第一篇：《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》考試大綱

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》考試大綱

（一）掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成，掌握典型線(xiàn)性環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)和作用，能夠利用運(yùn)算放大器模擬典型環(huán)節(jié)和構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)。

（二）了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、基本原理，能夠根據(jù)一個(gè)特定的控制對(duì)象和要求，選用基本的器件組建一個(gè)系統(tǒng)，并了解各元器件在系統(tǒng)中的作用和功能；能說(shuō)明系統(tǒng)控制原理、被控對(duì)象、被控變量、操縱變量以及控制過(guò)程。

（三）熟悉輸入輸出通道的組成、功能及其控制方式；掌握多路開(kāi)關(guān)及其采樣保持器的原理及使用方法。

（四）熟練掌握數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸出輸入通道的接口形式、變換原理及其與CPU的接口。

（五）熟練掌握D/A轉(zhuǎn)換與A/D轉(zhuǎn)換的基本原理、接口形式及其與CPU的接口。

（六）重點(diǎn)掌握8位并行D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)和高于8位的并行D/A轉(zhuǎn)換器接口工作原理。

（七）重點(diǎn)掌握8位并行A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)和高于8位的并行A/D轉(zhuǎn)換器接口工作原理。

（八）了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法。

參考書(shū)：

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用》王平、謝昊飛、蔣建春等編著機(jī)械工業(yè)出版社，2010年2月；

第二篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程綜述

09熱工一班姚躍輝200910610118

計(jì)算機(jī)控制是自動(dòng)控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門(mén)新興學(xué)科，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。自動(dòng)控制技術(shù)在許多工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，但是由于生產(chǎn)工藝日益復(fù)雜，控制品質(zhì)的要求越來(lái)越高，簡(jiǎn)單的控制理論有時(shí)無(wú)法解決復(fù)雜的控制問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用促進(jìn)了控制理論發(fā)展，先進(jìn)的控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合推動(dòng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不斷前進(jìn)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、微電子技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)智能儀表、軟件技術(shù)以及自控理論的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)水平大大提高，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用突飛猛進(jìn)。利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，人們可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成常規(guī)控制技術(shù)無(wú)法完成的任務(wù)，微型計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航空航天以及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域?？梢哉f(shuō)，21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)獲得重大發(fā)展的時(shí)代，大到載人航天飛船的研制成功，小到日用的家用電器，甚至計(jì)算機(jī)控制的家庭主婦機(jī)器人，到處可見(jiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，作為現(xiàn)代從事工業(yè)控制和智能儀表研究、開(kāi)發(fā)及使用的技術(shù)人員，必須不斷學(xué)習(xí)，加快知識(shí)更新的速度，才能適應(yīng)社會(huì)的需要，才能在工業(yè)控制領(lǐng)域里繼續(xù)邀游。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。這里的計(jì)算機(jī)通常指數(shù)字計(jì)算機(jī)，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對(duì)象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線(xiàn)方式，如通過(guò)電纜的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行聯(lián)系；也可以是無(wú)線(xiàn)方式，如用紅外線(xiàn)、微波、無(wú)線(xiàn)電波、光波等進(jìn)行聯(lián)系。被控對(duì)象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程、機(jī)械裝置、交通工具、機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、家庭生活設(shè)施、家用電器和兒童玩具等?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙?duì)象的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)到某種要求，也可以是達(dá)到某種最優(yōu)化目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)（通常稱(chēng)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于工業(yè)控制機(jī)的輸入和輸出時(shí)數(shù)字信號(hào)，而現(xiàn)場(chǎng)采集到得信號(hào)或送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)大多是模擬信號(hào)，因此與常規(guī)的按偏差控制的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要有莫屬轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器這兩個(gè)環(huán)節(jié)。

計(jì)算機(jī)把通過(guò)測(cè)量元件、變送單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送來(lái)的數(shù)字信號(hào)，直接反饋到輸入端與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)要求按偏差進(jìn)行運(yùn)算，所得到數(shù)字量輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使被控變量穩(wěn)定在設(shè)

定值上。這種系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)硬件指計(jì)算機(jī)本身及外圍設(shè)備。硬件包括計(jì)算機(jī)、過(guò)程輸入輸出接口、人機(jī)接口、外部存儲(chǔ)器等。軟件系統(tǒng)是能完成各種功能計(jì)算機(jī)程序的總和，通常包括系統(tǒng)軟件跟應(yīng)用軟件。

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在這種應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)只承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集跟處理工作，而不直接參與控制。它對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各種工藝變量進(jìn)行巡回檢測(cè)、處理、記錄及變量的超限報(bào)警，同時(shí)對(duì)這些變量進(jìn)行累計(jì)分析和實(shí)時(shí)分析，得出各種趨勢(shì)分析，為操作人員提供參考。

（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)根據(jù)控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，然后將結(jié)果經(jīng)過(guò)過(guò)程輸出通道，作用到被控對(duì)象，從而使被控變量符合要求的性能指標(biāo)。與模擬系統(tǒng)不同之處在于，在模擬系統(tǒng)中，信號(hào)的傳送不需要數(shù)字化；而數(shù)字系統(tǒng)必須先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出控制信號(hào)也必須進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后才能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)有較強(qiáng)的計(jì)算能力，所以控制算法的改變很方便。

微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門(mén)跨學(xué)科以及應(yīng)用性、技術(shù)性、綜合性都很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程，要求具備較強(qiáng)的自動(dòng)控制理論、微型計(jì)算機(jī)原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)學(xué)習(xí)，要求掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制原理和分析設(shè)計(jì)方法，具備基本的設(shè)計(jì)技能，能夠設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)該課程對(duì)我們工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生是十分重要而有用的。

09熱工(1)班姚躍輝

第三篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

一、填空題

1、所謂自動(dòng)控制，就是在沒(méi)有人直接參與的情況下，通過(guò)控制器使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。

