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微型计算机控制技术.pdf

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1第一节 计算机控制系统的组成及特点第二节 计算机在控制中的典型应用方式第三节 典型计算机控制系统简介第四节 工业控制机第五节 计算机控制系统的研究课题和发展方向第一章 绪论 第一节 计算机控制系统的组成及特点计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术飞速发展的基础上产生的。第二次世界大战中逐步发展起来的经典控制理论在解决较简单的自动控制系统设计方面获得了很大的成功，在这个基础上发展起来的模拟式自动控制系统也已达到相当完善的程度。将模拟式自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的计算机控制系统，下图所示。因此，计算机控制系统，简单地说，就是采用计算机来实现的工业自动控制系统。一、计算机控制的一般概念计算机控制系统除用于过程控制外，在机电控制、航天技术和各种军事装备中也得到了广泛应用。二、计算机控制系统的组成典型的计算机控制系统结构，它可分为硬件和软件两大部分。硬件是指计算机本身及其外围设备，一般包括中央处理器、内存储存、磁盘驱动器、各种接口电路、以A/D转换和D/A转换为核心的模拟量I/O通道、数字量I/O通道以及各种显示、记录设备、运行操作台等。(1)由中央处理器、时钟电路、内存储存构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部件，主要进行数据采集、数据处理、逻辑判断、控制量计算、越限报警等，通过接口电路向系统发出各种控制指令，指挥权系统有条不紊地协调工作。(2)操作台是人-机对话的联系纽带，操作人员可通过操作台项计算机输入和修改控制参数，发出各种操作指令。(3)通过外围设备主要是为了扩大计算机的功能而配置的。他们用来显示、储存、打印、记录各种数据。常用的有打印机、记录仪、图形显示器、软盘、硬盘及外存储器等。(4)I/O接口与I/O通道是计算机主机与外部连接的桥梁，常用的I/O接口有并行接口、串行接口等。I/O通道有模拟量I/O通道和数字量I/O通道 。(5)传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量，如热电偶把温度变成电压信号，压力传感器把压力变成电信号等等。变送器的作用是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机接口使用的标准的电信号。软件是指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和。系统软件是指由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本省的资源、方便用户使用计算机的软件。常用的有操作系统、开发系统等，他们一般不需要用户自行设计编程，只需握使用方法或根据实际需要加以适当改造即可。应用软件是用户根据要解决的控制问题而编写的各种程序，比如各种数据采集、滤波程序、控制量计算程序、生产过程监控程序等。三、计算机控制系统的特点计算机控制系统相对于连续控制系统，其主要特点是：(1)在结构上。 计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。(2)连续系统中各处的信号均为连续模拟信号，而计算机控制系统中除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数学等多种信号形式。(3)由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。现在常用的设计方法有两种，即模拟调节规律离散化设计法和直接设计法。(4)对于连续控制系统，控制规律越复杂，所需要的硬件也往往越多、越复杂。(5)在连续控制系统中，一般是一个控制器控制一个回路，而计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算处理能力，一个控制经常可采用分时控制的方式而同时控制多个回路。通常，它利用依次巡回的方式实现多路分时控制。(6)采用计算机控制，如分级计算机控制、聚散控制系统、微机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程序进一步提高。 关 键 词： 控制 技术 微型计算机

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