》-第5章 计算机控制系统间接设计法
1. 离散与连续等效设计的基本步骤
2.离散与连续等效设计方法 3.数字PID控制器设计 4.改进的数字PID控制算法 5.数字PID控制器的参数整定
1离散与连续等效设计的基本步骤
s
连续域－离散化设计是先在连续域（ 平面）上进 行控制系统的分析、设计，得到满足性能指标的连续控 制系统，然后再离散化，得到与连续系统指标相接近的 计算机控制系统。下面具体说明设计步骤：
D( s)
Y ( s)
这里的采样保持器是一个虚拟的数字模型，而不是实际 硬件。由于这种方法加入了零阶保持器，对变换所得的 离散滤波器会带来相移，当采样频率较低时，应进行补 偿。零阶保持器的加入，虽然保持了阶跃响应和稳态增 益不变的特性，但未从根本上改变Z变换的性质。
阶跃响应不变法
阶跃响应不变法的特点如下： 若 D( s )稳定，则相应的 D( z )也稳定； D( z ) 和 D( s ) 的阶跃响应序列相同；
零、极点匹配z变换
6、零、极点匹配z变换法 所谓零、极点匹配z变换法，就是按照一定的规则 把的 G ( s ) 零点映射到离散滤波器 D( z ) 的零点，把G ( s )的 极点映射到 D( z )的极点。极点的变换同z变换相同，零 点的变换添加了新的规则。 设连续传递函数
G ( s的分母和分子分别为n阶和m阶，称 )
sT
G ( s ) 所有的在 点。
s 处的零点变换成在
z 1 处的零
如需 D( z ) 要的脉冲响应具有一单位延迟，则 D( z ) 分子 的零点数应比分母的极点数少1。
要保证变换前后的增益不变，还需进行增益匹配。
零、极点匹配z变换
例5.2
计算机控制技术简介
计算机控制技术简介计算机控制技术是一种应用计算机和自动控制原理实现对各类设备、系统和过程进行控制和管理的技术。
它通过计算机的高效运算、智能决策和迅速响应能力，为工业、交通、农业、医疗等领域提供了强大的支持和推动力。
本文将从计算机控制技术的起源、应用领域、关键技术和发展趋势等方面进行探讨。
一、计算机控制技术的起源和发展计算机控制技术的起源可以追溯到20世纪50年代，当时计算机技术刚刚起步，人们想通过计算机实现对工业生产过程的自动控制。
最早的计算机控制系统主要利用数字计算机进行控制，并实现一些简单的自动化操作。
随着计算机硬件和软件技术的发展，计算机控制技术得到了快速的推广和应用。
二、计算机控制技术的应用领域计算机控制技术在各个领域都有广泛的应用。
在工业生产中，计算机控制技术可以实现对生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在交通运输领域，计算机控制技术可以实现智能交通管理、优化调度和车辆导航等功能。
在农业生产中，计算机控制技术可以实现精准农业管理、智能化灌溉和自动化收割等操作。
在医疗健康领域，计算机控制技术可以实现医疗设备的精确控制和医疗信息管理等。
三、计算机控制技术的关键技术1. 传感器技术：传感器是计算机控制技术的重要组成部分，可以将物理量、化学量等转化为计算机可读取的电信号。
传感器技术的发展使得计算机可以实时获取各种信息，并根据信息进行反馈和控制。
2. 数据采集与处理技术：数据采集与处理技术是计算机控制技术的核心。
通过各种设备和传感器采集到的数据，计算机可以进行高速、准确的数据处理和分析，从而实现对控制系统的精确控制。
3. 控制算法与模型技术：控制算法和模型技术是计算机控制技术的关键。
通过建立准确的数学模型和设计合理的控制算法，可以实现对各种复杂系统和过程的自动控制。
4. 人机交互技术：人机交互技术是计算机控制技术的重要组成部分，可以实现人与计算机之间的信息交流和指令传递。
通过人机交互技术，用户可以直观地了解和控制计算机控制系统，提高系统的可用性和易用性。
计算机网络化控制
通信网络
控制器
网络控制系统