2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理的三個(gè)步驟：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)控制決策、實(shí)時(shí)控制輸出

3、實(shí)時(shí)性：是指工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該具有的能夠在限定時(shí)間內(nèi)對(duì)外來(lái)事件作出反應(yīng)的特性。

4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有哪幾種典型類(lèi)型：OIS、DDC、SCC、DCS、FCS、PLC5、工業(yè)計(jì)算機(jī)有哪些特點(diǎn)：可靠性高、實(shí)時(shí)性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、模塊化設(shè)計(jì)，完善的O/I通道、系統(tǒng)擴(kuò)充性好、系統(tǒng)開(kāi)放性好、控制軟件包功能強(qiáng)。

二、作圖題

1、作出計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成框圖

2、作出計(jì)算機(jī)制導(dǎo)控制系統(tǒng)（OIS）的系統(tǒng)框圖

三、問(wèn)答題

1、計(jì)算機(jī)總線(xiàn)大致可分為幾類(lèi)？其內(nèi)部總線(xiàn)又可分為幾類(lèi)？

2、簡(jiǎn)述smith預(yù)估控制的基本思想。

3、常見(jiàn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)有哪幾種？

4、什么是數(shù)字濾波？常用的數(shù)字濾波有哪些方法？

5、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾來(lái)源有哪幾類(lèi)？各類(lèi)干擾又有哪些具體形式？

6、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的定義是什么？

四、論述題

1、論述DCS、FCS各自的含義是什么？

五、計(jì)算題

關(guān)于PID控制，要求：

1、寫(xiě)出模擬PID控制器的控制規(guī)律及其傳遞函數(shù)。

2、推導(dǎo)出位置式數(shù)字PID的控制算式。

3、推導(dǎo)出增量式數(shù)字PID的控制算式。

關(guān)于模糊控制

六、設(shè)計(jì)題

現(xiàn)要求用80C51單片機(jī)處理A、B、C三個(gè)輸入信號(hào)，其中A為0-20V的交流信號(hào)，B為0-10mA的直流電流信號(hào)，C為0/24V的直流電壓開(kāi)關(guān)信號(hào)，要求得到A、B信號(hào)的幅值及C信號(hào)的狀態(tài)。其中ADC采用ASC0809。請(qǐng)補(bǔ)充必要的電子元器件，并將元器件正確連接（可用網(wǎng)絡(luò)符號(hào)）。

提示：交流信號(hào)？整流，開(kāi)關(guān)

第四篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件范文

第1講 緒論 主要內(nèi)容：

1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述

控制對(duì)象的復(fù)雜化→控制系統(tǒng)的復(fù)雜化（多輸入—多輸出系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)、時(shí)變和分布參數(shù)系統(tǒng)等等）→常規(guī)控制方法和手段難以實(shí)現(xiàn)→微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)并應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域，使自動(dòng)控制水平產(chǎn)生了巨大的飛躍。

自動(dòng)控制是在非人工直接參與的前提下，應(yīng)用自動(dòng)控制裝置自動(dòng)地、有目的地控制設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程，使他們具有一定的狀態(tài)和性能，完成相應(yīng)的功能，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)。自動(dòng)控制系統(tǒng)一般可以分為：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)兩大類(lèi)。

所定謂開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是指控制器按照先驗(yàn)的控制方案對(duì)對(duì)象或系統(tǒng)進(jìn)行控制，使被控制的對(duì)象或系統(tǒng)能夠按照約來(lái)運(yùn)動(dòng)或變化。如圖1.1所示。

閉環(huán)控制系統(tǒng)是按照偏差進(jìn)行的控制，較開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)增加了一個(gè)比較環(huán)節(jié)和一個(gè)來(lái)自被控參數(shù)的反饋信號(hào)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程可簡(jiǎn)單地歸納為三個(gè)過(guò)程：（1）信息的獲取（2）信息的處理（3）信息的輸出 1.2.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成

典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要包括：計(jì)算機(jī)主機(jī)、過(guò)程控制通道、操作控制臺(tái)和常用的外設(shè)，應(yīng)該指出的是，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也成為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件不可少的一部分。1.主機(jī)

主機(jī)是指我們用于控制的計(jì)算機(jī)，它主要由CPU、存儲(chǔ)器和接口三大部分組成，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。

目前使用的主機(jī)有：?jiǎn)纹瑱C(jī)、PLC、工業(yè)PC等。

它主要完成數(shù)據(jù)和程序的存取、程序的執(zhí)行、控制外部設(shè)備和過(guò)程通道中的設(shè)備的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)和網(wǎng)絡(luò)通信。

由于CPU技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，主機(jī)還要完成對(duì)一些含CPU設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制。2 過(guò)程控制通道

過(guò)程控制通道是被控對(duì)象與主機(jī)進(jìn)行信息交換的通道，根據(jù)信號(hào)的方向和形式，過(guò)程控制通道又可分為：（1）模擬量輸入通（2）模擬量輸出通道（3）數(shù)字量輸入通道（4）數(shù)字量輸出通道 3.操作控制臺(tái)

操作控制臺(tái)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)交互的關(guān)鍵設(shè)備。通過(guò)操作控制臺(tái)，操作人員可以及時(shí)了解被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行參數(shù)；對(duì)控制系統(tǒng)發(fā)出各種控制的操作命令，并且通過(guò)操作控制臺(tái)還可以修改控制方案和程序。操作控制臺(tái)包括：（1）信息的顯示（2）信息的記錄（3）工作方式狀態(tài)的選擇（4）信息輸入 4.通訊設(shè)備

通訊設(shè)備已成為計(jì)算機(jī)硬件的一個(gè)重要部分。這些設(shè)備可以完成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信息交換。1.2.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件

