第一篇:計算機控制技術(shù)知識總結(jié)
注:計算題知識略
第一章
12(online)、離線控制(offline)、實時控制(real-time)
3、自動控以控制方式分類:直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC)、計算機監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC)分布式控制系統(tǒng)(DCS)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)計算機集成控制系統(tǒng)(CIMS)
第二章
45、總線的組成:數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線、電源線
678
第三章
9、CPU斷控制方式
10、I/O11、A/D第四章
12第五章
14、PID15、PID算法積分改進:抗積分飽和、積分分離、消除積分不靈敏區(qū)、變速積分
第八章
1617設(shè)、接地抗干擾
18阱)
192021、共模干擾的抑制方法:變壓器隔離、光電隔離、浮地屏蔽
第二篇:微型計算機控制總結(jié)
第一章
? 控制:為達到規(guī)定的目標(biāo),對元件或系統(tǒng)的工作特性所進行的調(diào)節(jié)或操作。
? 控制系統(tǒng):是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標(biāo)和功能的管理系
統(tǒng)。
? 計算機控制系統(tǒng):是應(yīng)用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系,以獲
得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。
? 連續(xù)控制系統(tǒng)相比,計算機控制系統(tǒng)具有哪些特點?
? 答:與連續(xù)控制系統(tǒng)相比,計算機控制系統(tǒng)具有以下特點:
(1)計算機控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字的混合系統(tǒng)。
(2)在計算機控制系統(tǒng)中,控制規(guī)律是由計算機通過程序?qū)崿F(xiàn)的(數(shù)字控制器),修改一
個控制規(guī)律,只需修改程序,因此具有很大的靈活性和適應(yīng)性。
(3)計算機控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)模擬電路不能實現(xiàn)的復(fù)雜控制規(guī)律。
(4)計算機控制系統(tǒng)并不是連續(xù)控制的,而是離散控制的。
(5)一個數(shù)字控制器經(jīng)常可以采用分時控制的方式,同時控制多個回路。
(6)采用計算機控制,如分級計算機控制、集散控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)等,便于實現(xiàn)控
制與管理一體化,使工業(yè)企業(yè)的自動化程度進一步提
? 計算機控制系統(tǒng)的組成:
硬件組成:計算機主機、操作臺、通用外圍設(shè)備、I/O接口與I/O通道、傳感器。
軟件組成:系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件。
? 計算機在控制中的典型應(yīng)用方式:1.操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)2.直接數(shù)字控制系統(tǒng)3.監(jiān)督計算
機控制系統(tǒng)4.分級計算機控制系統(tǒng)5.網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
? 工業(yè)控制機的特點:1.實時性2.高可靠性3.硬件配置的可裝備可擴充性4.可維護性。? 集散控制系統(tǒng):又稱為以微處理器為基礎(chǔ)的分散型信息綜合控制系統(tǒng)。
? 智能控制系統(tǒng):所謂智能控制系統(tǒng)就是驅(qū)動自主智能及其以實現(xiàn)其目標(biāo)而而無需操作人
員干預(yù)的自動控制系統(tǒng)。
第二章
? I/O接口電路也簡稱接口電路。它是主機和外圍設(shè)備之間交換信息的連接部件。
? I/O通道也稱為過程通道。它是計算機和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道。? I/O接口、I/O通道作用:I/O接口和I/O通道都是為實現(xiàn)主機和外圍設(shè)備之間信息交換
而設(shè)的器件,其功能都是保證主機和外圍設(shè)備之間能方便、可靠、高效率的交換信息。? I/O信號的種類:1.數(shù)據(jù)信息(數(shù)據(jù)信息又可分為數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量和脈沖量)2.狀態(tài)信息3.控制信息。
? 并行通信優(yōu)缺點:其優(yōu)點是傳送速度快、信息率高。
? 全雙工方式:串行接口和外圍設(shè)備間除公共地線外,有二根數(shù)據(jù)傳輸線,串行接口可以
同時輸入和輸出數(shù)據(jù),計算機可同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù),這種串行傳送方式就成為全雙工方式。
? 串行通信可分:1.全雙工方式2.半雙工方式3.同步通信4.異步通信。
? I/O控制方式:程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式。
? 查詢式I/O方式的優(yōu)缺點:從理論上看,查詢式比無條件傳送方式可靠,接口電路簡單,不占用中斷輸入線,同時查詢程序也簡單,易于設(shè)計調(diào)試。特別適用于多個按一定規(guī)律順序工作的生產(chǎn)機械或生產(chǎn)過程的控制。
? 中斷控制I/O時應(yīng)解決的問題:第一、保存現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場;第二、正確判斷中斷源;
