第1章 绪论

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2019/09/02 发布于 教育 分类

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1. “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 国家精品课程教材 计算机控制系统(第2版) 第一章 绪论
2. 第一章 绪论 学习目标: l掌握计算机控制系统的基本概念 l熟悉计算机控制系统的常见类型 l掌握计算机控制系统的基本组成 l了解计算机控制系统的发展趋势 2019-9-2 2
3. 第一节 计算机控制系统概述 一、计算机控制系统的一般概念 连续控制系统典型结构图 如果将连续控制系统的控制器用计算机来实现,就构成了计算 机控制系统。 2019-9-2 计算机控制系统基本框图 3
4. 计算机控制系统的控制过程可以归纳为以下三个步骤: (1)实时数据采集:对被控量进行采样测量,形成反馈信 号。 (2)实时控制计算:根据反馈信号和给定信号,按一定的 控制规律,计算出控制量。 (3)实时控制输出:向执行机构发出控制信号,实现控制 作用。 所谓“实时”的,即信号的输入、计算和输出都是在一 定时间范围内即时完成的,超出这个时间就会失去控制时机, 控制也就失去了意义。 2019-9-2 4
5. 二、计算机控制系统的特点 计算机控制系统与连续控制系统相比,具有如下特点: (1)控制规律的实现灵活、方便。 (2)控制精度高。 (3)控制效率高。 (4)可集中操作显示。 (5)可实现分级控制与整体优化,可通过计算机网络系统与 上下位计算机相通信,进行分级控制,实现生产过程控制与生 产管理的一体化与整体优化,提高企业的自动化水平。 (6)存在着采样延迟。 2019-9-2 5
6. 第二节 计算机控制系统的分类 一、操作指导控制系统 这种系统的优点是结构简单,并且安全可靠。缺点是靠人 工操作进行生产过程控制,操作速度难以提高。 2019-9-2 6
7. 二、直接数字控制系统(DDC) DDC系统是一种单机控制系统,具有规模小,结构简单, 实用性强,价格低等优点,适合于比较简单的被控对象或 分布式控制系统的最小基本控制单元。缺点是可靠性差。 2019-9-2 7
8. 三、监督计算机控制系统(SCC) SCC系统采用两级控制方式:(a)下一级为模拟调节器; (b)当下一级采用DDC系统。当SCC计算机出现故障时,可 由DDC或模拟调节器独立完成操作。这显然提高了整个系统 的可靠性。 2019-9-2 8
9. 四、分布式控制系统(DCS) 图1.9 分布式控制系统结构图 在分布式控制系统中,按地区把微处理机安装在测 量装置与控制执行机构附近,将控制功能尽可能分散,管理 功能相对集中。这种分散化的控制方式能改善控制的可靠性。 2019-9-2 9
10. 五、现场总线控制系统(FCS) 从控制的角度看,FCS具有两个显著特点:(1)信号传输实 现了全数字化。(2)实现了控制的彻底分散。 2019-9-2 10
11. 第三节 计算机控制系统的组成 一、计算机控制系统的硬件组成 2019-9-2 11
12. 二、计算机测控系统的软件组成       操作系统  语言加工系统 系统软件    诊断系统 编辑程序 编译程序 连接、装配程序 调试程序 子程序库   控制程序 软件  数据采集及处理程序     应用软件 巡回检测程序 2019-9-2  数据管理程序             数据可靠性检查程序 A/D转换及采样程序 数字滤波程序 线性化处理程序 数据采集程序 越限报警程序 事故预告程序 画面显示程序 12
13. 第四节 计算机控制系统的发展 一、计算机控制系统的发展过程 第一个阶段是1965年以前的试验阶段。 第二个阶段是1965年至1972年的实用阶段。在试验阶段用 于控制的计算机基本上还是采用模拟常规调节仪表的调节规律, 只在控制形式上由连续变为离散,因而调节效果得不到明显改 善。 第三阶段是从1972年开始到现在的发展阶段。1972年出现 了微型计算机,由于它优越的性能价格比,使得计算机的应用 真正地进入了普及和深入的阶段。 2019-9-2 13
14. 二、计算机控制系统的发展趋势 1.应用成熟的先进技术 (1)可编程控制器的应用。 (2)智能化调节器的应用。 (3)分布式控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS) 的应用。 2.智能控制系统 (1)分级递阶智能控制技术。 (2)模糊控制技术。 (3)专家控制技术。 (4)机器学习技术。 2019-9-2 14
15. 3. 嵌入式的应用将更加深入 (1)嵌入式控制系统。 (2)智能化仪器。 (3)微机集散控制系统。 (4)网络控制系统。 2019-9-2 15
16. 第五节 本课程的特点及学习方法 一、课程特点: 集中描述了自动化学科的知识体系 具有综合性、应用性和实践性 二、学习方法: 注意实践练习:课上实验+综合实验 注意联系综合:四年主要专业课程的综合 2019-9-2 16
17. 本章内容结束 2019-9-2 17