?系統(tǒng)軟件是維持計(jì)算機(jī)運(yùn)行操作的基礎(chǔ)，是用于管理、調(diào)度、操作計(jì)算機(jī)的各種資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控與診斷，提供各種開(kāi)發(fā)支持的程序。包括：操作系統(tǒng)、監(jiān)控管理程序、故障診斷程序、各種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言及解釋、編譯工具，一般由供應(yīng)商提供或?qū)I(yè)人員開(kāi)發(fā)，用戶(hù)不需自己設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

?應(yīng)用軟件是用戶(hù)根據(jù)控制對(duì)象、控制要求，為實(shí)現(xiàn)高效、可靠、靈活的控制而自行編寫(xiě)的各種程序。包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、鍵盤(pán)的處理、過(guò)程控制算法、輸出與控制等程序。

1.2.4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類(lèi)

?按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為：開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)； ?按控制規(guī)律分為：程序和順序控制、常規(guī)控制、高級(jí)控制（最優(yōu)、自適應(yīng)、預(yù)測(cè)、非線(xiàn)性等）、智能控制（FUZZY控制、專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）

?按系統(tǒng)功能分為：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)六大類(lèi)。

?控制過(guò)程：計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)輸入通道對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行采集，根據(jù)工藝和生產(chǎn)的需求進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，計(jì)算出優(yōu)化的操作條件和參數(shù)，利用其輸出設(shè)備，將其結(jié)果顯示或打印。操作人員根據(jù)計(jì)算機(jī)提供的結(jié)果改變控制器的參數(shù)或設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，屬于計(jì)算機(jī)離線(xiàn)最優(yōu)控制的一種形式。

?該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制安全、靈活，由于人的介入使該系統(tǒng)可以應(yīng)用于一些復(fù)雜的不便由計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接控制的場(chǎng)合。

計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)集散系統(tǒng)的最初、最基本的模式。分為兩種結(jié)構(gòu)：SCC+模擬調(diào)節(jié)器，SCC+DCC（兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)）。如圖1.7所示 ：

一、常用的傳感器類(lèi)型

?壓力檢測(cè)及變送 ?溫度檢測(cè)和變送 ?流量檢測(cè)及變送 ?物位檢測(cè)及變送

?其它檢測(cè)儀表和裝置（接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電編碼器、測(cè)厚儀表）

二、變送器的信號(hào)傳輸及供電線(xiàn)制

1.氣動(dòng)變送器：用兩根氣動(dòng)管線(xiàn)分別傳送氣源和輸出信號(hào)。它的氣源或電源從控制室送來(lái)，而輸出信號(hào)送到控制室。

2.電動(dòng)模擬式變送器：采用二線(xiàn)制或四線(xiàn)制傳輸電源和輸出信號(hào)。

2.2 過(guò)程控制中常用的執(zhí)行器

執(zhí)行器在過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。它的作用是接收控制器送來(lái)的控制信號(hào)，改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。

一、執(zhí)行器的分類(lèi)

1.按動(dòng)力能源分：氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)

2.按動(dòng)作極性分：正作用執(zhí)行器和反作用執(zhí)行器

3.按動(dòng)作行程分：角行程執(zhí)行器和直行程執(zhí)行器

4.按動(dòng)作特性分：比例式執(zhí)行器和積分式執(zhí)行器

二、氣動(dòng)執(zhí)行器

1.原理：利用壓縮空氣作為能源

2.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、平穩(wěn)、輸出推力較大、維修方便、防火防爆，而且價(jià)格較低；它可以方便的與氣動(dòng)儀表配套使用，即使是采用電動(dòng)儀表或計(jì)算機(jī)控制時(shí)，只要經(jīng)過(guò)電/氣轉(zhuǎn)換器或電/氣閥門(mén)定位器，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為0.02~0.1MPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)，仍然可用氣動(dòng)執(zhí)行器。

三、電動(dòng)執(zhí)行器

1.原理：它接收來(lái)自控制器的4~20mA或0~10mA直流電流信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移，去操縱閥門(mén)、擋板等控制機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制

2.分類(lèi)：直行程、角行程和多轉(zhuǎn)式等類(lèi)型

3.結(jié)構(gòu)：電動(dòng)執(zhí)行器主要由伺服放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，如下圖： 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)執(zhí)行器

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的智能執(zhí)行器由傳統(tǒng)的執(zhí)行器、含有微處理器的控制器以及可與PC或PLC雙向通信的模件及軟件組成，具有與上位機(jī)或控制系統(tǒng)通信的功能

?智能化和高精度的系統(tǒng)控制功能

?一體化的結(jié)構(gòu)

?智能化的通信功能

?智能化的自診斷功能

2.3 運(yùn)動(dòng)控制中常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

?直流伺服電機(jī) ?交流伺服電機(jī) ?步進(jìn)電機(jī)

?電磁閥和液壓閥

第3講 計(jì)算機(jī)總線(xiàn)技術(shù) 主要內(nèi)容：

1.總線(xiàn)的基本概念

2.內(nèi)部總線(xiàn)

3.外部總線(xiàn)

?隨著微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，總線(xiàn)技術(shù)也得到不斷創(chuàng)新。先后出現(xiàn)了ISA、MCA、EISA、VESA、PCI、AGP、IEEE1394、USB等總線(xiàn)技術(shù)。

?芯片內(nèi)部的總線(xiàn)技術(shù)也在不斷發(fā)展，AMBA、Core Connect、CoreRAM等已經(jīng)形成集成電路內(nèi)部十分具有競(jìng)爭(zhēng)力的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。

?工業(yè)控制的PROFIBUS，F(xiàn)F等現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。