控制网络作为一种特殊的网络，直接面向生产过程， 控制网络作为一种特殊的网络，直接面向生产过程，用于 工业生产现场的测量与控制信息传输， 工业生产现场的测量与控制信息传输，产生或引发物质或 能量的运动和转换， 能量的运动和转换，因此与一般的数据通信网络相比有起 特殊的要求。 特殊的要求。 （1）具有较好的响应实时性。控制网络不仅要求传输速度 具有较好的响应实时性。 而且在工业自动化控制中还要求响应快， 快，而且在工业自动化控制中还要求响应快，即响应实时 性要好，一般为10ms 10ms～ 性要好，一般为10ms～1s 级； 高可靠性。即能安装在工业控制现场，具有耐冲击、 （2）高可靠性。即能安装在工业控制现场，具有耐冲击、 耐振动、耐腐蚀、防尘、防水以及较好的电磁兼容性， 耐振动、耐腐蚀、防尘、防水以及较好的电磁兼容性，在 现场设备或网络局部链路出现故障的情况下， 现场设备或网络局部链路出现故障的情况下，能在很短的 时间内重新建立新的网络链路； 时间内重新建立新的网络链路； 简洁实用。以减小软硬件开销，从而减低设备成本， （3）简洁实用。以减小软硬件开销，从而减低设备成本， 同时也可以提高系统的健壮性； 同时也可以提高系统的健壮性； 具有好的开放性。控制网络尽量不采用专用网络。 （4）具有好的开放性。控制网络尽量不采用专用网络。
CSMA协议的冲突退避算法采用了二进制指数算法， CSMA协议的冲突退避算法采用了二进制指数算法，即根 协议的冲突退避算法采用了二进制指数算法 据冲突的历史估计网上信息量而决定本次应等待的时间。 据冲突的历史估计网上信息量而决定本次应等待的时间。 当发生冲突时， 当发生冲突时，控制器延迟一个随机长度的间隔时间后 重新发送数据， 重新发送数据，即：
计算机控制系统
计算机控制系统随着科技的飞速发展，计算机控制系统已经成为现代生产过程中不可或缺的一部分。
计算机控制系统结合了计算机技术和自动化控制理论，通过在工业生产中引入计算机实现对生产过程的实时监控和调整，以追求最佳性能和生产效率。
一、计算机控制系统的基本构成计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分包括计算机、输入输出设备、控制对象和传感器等。
软件部分则包括操作系统、控制算法程序和其他支持软件等。
通过硬件和软件的协同工作，计算机控制系统可实现对生产过程的精确控制。
二、计算机控制系统的主要优点1、自动化：计算机控制系统能根据预设程序自动监控和调整生产过程，减轻了人工操作负担，提高了生产效率。
2、精确性：计算机控制系统可以通过传感器实时获取生产数据，通过算法程序进行精确计算和控制，避免了人为误差。
3、优化性能：计算机控制系统可以通过优化算法不断优化生产过程，提高产品质量和性能。
4、远程监控：通过互联网技术，计算机控制系统可以实现远程监控，方便管理人员随时了解生产状况并进行调整。
三、计算机控制系统在各行业的应用1、制造业：在制造业中，计算机控制系统被广泛应用于生产线的控制、工艺过程的优化、设备故障的预测和维护等。
2、能源行业：在能源行业中，计算机控制系统负责对电力、石油、煤炭等能源的生产、传输和分配进行实时监控和控制。
3、交通运输业：在交通运输业中，计算机控制系统用于对交通信号灯、地铁列车、航空交通等的管理和控制。
4、农业：在农业领域，计算机控制系统已开始用于大棚种植、畜牧业和渔业等，通过精准控制提高农业生产效率。
四、未来发展趋势随着、物联网和大数据等技术的发展，计算机控制系统将迎来更多的发展机遇。
未来，计算机控制系统将更加智能化、自适应和协同化，能够更好地满足复杂多变的生产需求。
随着绿色环保理念的深入人心，计算机控制系统也将更加注重节能减排和环保，助力实现可持续发展目标。
计算机控制系统在自动化和效率方面具有显著优势，广泛应用于各行业领域。
计算机控制系统知识点
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。
计算机网络控制
南京理工大学泰州科技学院现代控制原理及应用系列专题调研报告学生姓名：潘勇学号：1102180134专业：自动化专题系列：网络控制调研题目：计算机网络控制2014年10月28日计算机网络控制摘要：本文简要介绍了计算机网络控制系统的原理，根据当前计算机控制技术的发展状况，分析了计算机控制技术的优势和面临的挑战，指出计算机控制系统发展趋势。
关键词：控制发展趋势0 引言计算机网络控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展的基础上产生的。
若将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。
