计算机控制系统PPT.

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(2) 计算机控制系统设计 (第56章)

(3) 计算机控制系统工程实现技术(第710章)
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1.1 计算机控制系统概述
1.1.1 计算机控制系统组成 1.1.2 计算机控制系统特点 1.1.3 计算机控制系统优点
1.2 计算机控制系统的发展与应用
1.2.1 计算机控制系统发展概述 1.2.2 计算机控制系统应用与分类

A/D变换器; D/A变换器; 数字计算机(包括硬件及相应软件,实现信号的变换 处理以及工作状态的逻辑管理,按给定的算法产生相 应的控制指令)。
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计算机控制系统的控制过程

实时数据采集

对被控量及指令信号的瞬时值进行检测和输入;

பைடு நூலகம்
实时决策

按给定的算法,依采集的信息进行控制行为的 决策,生成控制指令;
根据决策实时地向被控对象发出控制信号。

实时控制

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图1-3 计算机控制系统的典型原理 结构图
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1.1.2 计算机控制系统特点
1. 系统结构特点:

是由模拟与数字部件组成的混合系统。 有多种(连续模拟、离散模拟、离散数字等)信号形 式,是一种混合信号系统。 可同时控制多个被控对象或被控量,即可为多个控制 回路服务。同一台计算机可以采用串行或分时并行方 式实现控制,每个控制回路的控制方式由软件来形成。
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1.2 计算机控制系统的发展与应用

1.2.1 计算机控制系统发展概述
1. 开创时期(1955~1962年)

主要任务是寻求最佳运行条件,从事操作指导和设定值的计 算工作,控制计算机仅按监督方式运行,并要求集中承担多 种任务。 DDC系统关注的是控制功能。 出现了各种类型适合工业控制的小型计算机。 微机的出现和发展,使计算机控制系统得到更为普及的应用。 网络技术、微机的发展和普及,促进发展了许多新型计算机 的控制方式。
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1.3.1 计算机控制系统的理论问题
图1-13采样系统的时变特性
(1) 若被控对象是时不变线性系统,通常所形成的连续控制 系统也是时不变系统。但当将其改造成计算机控制系统后, 它的时间响应与外作用的作用时刻和采样时刻是否同步有 关。
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1.3.1 计算机控制系统的理论问题
频率为4.9 Hz的输入信号
1.3 计算机控制系统的理论与设计问题
1.3.1 计算机控制系统的理论问题 1.3.2 计算机控制系统的设计与实现
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图1-1典型模拟式火炮位置控制系统 的原理结构图
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图1-2典型火炮位置计算机控制系统 的原理结构图
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1.1.1 计算机控制系统组成
(1) 被控对象:本例为火炮炮身; (2) 执行机构:本例为直流电机; (3) 测量装置:本例为测量电位计及测速电机; (4) 指令给定装置:本例为火炮高低角及方位角的指 令生成装置; (5) 计算机系统:包括下述主要部件:
1.1 计算机控制系统概述
1.1.1 计算机控制系统组成 1.1.2 计算机控制系统特点 1.1.3 计算机控制系统优点
1.2 计算机控制系统的发展与应用
1.2.1 计算机控制系统发展概述 1.2.2 计算机控制系统应用与分类
1.3 计算机控制系统的理论与设计问题
1.3.1 计算机控制系统的理论问题 1.3.2 计算机控制系统的设计与实现
2. 信号形式特点

3. 系统工作方式特点

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1.1.3 计算机控制系统优点
1. 运算速度快、精度高、具有极丰富的逻辑判断功 能和大容量的存储能力,容易实现复杂的控制规 律,极大地提高系统性能。 2. 功能/价格的比值高。 3. 控制算法由软件程序实现,因此适应性强,灵活 性高。 4. 可使用各种数字部件,从而提高系统测量灵敏度 并可利用数字通信来传输信息。 5. 使控制与管理更易结合,并实现层次更高的自动 化。 6. 实现自动检测和故障诊断较为方便,故提高了系 统的可靠性和容错及维修能力。
图1-10 直接数字控制系统
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分类:
2. 计算机监督控制SCC(Supervise Control by Computer) 系统
图1-11 计算机监督控制系统
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分类:
3. 分散型计算机控制系统DCS(Distributed Control System)
图1-12 分散型计算机控制系统
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计算机控制系统
信电学院 自动化系 2012.9 公共邮箱: cumtsiee_ppt@ 密 码:cumtsiee123
主要内容
除第1章绪论外,内容可分三大部分:
(1) 计算机控制的理论基础 (第24章)

在前修课的基础上,简炼、系统、深入地介绍一些基础性的 内容。 遵循经典与现代设计方法并重的原则,重点讨论连续-离散化 设计、离散域根轨迹、W域设计 、解析设计和状态空间设计 等相关内容。 第7章介绍一些基本的工程实现技术。 第8、9章分别讨论了嵌入式系统、可编程控制器、集散系统、 现场总线和网络控制等先进控制技术。 第10章介绍3个计算机控制系统实例。
缺点与不足:抗干扰能力较低。
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1.1 计算机控制系统概述
1.1.1 计算机控制系统组成 1.1.2 计算机控制系统特点 1.1.3 计算机控制系统优点
1.2 计算机控制系统的发展与应用
1.2.1 计算机控制系统发展概述 1.2.2 计算机控制系统应用与分类
1.3 计算机控制系统的理论与设计问题
1.3.1 计算机控制系统的理论问题 1.3.2 计算机控制系统的设计与实现
采样间隔时间为0.1 s时,则 会发生振荡周期为10s的差拍 现象。
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应用2:以计算机为核心的复杂飞行控制与飞行管理系统
现代民用飞机座舱数字控制电子设备
飞机飞行高度计算机控制系统
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应用3:现代工厂自动化中,广泛使用计算机实现 分散控制和集中监视系统
图1-9 分散控制集中管理的组成图
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分类:
1. 直接数字控制DDC(Direct Digital Control) 系统
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2. 直接数字控制(DDC)时期(1962~1967年)

3. 小型计算机时期(1967~1972年)

4. 微型计算机时期(1972年~至今)

5. 集散型控制

1.2.2计算机控制系统应用与分类
应用1: 各种用途的机器人系统
图1-4 焊接机器人系统 (核心为计算机控制系统 )
图1-5具有视觉器件的机器人示意图
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