?總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸速度也不斷提升，目前，AGP局部總線(xiàn)數(shù)據(jù)可達(dá)528MB/s，PCI-X可達(dá)1GB/s，系統(tǒng)總線(xiàn)傳輸速率也由66MB/s提高到100MB/s甚至更高的133MB/s、150MB/s、200MB/s。

一、總線(xiàn)的基本概念

（2）按照總線(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的層次位置分

56根并行總線(xiàn)按功能可分為五大類(lèi) ?a邏輯電源線(xiàn)6根(引線(xiàn)1～6)?a數(shù)據(jù)總線(xiàn)8根(引線(xiàn)7～14)?a地址總線(xiàn)16根(引線(xiàn)15～30)?a控制總線(xiàn)22根(引線(xiàn)31～52)?a輔助電源線(xiàn)4根(引線(xiàn)53～56)

–ISA總線(xiàn)：?jiǎn)柺垒^早，是8位、16位數(shù)據(jù)傳輸總線(xiàn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

最高傳輸速率8Mbps；尋址空間16MB；將CPU看作唯一的主模塊，其余外設(shè)均為從模塊，包括可以暫時(shí)掌握總線(xiàn)的DMA和協(xié)處理器；98根總線(xiàn)分成5類(lèi)：地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)、控制線(xiàn)、時(shí)鐘線(xiàn)和電源線(xiàn)

–MCA：微通道體系結(jié)構(gòu)。IBM在推出386時(shí)提出，數(shù)據(jù)、地址總線(xiàn)寬度32位，支持4GB的尋址能力；數(shù)據(jù)傳輸速率33Mbps；在電氣及物理上與ISA不兼容；IBM沒(méi)有公布標(biāo)準(zhǔn)

–EISA總線(xiàn)：89年推出486時(shí)提出，32位數(shù)據(jù)總線(xiàn)，支持32位地址通路；總線(xiàn)主控技術(shù)，擴(kuò)展卡上具有總線(xiàn)主控處理器；與ISA兼容，支持多個(gè)主模塊；可以自動(dòng)根據(jù)需要進(jìn)行32、16、8位數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換；支持多總線(xiàn)主控模塊；

–PCI高性能局部總線(xiàn)：92年由Intel公司帶頭制定的設(shè)備總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；支持64位數(shù)據(jù)傳送、多總線(xiàn)主控模塊、線(xiàn)性猝發(fā)讀寫(xiě)和并發(fā)工作方式；具有即插即用功能(PnP)；最高傳送數(shù)據(jù)132Mbps；兼容性強(qiáng)、成本低

?PCI總線(xiàn)特有的配置寄存器為用戶(hù)使用提供了方便。系統(tǒng)嵌入自動(dòng)配置軟件，在加電時(shí)自動(dòng)配置PCI擴(kuò)展卡，為用戶(hù)提供了簡(jiǎn)便的使用方法。

?又稱(chēng)為通信總線(xiàn)，用于計(jì)算機(jī)之間，計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程終端，計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備以及計(jì)算機(jī)與測(cè)量?jī)x器儀表之間的通信。

?該類(lèi)總線(xiàn)不是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已有的總線(xiàn)，而是利用電子工業(yè)或其他領(lǐng)域已有的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。外部總線(xiàn)又分為并行總線(xiàn)和串行總線(xiàn)。?常用的外部總線(xiàn)：

IEEE-488總線(xiàn)

RS-232-C總線(xiàn)

RS-422和RS-485總線(xiàn)

通用串行總線(xiàn)（USB）

?IEEE-488總線(xiàn)是一種并行外部總線(xiàn)，專(zhuān)門(mén)用于計(jì)算機(jī)與測(cè)量?jī)x器、輸入輸出設(shè)備，以及這些儀器設(shè)備之間的并行通信。

?IEEE-488是1970年由美國(guó)惠普公司開(kāi)發(fā)的并行通訊總線(xiàn),總線(xiàn)上連接的設(shè)備有三種，工作方式也有三種: ?聽(tīng)者（?°受話(huà)?±方式）：同時(shí)可有多個(gè) ?講者（?°送話(huà)?±方式）：每時(shí)只能有一個(gè) ?控者（?°控制?±方式）：每時(shí)只能有一個(gè)

（2）IEEE-488總線(xiàn)的連接示意圖

–采用異步方式，利用三條控制線(xiàn)進(jìn)行握手聯(lián)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)三線(xiàn)握手的數(shù)據(jù)傳輸

–數(shù)據(jù)傳輸率不得超過(guò)每秒1M字節(jié) –總線(xiàn)上的設(shè)備數(shù)不得多于15個(gè)

–電纜總長(zhǎng)度不超過(guò)20m，兩設(shè)備間不超過(guò)2m –采用負(fù)邏輯

?不用MODEM的直接通信線(xiàn)路

（2）USB設(shè)備的主要特點(diǎn)

–采用USB接口的設(shè)備支持熱拔插)–USB接口可以同時(shí)連接127臺(tái)USB設(shè)備。–速度方面，USB 1.1總線(xiàn)規(guī)范定義了12 Mb/s的帶寬，而USB2.0可提供480Mb/s的傳輸速度。–USB總線(xiàn)能夠提供500 mA的電流

USB總線(xiàn)系統(tǒng)中的設(shè)備可以分為三個(gè)類(lèi)型 –USB主機(jī)

–USB 集線(xiàn)器（HUB）

–USB總線(xiàn)的設(shè)備，又稱(chēng)USB功能外設(shè)

第4講

過(guò)程通道與人機(jī)接口

過(guò)程通道:是在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道，它包括模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸入通道、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸出通道。本講主要內(nèi)容 1.模擬量輸入通道 2.模擬量輸出通道 3.數(shù)字量輸入輸出通道 4.人機(jī)接口