它用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。
其中辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。
它与被控对象的联系和部件间的联系通常有两种方式：有线方式、无线方式。
控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。
1 计算机网络控制系统的工作原理计算机控制系统包括硬件组成和软件组成。
在计算机控制系统中，需有专门的数字-模拟转换设备和模拟-数字转换设备。
由于过程控制一般都是实时控制，有时对计算机速度的要求不高，但要求可靠性高、响应及时。
计算机控制系统的工作原理可归纳为以下三个过程：1.1 实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
1.2 实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
1.3 实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
这三个过程不断重复，使整个系统按照一定的品质指标进行工作，并对被控量和设备本身的异常现象及时作出处理。
2 计算机网络控制系统面临的挑战计算机控制系统虽然控制规律灵活多样，改动方便；控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制；能够实现数据统计和工况显示，控制效率高；控制与管理一体化，进一步提高自动化程度。
但是由于经典控制理论主要研究的对象是单变量常系数线性系统，它只适用于单输入单输出控制系统。
计算机网络管理技术课件
2
SNMP协议的对象、操作和消息格式
SN M P使用OID标识网络设备和变量，支持Get、S et、Trap 等操作，消息区别
SN M Pv3加强了安全性和密码协议，支持用户认证、访问控制等功能，与 SN M Pv2c相比更安全和功能更强大。
计算机网络管理技术ppt 课件
计算机网络管理技术是指对计算机网络进行维护、监控和控制的技术手段。 本课程将介绍网络管理的概念、体系结构以及关键技术。
什么是计算机网络管理技术
计算机网络管理技术是对计算机网络进行维护、监控和控制的技术手段。它 涉及网络设备的配置、性能监测、故障排除和安全管理等方面。
网络管理的重要性
结语
网络管理在今天的信息化建设中扮演着重要的角色。它对于确保网络安全、提高业务效率以及推动数字化转型 具有重要的支撑作用。未来，网络管理将继续发展，适应新的技术和挑战。
网络性能管理
网络性能管理是指通过监控和优化网络资源，提高网络传输速度和响应时间，确保网络的高效运行。
网络故障管理
网络故障管理是指对网络故障进行监测、诊断和修复的过程，旨在降低故障 对网络的影响，减少业务中断时间。
网络安全管理
网络安全管理是对网络进行安全防护的过程，包括身份验证、访问控制、漏洞修复、数据加密等措施，保护网 络免受恶意攻击。
网络管理对于保证计算机网络的稳定运行和提高业务效率至关重要。它可以 帮助管理员及时发现和解决网络问题，确保网络的可靠性和安全性。
网络管理的目标
1 效率
提高网络资源的利用率，优化网络性能，减少资源浪费。
2 稳定性
确保网络的稳定运行，减少网络故障和中断时间。
3 安全性
保护网络系统和数据的安全，防止网络攻击和威胁。
计算机控制技术3篇
计算机控制技术计算机控制技术（一）计算机控制技术是指将计算机技术应用到控制领域，通过运用计算机的运算、存储、控制等能力，从而实现对设备、机器人、生产线等进行控制的一种技术。
它主要包括计算机辅助控制（CAC）、计算机数值控制（CNC）、计算机集成制造（CIM）、计算机远程控制（CRC）、计算机故障诊断与维护（CAD、CAM及CAE）等方面。
一、计算机辅助控制（CAC）计算机辅助控制是指利用计算机对传统控制方法进行辅助改善的方法。
计算机辅助控制主要采用人机界面方式完成进行操作，从而实现对控制系统的监控、控制和管理。
通过计算机辅助控制能够有效地提高整个生产过程的效率和可靠性，并且方便用户操作，提高管理效率，降低设备运行成本等好处。