模擬量輸入通道（A/D接口）的組成

?模擬量輸入通道的組成 –傳感變送器

–輸入信號(hào)調(diào)理電路 –多路模擬切換開(kāi)關(guān) –前置放大器 –采樣保持器

–模／數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）–控制電路等

五、A/D轉(zhuǎn)換

?A/D轉(zhuǎn)換器是用來(lái)通過(guò)一定的電路將模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量。

?模擬量可以是電壓、電流等電信號(hào)，也可以是壓力、溫度、濕度、位移、聲音等非電信號(hào)。但在A/D轉(zhuǎn)換前，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)必須經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。?A/D轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字信號(hào)可以有8位、10位、12位和16位等。

1.A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理

（2）逐次逼近法

2.A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)

（1）ADC0809

CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，主要特性：

1）它是具有8路模擬量輸入、8位數(shù)字量輸出功能的A/D轉(zhuǎn)換器。

2）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs。

3）模擬輸入電壓范圍為0V～+5V，不需零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度校準(zhǔn)。

4）低功耗，約15mW。

1）查詢(xún)法

優(yōu)點(diǎn):接口電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：A/D轉(zhuǎn)換期間獨(dú)占CPU，致使CPU運(yùn)行效率降低。2）定時(shí)法

優(yōu)點(diǎn):接口電路設(shè)計(jì)比查詢(xún)法簡(jiǎn)單，不必讀取EOC的狀態(tài)。

缺點(diǎn)：A/D轉(zhuǎn)換期間獨(dú)占CPU，致使CPU運(yùn)行效率降低；另外還必須知道A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間。3）中斷法

優(yōu)點(diǎn)：A/D轉(zhuǎn)換期間CPU可以處理其它的程序，提高CPU的運(yùn)行效率。

缺點(diǎn)：接口電路復(fù)雜

④ ADC0809的接口電路

（2）12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574

② AD574的工作過(guò)程

③ AD574的接口電路

4.A/D轉(zhuǎn)換器接口的隔離技術(shù) 主要采用光電耦合器 4.2 模擬量輸出通道

一、D/A轉(zhuǎn)換器

7.D/A轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)

8.D/A轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)

（1）DAC0832結(jié)構(gòu)框圖及引腳說(shuō)明

① CPU執(zhí)行輸出指令，輸出8位數(shù)據(jù)給DAC0832；

② 在CPU執(zhí)行輸出指令的同時(shí)，使ILE、/CS、/WR1三個(gè)控制信號(hào)端都有效，8位數(shù)據(jù)鎖存在8位輸入寄存器中；

③ 當(dāng)/WR2、/XFER兩個(gè)控制信號(hào)端都有效時(shí)，8位數(shù)據(jù)再次被鎖存到8位DAC寄存器，這時(shí)8位D/A轉(zhuǎn)換器開(kāi)始工作，8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的模擬電流，從Iout1和Iout2輸出。

三、D/A接口的隔離技術(shù) 通常采用光電耦合器

兩種隔離方式：模擬信號(hào)隔離和數(shù)字信號(hào)隔離

2.數(shù)字量隔離

4.4數(shù)字量輸入輸出通道

1.數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）的概念 –開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)

–指示燈的亮與滅

–繼電器或接觸器的吸合與釋放

–電機(jī)的啟動(dòng)與停止

–設(shè)備的安全狀況等

功能：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、保護(hù)、濾波、隔離，以轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的邏輯信號(hào)

3．常用的幾種數(shù)字量輸入的接線(xiàn)方式

二、數(shù)字量輸出通道

2．輸出驅(qū)動(dòng)電路

第5講

數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)

?數(shù)字控制器概述

?數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì) ?數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì) ?數(shù)字PID控制算法 ?常規(guī)控制方案 ?先進(jìn)控制方案

5.1 數(shù)字控制器概述

?整定過(guò)程：先按模擬PID控制器參數(shù)整定方法來(lái)選擇，然后再適當(dāng)調(diào)整，并考慮采樣周期對(duì)整定參數(shù)的影響

2.擴(kuò)充響應(yīng)曲線(xiàn)法（動(dòng)態(tài)特性法）

?三種常用指標(biāo)：

?最佳整定參數(shù)應(yīng)使這些積分指標(biāo)最小，不同積分指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸出被控變量響應(yīng)曲線(xiàn)稍有差別

?一般情況下，ISE指標(biāo)的超調(diào)量大，上升時(shí)間短；IAE指標(biāo)的超調(diào)量適中，上升時(shí)間稍短；ITAE指標(biāo)的超調(diào)量小，調(diào)整時(shí)間也短，用得較多

5.4 常規(guī)控制策略

一、串級(jí)控制系統(tǒng)

二、前饋控制系統(tǒng)

1）典型的前饋-反饋控制系統(tǒng)

第6講

常用控制程序設(shè)計(jì)

?軟件系統(tǒng)概述

?測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù) ?查表及數(shù)據(jù)排序技術(shù) ?數(shù)字濾波技術(shù)

應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)模塊：

?系統(tǒng)界面模塊 ?采集模塊 ?控制模塊 ?數(shù)據(jù)處理模塊 ?打印顯示模塊 ?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 ?數(shù)據(jù)傳輸模塊等

一、程序設(shè)計(jì)步驟

第7講 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的 抗干擾技術(shù)

?干擾的傳播途徑與作用方式

?硬件抗干擾技術(shù) ?軟件抗干擾技術(shù)

7.1 干擾的傳播途徑與作用方式

一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中干擾的來(lái)源

二、干擾的傳播途徑

?在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)，往往有許多強(qiáng)電設(shè)備，它們的啟動(dòng)和工作過(guò)程中將產(chǎn)生干擾電磁場(chǎng)，另外還有來(lái)自空間傳播的電磁波和雷電的干擾，以及高壓輸電線(xiàn)周?chē)蛔兇艌?chǎng)的影響等。