二、计算机数值控制（CNC）计算机数值控制是指利用计算机对数控机床、数控加工中心等进行控制的一种技术。
靠着计算机的控制，可以使得机床按照预定的工艺和程序进行自动化数控加工。
数控加工设备可以根据不同的要求来调整加工参数，完成各种各样的加工任务，从而实现更高效、更精准的加工效果。
三、计算机集成制造（CIM）计算机集成制造是建立在计算机控制基础上的集成制造系统。
CIM 是一种高度自动化、柔性化的制造方式，可以对生产过程进行快速、精确的控制，满足不同的加工需要。
CIM 系统主要由 CAD/CAM 系统、计算机控制系统、传感器和执行器组成。
通过 CIM 系统，可以将各种加工设备、工具、自动运输系统等进行集成，提高企业的生产水平和竞争力。
四、计算机远程控制（CRC）计算机远程控制是指通过远程计算机网络对另一台机器进行监控、控制和管理的一种技术。
远程计算机网络可以实现对多个设备进行远程控制，极大地提高了企业的管理效率。
远程控制技术可以应用于电力、金融、交通等多个行业，使得不同地点的设备或系统都可以互相控制和监视，从而提高生产效率。
五、计算机故障诊断与维护（CAD、CAM及CAE）计算机故障诊断与维护是指利用计算机技术对设备、机器人、自动化生产线等进行故障诊断和维护的一种技术。
计算机控制系统：第1章 计算机控制系统概述
采样——将模拟信号抽样成离散模拟信号的过程。
量化——采用一组数码来逼近离散模拟信号的幅值，将其转
2021/1/10 换成数字信号。
7
1．3 计算机控制系统的典型形式
1. 数据采集和监视系统
模拟量输入（AI）通道
计 算
数字量输入（DI）通道
生 产
机
过
CRT
程
打印机
操作
调节器
人员
图4 数据采集和监视系统
图9 过渡过程的4种情况
13
2 . 计算机控制系统的能控性和能观测性
能控性和能观性从状态的控制能力和状态的测 辨能力两个方面揭示了控制系统的两个基本问题。
能控性
系统控制的主要目的是驱动系统从某一状态到达指 定的状态。如果系统不能控，就不可能通过选择控制作 用，使系统状态从初始状态到达指定状态。
能观性
4. 分散型控制系统
管理 综合信息管理级 计算机
集中操作监控级
工程师 操作台
操作员 操作台
网间 联接器
监控 计算机
至其它局域网
局部网络 （LAN） 网间 联接器 通信联络
现场
分散过程控制级 控制站
PLC
智能 调节器
其它测 控装置
图7 DCS结构示意图
采用分散控制、集中操作、分级管理和综合协调的设计
1
本章主要内容：
本章主要介绍计算机控制系统的基本概 念、结构组成、特点、分类以及计算机控制 系统的发展概况和趋势。
2021/1/10
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1．1 计算机控制系统的基本概念
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。
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。
计算机控制技术01 计算机控制系统概述
9）通信或网络功能。利用计算机的数据通 信功能，可以大大增强测控系统的外部接口功 能和数据传输功能。采用网络功能的测控系统 则将拓展一系列新颖的功能。
10）自我诊断功能。采用计算机技术后， 可对控制系统进行监测，一旦发现故障则立即 进行报警，并可显示故障部位或可能的故障原 因，对排除故障的方法进行提示。
计算机控制系统是以微机为核心，单纯 以程序“控制”为目的的系统。
计算机
输出信号 调理器
执行机构
控 制 非电量 对 象
计算机测控系统
以微机为核心，以“监测”和“控制”为
目的、测控一体化的系统。
这种系统对被控对象的控制是依据对被控对象的
测量结果决定的。一般称为“计算机控制系统”
测 控 非电量 对 象
传感器
执行机构
输入信号 调理器
输出信号 调理器
计算机 显示器
计算机集中监控室
测控系统微机化的重要意义
传统的测控系统主要由“测控电 路”组成，所具备的功能较少，也比 较弱。随着计算机技术的迅速发展， 使得传统的测控系统发生了根本性变 革，即采用微型计算机作为测控系统 的主体和核心，替代传统测控系统的 常规电子线路，从而成为新一代的微 机化测控系统。