–電場(chǎng)耦合又稱(chēng)靜電耦合，是通過(guò)電容耦合竄入其他線(xiàn)路的。–電場(chǎng)干擾可以通過(guò)兩根導(dǎo)線(xiàn)之間構(gòu)成的分布電容竄入系統(tǒng)

–在任何載流導(dǎo)體周?chē)紩?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)電流變化時(shí)會(huì)引起交變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)必然在其周?chē)拈]合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)引起干擾。

–在設(shè)備內(nèi)部，線(xiàn)圈或變壓器的漏磁也會(huì)引起干擾；在設(shè)備外部，平行架設(shè)的兩根導(dǎo)線(xiàn)也會(huì)產(chǎn)生干擾，由于感應(yīng)電磁場(chǎng)引起的耦合，可以計(jì)算感應(yīng)電壓

–公共阻抗耦合干擾是由于電流流過(guò)回路間公共阻抗，使得一個(gè)回路的電流所產(chǎn)生的電壓降影響到另一回路

–在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，普遍存在公共耦合阻抗，例如，電源引線(xiàn)、印刷電路板上的地和公共電源線(xiàn)、匯流排等。這些匯流條都具有一定的阻抗，對(duì)于多回路來(lái)講，就是公共耦合阻抗

三、干擾的作用方式

按干擾作用方式的不同，可分為差模干擾、共模干擾和長(zhǎng)線(xiàn)傳輸干擾

（1）定義：是指系統(tǒng)的兩個(gè)信號(hào)輸入端上所共有的干擾電壓,共模干擾也稱(chēng)為共態(tài)干擾或縱向干擾

（2）產(chǎn)生共模干擾的原因：

計(jì)算機(jī)的地、信號(hào)放大器的地與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源的地一般相隔一段距離，在兩個(gè)接地點(diǎn)之間往往存在一個(gè)電位差Vc，該電位差是系統(tǒng)信號(hào)輸入端上共有的干擾電壓，會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生共模干擾

（3）表現(xiàn)方式：

對(duì)于系統(tǒng)的干擾來(lái)說(shuō)，共模干擾大都通過(guò)差模干擾的方式表現(xiàn)出來(lái)。

結(jié)論：

?對(duì)于存在共模干擾的場(chǎng)合，應(yīng)采用雙端差動(dòng)輸入方式

?為了衡量一個(gè)放大器抑制共模干擾的能力，常用共模抑制比CMRR表示，即

（1）定義：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)到控制計(jì)算機(jī)以及控制計(jì)算機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，都經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)的線(xiàn)路進(jìn)行信號(hào)傳輸，即長(zhǎng)線(xiàn)傳輸。（2）信號(hào)在長(zhǎng)線(xiàn)中傳輸遇到的三個(gè)問(wèn)題

一是波反射現(xiàn)象：高速變化的信號(hào)在長(zhǎng)線(xiàn)中傳輸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)波反射現(xiàn)象

二是信號(hào)延時(shí)

三是外界干擾 7.2 硬件抗干擾技術(shù)

二、接地系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

在過(guò)程控制計(jì)算機(jī)中，對(duì)上述各種地的處理一般是采用分別回流法單點(diǎn)接地。

單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地 2.輸入系統(tǒng)的接地

?在輸入通道中，為防止干擾，傳感器、變送器、和信號(hào)放大器通常采用屏蔽罩進(jìn)行屏蔽，而信號(hào)線(xiàn)往往采用屏蔽信號(hào)線(xiàn)。屏蔽層的接地也應(yīng)采取單點(diǎn)接地方式，關(guān)鍵是確定接地位置。3.主機(jī)系統(tǒng)的接地

?為了提高計(jì)算機(jī)的抗干擾能力，將主機(jī)外殼作為屏蔽。而把機(jī)內(nèi)器件架與外殼絕緣，絕緣電阻大于50MΩ，即機(jī)內(nèi)信號(hào)地浮地。

三、過(guò)程通道的抗干擾技術(shù)

?過(guò)程通道是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集輸入和輸出通道，它包括了現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源、信號(hào)線(xiàn)、轉(zhuǎn)換設(shè)備、I/O接口電路，主機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。

?過(guò)程通道涉及內(nèi)容多，分布廣，受干擾的可能性大，其抗干擾問(wèn)題非常重要。?過(guò)程通道干擾的來(lái)源是多方面的，主要有共模干擾、差模干擾和長(zhǎng)線(xiàn)干擾。（1）變壓器隔離

?變壓器隔離：利用隔離變壓器將模擬信號(hào)電路與數(shù)字信號(hào)電路隔離開(kāi)，也就是把模擬地與數(shù)字地?cái)嚅_(kāi)，以使共模干擾電壓不能構(gòu)成回路，從而達(dá)到抑制共模干擾的目的。另外，隔離后的兩電路應(yīng)分別采用兩組互相獨(dú)立的電源供電，切斷兩部分的地線(xiàn)聯(lián)系.?這種隔離適用于無(wú)直流分量信號(hào)的通路。對(duì)于直流信號(hào)，也可通過(guò)調(diào)制器變換成交流信號(hào)，經(jīng)隔離變壓器后，用解調(diào)器再變換成直流信號(hào)。（2）光電隔離

?光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管（或達(dá)林頓管、或晶閘管等）封裝在一個(gè)管殼內(nèi)組成, 實(shí)現(xiàn)以光為媒介的電信號(hào)傳輸。（3）浮地屏蔽

?浮地屏蔽：指信號(hào)放大器采用雙層屏蔽，輸入為浮地雙端輸入，如圖示。這種屏蔽方法使輸入信號(hào)浮空，達(dá)到了抑制共模干擾的目的。2.差模干擾的抑制 3.長(zhǎng)線(xiàn)傳輸干擾的抑制