被测控参数 执行机构
显示器
传统手动控制
被
测
参
传感器
数
调理电路 模块
显示仪表
现代检测系统
被
测
控 参
传感器
数
调理电路 块
执行机构
显示仪表
现代手动控制系统
被
测
控
参
传感器
数
调理电路 模块
执行机构
控制电路 模块
电气自动控制系统
计算机控制技术
计算机控制技术引言计算机控制技术是指利用计算机技术来控制和管理各种设备和系统的一种技术手段。
随着计算机技术的不断发展和应用，计算机控制技术在各个领域中得到了广泛应用，包括工业自动化、交通运输、航空航天、医疗设备等。
工业自动化中的计算机控制技术在工业自动化领域中，计算机控制技术发挥着重要的作用。
在传统的生产线上，人工操作是主要的控制手段，但是人工操作存在劳动强度大、精度低等问题。
而引入计算机控制技术之后，可以实现对整个生产过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在工业自动化中，计算机控制技术主要包括传感器技术、PLC（可编程逻辑控制器）技术、数据采集与处理技术等。
传感器技术可以实时感知到各种参数的变化，并将其转换为电信号进行传输。
PLC技术可以根据预设的程序逻辑进行自动控制，实现对设备和系统的精确控制。
数据采集与处理技术可以将传感器采集到的数据进行分析和处理，为决策提供依据。
交通运输中的计算机控制技术在交通运输领域中，计算机控制技术的应用也非常广泛。
特别是在城市交通管理、智能交通系统等方面，计算机控制技术发挥了重要的作用。
计算机控制技术在交通信号灯控制、智能交通监控、交通信息系统等方面有着广泛应用。
通过引入计算机控制技术，可以实现对交通信号灯的智能控制，根据交通流量调整信号灯的时间间隔，从而减少交通拥堵，提高交通效率。
此外，计算机控制技术还可以应用于智能交通监控中。
利用计算机视觉和图像识别技术，可以对交通违法行为进行实时监控和记录，提高交通安全管理水平。
航空航天中的计算机控制技术在航空航天领域中，计算机控制技术是必不可少的。
无论是航空航天器的设计、制造，还是航空航天任务的执行，都离不开计算机控制技术的支持。
在航空航天器的设计中，计算机控制技术可以实现对飞行动力学模型的仿真和优化，提高飞行器的性能和稳定性。
在航天器的制造过程中，计算机控制技术可以实现自动化生产线的控制，提高制造效率和产品质量。
在航空任务执行过程中，计算机控制技术可以实现对导航、飞行控制、通信等功能的集成管理，提高任务执行的精确性和安全性。
计算机控制系统第1章课件
1.1.2 计算机控制系统的组成
1．计算机控制系统硬件
2．计算机控制系统软件
(1) 系统软件 (2) 应用软件
1.1.3 计算机控制系统的典型结构
1．操作指导控制系统
2．直接数字控制系统
3．计算机监督控制系统
4. 集散控制系统
5. 现场总线控制系统
6. 工业过程计算机集成制造系统
1.2 计算机控制系统性能 及其指标
1.2.1 计算机控制系统性能指标
计算机控制系统的性能分析和要求与连续 控征， 衡量系统优劣的指标通常用稳定裕量、动态指 标、稳态指标和综合指标等。
1.2.2 控制对象对控制性能的影响
1.3 计算机控制系统的发展 概况与趋势
1.3.1 计算机控制系统的发展概况
1.3.2 计算机控制系统的发展趋势
1.先进计算机控制系统得到大力推广与普及 2.智能控制系统得到深入研究与开发 3.大力加强企业综合自动化系统的研究、开
发与应用
第1章完
如今计算机控制系统已经广泛地用于工 业、国防和民用的各个领域。
1.1 计算机控制系统概述
1.1.1 计算机控制系统一般概念
过程通道的主要任务是将生产过程中的各 种参量和状态通过检测器件转换成计算机所能 接收的信息送入计算机，计算机按确定算法计 算后，又将计算结果以数字量或转换成模拟量 的形式输出给执行机构，从而对被控对象进行 自动控制。
计算机控制系统是当前自动控制系统的 主流方向。
计算机控制系统是利用计算机的硬件和 软件代替了自动控制系统的控制器，以自动 控制技术、计算机技术、检测技术、计算机 通信与网络技术为基础，利用计算机快速强 大的数值计算、逻辑判断等信息加工能力， 使得计算机控制系统可以实现常规控制以外 更复杂、更全面的控制方案。
网络控制相关知识点总结
网络控制相关知识点总结一、网络控制的基本概念网络控制是指通过网络技术对网络流量、设备、数据传输等进行管理和控制的过程。
在现代互联网中，随着网络规模的不断扩大和复杂度的增加，网络控制变得愈加重要。
它可以帮助网络管理员对网络进行动态调整，提高网络性能和安全性，确保网络的稳定运行。
二、网络控制的分类网络控制可以按照控制对象的不同进行分类，主要分为数据流量控制、设备控制和安全控制。
1. 数据流量控制数据流量控制是指基于网络流量的控制，通过调整带宽、路由和负载均衡等手段，对数据传输进行控制和管理。
在网络流量高峰期，可以通过数据流量控制来限制特定应用程序或用户的带宽使用，从而保障网络的正常运行。
2. 设备控制设备控制是指对网络设备（如路由器、交换机、防火墙）进行管理和控制。
包括配置设备、监控设备状态、远程维护等操作，在整个网络中起到关键作用。
设备控制可以帮助网络管理员及时发现设备故障、进行设备维护，保障网络设备的稳定运行。
3. 安全控制安全控制是指通过对网络数据传输和访问进行管理，保障网络安全。
包括对网络中的黑客攻击、恶意软件、病毒等进行防护和防范，确保网络环境的安全和稳定。
三、网络控制的方法和技术网络控制的方法和技术主要包括流量控制技术、设备管理技术和安全防护技术。
1. 流量控制技术流量控制技术主要包括带宽控制、流量限速、QoS（Quality of Service）和负载均衡等技术。
- 带宽控制是通过配置网络设备或使用专门的带宽管理设备，对网络中的带宽进行限制和调整，以保障网络的通信和传输效率。
- 流量限速是指对特定应用或用户的流量进行限制，可通过路由器、交换机等网络设备进行配置，以保障网络带宽的合理分配和利用。
- QoS（Quality of Service）是一种通过设置不同的服务质量级别，对网络中的流量进行分类和调度，以确保网络的传输效率和用户体验。
- 负载均衡是一种通过将网络流量分散到多个设备或链路上，以达到网络资源的合理分配和利用，保障网络的稳定和高效运行。
计算机控制技术第9章讲述研究
接口，随着以太网的发展，将Modbus数据报文封装在TCP数 据帧中，通过以太网实现数据通信，这就是Modbus/TCP。
⒉Ethernet/IP
Ethernet/IP是由美国Rockwell公司提出的以太网应用协议，其 原理与Modbus/TCP相似，只是将ControlNET和DeviceNET使 用的CIP（Control Information Protocol）报文封装在TCP数据
进行数据通信；接收显示操作站下传加载的参数和作业命令，
向显示器操作站报告现场工作情况。 分散过程控制级常用的测控装臵有三种：
现场控制站、可编程序控制器（PLC）、智能调节器。
9.4.3 DCS的集中操作监控级
DCS的集中操作监控级主要是显示操作站。 功能一：显示、操作、记录、报警； 功能二：进行控制系统的生成、组态。
工业以太网技术是普通以太网技术在控制网络延伸的产物。 前者源于后者又不同于后者。以太网技术经过多年发展，特 别是它在 internet中的广泛应用，使得它的技术更为成熟，并 得到了广大开发商与用户的认同。因此无论从技术上还是产 品价格上，以太网较之其他类型网络技术都具有明显的优势。 为了促进以太网在工业领域的应用，国际上成立了工业以太 网协会（IEA），工业自动化开放网络联盟（IAONA）等组织， 目标是在世界范围内推进工业以太网技术的发展、教育和标 准化管理，在工业应用领域的各个层次运用以太网。 美国电气电子工程师协会（IEEE）也正着手制定现场装臵与 以太网通信的标准。 这些组织还致力于促进以太网进入工业自动化的现场级，推 动以太网技术在工业自动化领域和嵌入式系统的应用。
计算机控制系统的组成及其工作原理
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。
《计算机控制及网络技术》-第4章 计算机控制系统分析
d 2 z exp 1 2 s
d z 2 s
s域到z域的映射
由于左半平面的σ为负值，所以左半s平面对 应于 ｜z｜=eTσ<1 s平面的虚轴表示实部σ=0和虚部ω从-∞变到+∞， 映射到z平面上，表示｜z｜=eTσ=e0=1，即单位圆 上，和θ=Tω也从-∞变到+∞，即z在单位圆上逆时 针旋转无限多圈。简单地说，就是s平面的虚轴 在z平面的映射为一单位圆, 如图4.2所示。