–同軸電纜對(duì)于電場(chǎng)干擾有較強(qiáng)的抑制作用，工作頻率較高。雙絞線(xiàn)對(duì)于磁場(chǎng)干擾有較好的抑制作用，絞距越短，效果越好。在電場(chǎng)干擾較強(qiáng)時(shí)須采用屏蔽雙絞線(xiàn)。

–在使用雙絞線(xiàn)時(shí)，盡可能采用平衡式傳輸線(xiàn)路。所謂平衡式傳輸線(xiàn)路，是雙絞線(xiàn)的兩根線(xiàn)不接地傳輸信號(hào)。因?yàn)檫@種傳輸方式具有較好的抗差模干擾能力，外部干擾在雙絞線(xiàn)中的兩條線(xiàn)中產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相互抵消。同時(shí)，對(duì)于來(lái)自地線(xiàn)的干擾信號(hào)也受到抑制。4.終端阻抗匹配

?為了消除長(zhǎng)線(xiàn)的反射現(xiàn)象，可采用終端或始端阻抗匹配的方法。5.始端阻抗匹配

始端阻抗匹配：在長(zhǎng)線(xiàn)的始端串入電阻R，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪x擇R，以消除波反射

7.3 軟件抗干擾技術(shù) 2.輸入數(shù)字信號(hào)的抗干擾 3.輸出數(shù)字信號(hào)的抗干擾

?由于干擾，可能使計(jì)算機(jī)輸出的正確數(shù)字信號(hào)，在輸出設(shè)備中得到的卻是錯(cuò)誤信號(hào)。

在軟件上可以采取以下一些方法提高抗干擾能力：

二、CPU及程序的抗干擾技術(shù)

?CPU是計(jì)算機(jī)的核心。當(dāng)CPU受到干擾不能按正常狀態(tài)執(zhí)行程序時(shí)，就會(huì)引起計(jì)算機(jī)控制的混亂，所以需要采取措施，使CPU在受到干擾的情況下，盡可能無(wú)擾地恢復(fù)系統(tǒng)正常工作。1.指令冗余

?當(dāng)CPU受到干擾，程序“跑飛”后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令代碼來(lái)執(zhí)行，從而引起整個(gè)程序的混亂。采用指令冗余技術(shù)是使程序從“跑飛”狀態(tài)，恢復(fù)正常的一種有效措施。2.軟件陷阱

?軟件陷阱是在非程序區(qū)的特定地方設(shè)置一條引導(dǎo)指令（看作一個(gè)陷阱），程序正常運(yùn)行，不會(huì)落入該引導(dǎo)指令的陷阱，當(dāng)CPU受到干擾，程序“跑飛”時(shí)，如果落入指令陷阱，將由引導(dǎo)指令將“跑飛”的程序強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到出錯(cuò)處理程序，由該程序段進(jìn)行出錯(cuò)處理和程序恢復(fù)。3.Watchdog技術(shù)

?當(dāng)程序“跑飛”到一個(gè)臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)中時(shí)，冗余指令和軟件陷阱將不起作用，造成系統(tǒng)完全癱瘓?？撮T(mén)狗技術(shù)，可以有效解決這一問(wèn)題

第五篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)總結(jié)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)總結(jié)

5.17去了東區(qū)做完了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)這門(mén)課算是落下了帷幕。這門(mén)課雖然結(jié)束了，但這門(mén)課里面所講述的內(nèi)容，對(duì)我們以后的工作將是意義深遠(yuǎn)。上學(xué)期我們學(xué)習(xí)了自動(dòng)控制技術(shù)，但是這門(mén)課更多的是包含了自動(dòng)控制技術(shù)里的理論知識(shí)和一些定理的推算證明，此外也涉及到了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，這是一門(mén)以計(jì)算機(jī)為控制核心的學(xué)科。如今計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已成為當(dāng)今自動(dòng)控制的主流系統(tǒng)，已逐步取代傳統(tǒng)的模擬檢測(cè)、調(diào)節(jié)、顯示、記錄、控制等儀器設(shè)備和很大部分人工操作管理，并且可以采用較復(fù)雜的計(jì)算機(jī)方法和處理方法，是受控對(duì)象的動(dòng)態(tài)過(guò)程按規(guī)定方式和技術(shù)要求運(yùn)行，完成各種過(guò)程控制、操作管理等任務(wù)。

這本書(shū)我們一共學(xué)習(xí)了7章，下面我將一章一章的進(jìn)行總結(jié)。

第一章 緒論

（1）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是有各種各樣的計(jì)算機(jī)參與控制的一類(lèi)控制系統(tǒng)

（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成：由計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備、操作臺(tái)、輸入通道、輸出通道、檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象以及相應(yīng)的軟件

（3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分類(lèi)：計(jì)算機(jī)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)算積分及控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)

（4）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)信號(hào)的采樣與恢復(fù)

（5）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

第二章 Z變換及Z傳遞函數(shù)

（1）Z變換的定義

?時(shí)域（2）

f*(t)??f(kT)?(t?kT)k?0

F*?s???f?kT?e?skT

k?0?

s 域

?