第四章 计算机控制系统分析
计算机控制系统要想正常工作，首先要满足稳定性 条件，其次还要满足动态性能指标和稳态性能指标，这 样才能在实际生产中应用。对计算机控制系统的稳定性、 动态特性和稳态性能进行分析是研究计算机控制系统必 不可少的过程。
4.1 计算机控制系统的稳定性分析
4.2 计算机控制系统的动态过程 4.3 计算机控制系统的稳态误差 4.4 离散系统根轨迹
修尔—科恩稳定判据
该判据提供了一种用解析法判断离散系统稳定性的 途径。设离散控制系统的特征方程为
1 G( z ) 0
其中G(z)一般为两个多项式之比，用W(z)表示特征方程 的分子，即
W ( z ) a n z n a n1 z n1 a1 z a0 0
把系数写成如下所示的行列式形式
s域到z域的映射
将s平面映射到z平面，并找出离散系统稳定时其闭 环脉冲传递函数零、极点在z平面的分布规律，从而获得 离散系统的稳定判据。令
s j
则有
S平面内频率相差采样频率 整数倍的零点、极点都映 射到Z平面同一位置
z e e
Ts
T ( j )
e e e e
T
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(2) 中小型集散控制系统有较大发展。现场总线技术的发展和PLC的发展 更促进了各集散控制系统制造商推出中小型集散控制系统。
(3) 电控、仪表与计算机（Electrical Instrumentation Computer，EIC）“机电一体化”将导致各公司的兼并，EIC集成 已是大势所趋。
(4) 软件与人机界面更加丰富。集散系统已经采用实时多用户、多任务操 作系统。配备先进控制软件的新型集散系统将可以实现适应控制、解耦 控制、优化控制和智能控制。
(5) 系统集成化。集散控制系统作为CIMS（计算机集成化制造系统）的 基础，是其系统集成的主要组成部分，成为提高企业综合效益的重要途 径。
1. 集散控制系统 功能分层体系
图9-2 集散控制系统体系结构的各层功能
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2. 集散控制系统基本结构
(1) 第一代集散控制系统
• 以1975年由美国霍尼威尔 （Honeywell）公司首先 推出的集散系统TDC2000为第一代集散系统的 标志。
• 这一代集散系统主要解决当 时过程工业控制应用中采用 模拟电动仪表难以解决的有 关控制问题。
– 集散型计算机控制系统又称为分散型综合控制系统
（Total Distributed Control Systems，简称 集散系统DCS）
• 以微处理器为基础，是应用于过程控制的工程化的分布式计算 机控制系统。
• 实际需要——管理要集中，控制要分散
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DCS发展新趋势：
(3) 友好性
• 采用实用而简洁的人机会话系统，丰富的画面显示。
(4) 适应性、灵活性和可扩充性
• 采用开放式、标准化和模块化设计，具有灵活的配置，可 以适应不同用户的需要。可以根据生产要求，改变系统的
大小配置。
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3. 集散控制系统特点（续）
(5) 实时性
• 采用网络通信技术，实现集中监视、操作和管理。使得管 理与现场分离，管理更能综合化和系统化。
(6) 以因特网（Internet）、内联网、局域网、控制网或现场总线为通 信网络框架结构的一种更开放、更分散、集成度更高的分布式计算机控 制网络正在迅速发展，相应的控制理论和控制方法也将得到新的发展。
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9.1.2 功能分层体系及基本结构
集散控制系统的本质是：采用分散控制和集中管理的设计思 想、分而自治和综合协调的设计原则、采用层次化体系结构。
• 除了局部网络的根本进步之外， 第三代集散控制系统的其它单元 无论是硬件还是软件，都有很大 的变化，但系统的基本组成变化 不大，其主要特征为开放系统。