Z[f(t)]?Z[f*(t)]?F(z)??f(kT)z?kZ域

k?0

（3）求Z變換方法：級(jí)數(shù)求和法、部分分式法

（4）常用信號(hào)Z的變換（P19-20），常用Z變化表（P27）

（5）z 變換的基本定理：線(xiàn)性定理、滯后定理、超前定理、終值定理、卷積和定理、求和定理、初值定理、位移定理、微分定理

（6）求Z反變換：長(zhǎng)除法、部分分式法、留數(shù)計(jì)算法

（7）廣義Z變換：超前情況、滯后情況

（8）Z傳遞函數(shù)的求法：用拉氏反變換求脈沖過(guò)渡函數(shù)，將g(t)按采樣周期T離散化，得g(kT)，應(yīng)用定義求出Z傳遞函數(shù)

第三章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析

（1）離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：閉環(huán)Z傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)應(yīng)位于Z平面的單位圓內(nèi)。

（2）Routh穩(wěn)定性準(zhǔn)則在離散系統(tǒng)的應(yīng)用（P41）

z?或 z?（3）被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值附近±5%或±3%的范圍內(nèi)就可以表明過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)結(jié)束

第四章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的離散化設(shè)計(jì)

（1）最少拍系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則:1對(duì)于特定的參考輸入信號(hào)，到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)

在采樣時(shí)刻精確實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的跟蹤。2系統(tǒng)以最快速度達(dá)到穩(wěn)態(tài)。3D(z)應(yīng)是物理可實(shí)現(xiàn)的。4閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)是穩(wěn)定的。

(2)三個(gè)假設(shè)條件:1G(z)在單位圓上和圓外無(wú)極點(diǎn)，（1，j0）點(diǎn)除外；2 G(z)在單位圓上和圓外無(wú)零點(diǎn)；3 G0(s)中不含純滯后，q是T的整數(shù)倍。

(3)避免發(fā)生D(z)與G(z)的不穩(wěn)定零極點(diǎn)對(duì)消，應(yīng)滿(mǎn)足如下穩(wěn)定性條件: 1．We(z)的零點(diǎn)應(yīng)包含G(z)中全部不穩(wěn)定的極點(diǎn)。2．G(z)在單位圓上或圓的零點(diǎn)應(yīng)全部包含在希望閉環(huán)Z傳遞函數(shù)W(z)的零點(diǎn)中。3．如果G(z)中含有純滯后的環(huán)節(jié)即z-N（N為整數(shù)），則G(z)分子中的z-1因子應(yīng)全部包含在W(z)分子中，這會(huì)使系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間延長(zhǎng)。

第五章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的模擬化設(shè)計(jì)

(1)模擬控制器的離散化方法：沖擊不變法，加零階保持器的Z變換法，差分變化法，雙線(xiàn)性變換法，頻率預(yù)畸雙線(xiàn)性變換法，零、極點(diǎn)匹配法

（2）數(shù)字PID控制算法：位置式、增量式

（3）算法改進(jìn)：積分分離PID算法，不完全微分PID算法，微分先行PID算法，帶死區(qū)PID算法，抗積分飽和PID算法

（4）參數(shù)調(diào)定：試湊法

第八章 復(fù)雜控制規(guī)律系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）Smith預(yù)估控制的基本原理：引入預(yù)估補(bǔ)償器，使得補(bǔ)償 以后的閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程中不包含純滯后特性。

(2)純滯后補(bǔ)償控制的數(shù)字控制算法步驟:① 計(jì)算反饋回路的偏差② 計(jì)算純滯后補(bǔ)償器的輸出③計(jì)算偏差④計(jì)算控制器的輸出

（3）純滯后補(bǔ)償控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用:減溫器溫度純滯后補(bǔ)償控制,精餾塔的溫度純滯后補(bǔ)償控制

（4）串級(jí)控制系統(tǒng)控制原理: 單回路負(fù)反饋控制。

（5）串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:系統(tǒng)中的主要擾動(dòng)應(yīng)該包含在副控回路之中, 副控回路中應(yīng)該盡量包含積分環(huán)節(jié)

（6）串級(jí)控制系統(tǒng)基本概念:主調(diào)節(jié)回路用于保證控制精度，系統(tǒng)中起“細(xì)調(diào) ”作用，主調(diào)節(jié)器一般采用 PID 控制器。副調(diào)節(jié)回路用于克服主要干擾，系統(tǒng)中起“粗調(diào) ”作用，副調(diào)節(jié)器一般采用 P或PI 控制器。

第十二章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(1)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則:1．系統(tǒng)應(yīng)具有優(yōu)良的操作性能2．通用性好、便于擴(kuò)充3．可靠性高4．實(shí)時(shí)性好5．設(shè)計(jì)周期要短，價(jià)格要便宜

(2)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟:

1．研究被控對(duì)象、確定控制任務(wù)

2．確定系統(tǒng)整體方案

3．建立數(shù)學(xué)模型，確定控制算法

4．硬件的設(shè)計(jì)

5．軟件的設(shè)計(jì)

6．系統(tǒng)仿真與調(diào)試

7．現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試

(3)干擾的抑制方法:1接地方式2．屏蔽技術(shù)3．隔離技術(shù)4．串模干擾的抑制5．共模干擾的抑制6．電源噪聲的抑制7．提高軟件可靠性

由于上課時(shí)間有限，自己學(xué)習(xí)能力還有待于加強(qiáng)，關(guān)于這門(mén)課以后還需要我們多花點(diǎn)時(shí)間去多翻翻書(shū)。以后如有機(jī)會(huì)到計(jì)算機(jī)類(lèi)軟硬件公司、電子設(shè)備公司、各類(lèi)企事業(yè)單位等從事有關(guān)控制系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)、技術(shù)支持等工作，都會(huì)用到這門(mén)課。盡管這是一門(mén)考查課，但我們不能放松。否則一旦踏上工作崗位會(huì)有“書(shū)到用時(shí)方很少” 的悔感，那是我們就后悔也莫及了，所以一定要在畢業(yè)之前掌握好各門(mén)專(zhuān)業(yè)課。最后真心要感謝葉樹(shù)霞老師，不僅是教了我們這門(mén)課，更多的是一種敬佩。我們上課的時(shí)候，由于一部分無(wú)心學(xué)習(xí)的同學(xué)，教室里吵雜。但是老師總是會(huì)把該講的都講到，不會(huì)因?yàn)槟承┩瑢W(xué)不想學(xué)就不教，教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真負(fù)責(zé)。