图9-5 第三代集散系结构简图
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2. 集散控制系统基本结构
(4) 第四代集散控制系统
• 20世纪90年代末期至21世纪开始，由于电子信息产 业的开放潮流和现场总线技术的成熟与应用，DCS厂 家进一步提升了系统功能范围，将系统开发的方式由 原来完全自主开发变为集成开发，推出了第四代DCS。
• 通过人机接口和I/O接口，可对过程对象进行实时采集、 分析、记录、监视、操作控制，并包括对系统结构和组态 回路的在线修改、局部故障的在线维护等，提高了系统的 可用性。
• 共性：
– 全面支持企业信息化、系统构成集成化、混合控制功能兼容， 营建进一步分散化、智能化和低成本化，系统平台开放化、应 用系统专业化。
• 主要特征为：
– 信息化和集成化；混合控制系统；融合采用现场总线技术的进 一步分散化；I/O处理单元小型化、智能化、低成本；系统平 台开放型与应用的专业化。
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图9-3 第一代集散系统结构简图
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2. 集散控制系统基本结构
(2) 第二代集散控制系统
• 20世纪80年代，由于微机 技术的成熟和局部网络技术 的进入，使得集散系统得到 飞速发展。第二代集散系统 以局部网络为主干来统领全 系统工作，系统中各单元都 可以看作是网络节点的工作 站，局部网络节点又可以挂 接桥和网间连接器，并与同 网络和异型网络相连。
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图9-6 和利时第四代集散控制系统体系结构
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3. 集散控制系统特点
(1) 分散性和集中性
• 系统控制分散、功能分散，负荷分散，从而危险分散。 • 集中性体现：监视集中、操作集中、管理集中。
(2) 自治性和协调性
– 各工作站独立自主地完成分配给自己任务，并通过通信网 络传送各种信息，协调工作，以完成控制系统的总体功能 和优化处理。
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9.1 集散型控制系统
9.1.1 概述 9.1.2 功能分层体系及基本结构 9.1.3 集散控制系统的组态性
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9.1.1 概述
• 相关概念
– 集中控制
• 采用单一的计算机来实现对工业大系统的控制。
– 分布式控制
• 将一个工业大系统划分为若干个子系统，分别由若干台控制器 去控制。分布式控制承认各个子系统间的联系，经过通信子网 将各个局部控制器联系起来，为了实现大系统意义上的总体目 标最优，还设置上级协调器，实现全系统的协调控制。
计算机控制系统
北京航空航天大学 清华大学出版社 2006年11月
《计算机控制系统》
• 依<全国高等学校自动化专业系列教 材编审委员会>审定的教材大纲编写。
• 主编人：高金源 夏洁 • 出版发行：清华大学出版社
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9.1 集散型控制系统 9.2 现场总线控制系统 9.3 以太控制网络系统 9.4 控制网络与管理网络集成技术 9.5 网络控制系统及其时间同步 9.6 闭环网络控制系统分析 9.7 闭环网络控制系统的控制器设计方法
• 特点是系统功能扩大及增强。
图9-4 第二代集散系统结构简图
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2. 集散控制系统基本结构
(3) 第三代集散控制系统
• 其结构的主要变化是局部网络采 用了MAP或者是与MAP兼容、 或者局部网络本身就是实时MAP LAN。
• MAP是由美国GM（通用汽车公 司）负责制定的，它是一种工厂 系统公共的通信标准，已逐步成 为一种事实上的工业标准。