第三、實時響應(yīng);第四、按優(yōu)先權(quán)順序處理。
? 中斷優(yōu)先級問題的解決:1.軟件查詢方式2.雛菊鏈法3.專用硬件方式。
? 信號預(yù)處理裝置一般包括標(biāo)度變換器、濾波電路、線性化處理及電參量間的轉(zhuǎn)換電路等。? 采樣定理:模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程中,當(dāng)采樣頻率fs.max大于信號中最高頻率fmax的2倍時,即:fs.max>=2fmax,則采樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息,一般取2.56-4倍的信號最大頻率。
? 采樣過程: 是用采樣開關(guān)(或采樣單元)將模擬信號按一定時間間隔抽樣成離散模擬信號的過程。
? 串行D/A轉(zhuǎn)換器的基本工作原理:是先把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成一系列的脈沖,一個脈沖相當(dāng)
于數(shù)字量的一個單位,再把每一個脈沖變成單位模擬量,然后將所有單位模擬量相加,從而得到和數(shù)字量成正比的總的模擬量輸出。
? D/A轉(zhuǎn)換器按工作方式分為并行和串型兩種。
? 分辨率:當(dāng)輸入數(shù)字量變化1時,輸出模擬量變化的大小。
? 穩(wěn)定時間:是D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速率的量度,是指D/A轉(zhuǎn)換器代碼有滿刻度值變化時,其
輸出達到并保持在所給定的百分?jǐn)?shù)誤差范圍內(nèi)所需要的時間。
? A/D轉(zhuǎn)化器種類:1.計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器2.雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器3.逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換
器。
? A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù):1.分辨率2.量程3.轉(zhuǎn)換精度4.轉(zhuǎn)換時間5.工作溫度范圍。? 串模干擾是疊加在被測信號上的干擾信號。
? 抑制串模干擾的方法:
1、加輸入濾波器
2、為避免干擾從傳輸導(dǎo)線竄入檢測回路,可采
用帶屏蔽層的雙絞線或同軸電纜連接一次儀表和轉(zhuǎn)換設(shè)備,屏蔽層應(yīng)良好接地
3、在靠近傳感器位置將被測信號進行前置放大,從而提高回路的信號噪聲比。再利用邏輯器件的特性來抑制干擾。提高閾值電平可抑制低噪聲干擾;采用低速邏輯器件或加電容器降低速度,可以抑制高頻干擾
4、采用數(shù)字濾波技術(shù)。
第三章
? 為什么用計算機來實現(xiàn)數(shù)字控制:1.數(shù)字控制器能實現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律的控制2.計算機具
有分時控制能力,可實現(xiàn)多回路控制3.具有靈活性4.采用計算機除實現(xiàn)PID數(shù)字控制外,還能實現(xiàn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字顯示等其他功能。
? 模擬化設(shè)計方法:當(dāng)系統(tǒng)的采樣頻率足夠高時,采樣系統(tǒng)的特性接近于連續(xù)變化的模擬
系統(tǒng)。
? 離散化方法:
1、差分變換法
2、零階保持器法
3、雙線性變換法。
? PID:利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的系統(tǒng)。
? PID控制:PID控制是一種負反饋控制,特別適用于過程的動態(tài)性能良好而且控制要求
性能不太高的情況。
? PID增量算法:
? 積分整量化誤差:
? 防止積分整量化誤差的方法:1.擴大計算機運算的字長,提高精度計算2.當(dāng)積分項
KIe(k)??時,積分項單獨累加,直到產(chǎn)生溢出。
? 積分飽和:由于主要是積分項的存在,引起了而PID運算的“飽和”,因此,這種飽和稱
為“積分飽和”。積分飽和增加了系統(tǒng)的調(diào)整時間和超調(diào)量,稱為“飽和效應(yīng)。
? 不完全微分的PID算法:仿照模擬調(diào)節(jié)器的實際微分調(diào)節(jié)器,加入慣性環(huán)節(jié),以克服完
全微分的缺點。
? 二自由度PID控制:就是使目標(biāo)值跟蹤特性為最優(yōu)的PID參數(shù)和使外擾抑制特性最優(yōu)的PID參數(shù),能分別獨立地進行整定,使兩特性同時達到最優(yōu)。
? PID控制器參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響:1.比例系數(shù)KP對系統(tǒng)性能的影響2.積分時間常數(shù)TI
對系統(tǒng)性能的影響3.微分時間常數(shù)TD 對系統(tǒng)性能的影響。
? 采樣周期:周期性采樣控制系統(tǒng)中兩次采樣之間的時間間隔。
第四章
? 最少拍無差系統(tǒng):是指在典型的控制輸入信號作用下能在最少幾個采樣周期內(nèi)達到穩(wěn)態(tài)
無靜差的系統(tǒng)。
? 波紋:在采樣點之間的輸出響應(yīng)可能是波動的,這種波動稱為波紋。
? 振鈴:大林把這種控制量以0.5的采樣頻率振蕩現(xiàn)象
? 怎樣抑制振鈴現(xiàn)象:大林算法提出一種簡單的修正方法,以防止振鈴現(xiàn)象,令數(shù)字控制
器中產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象的極點的因子中的z=1就可以消除振鈴現(xiàn)象。
第五章
? 模糊控制器:應(yīng)用模糊語音變量按照人的思想工作的控制器。
? 論域的確定輸入輸出量化,量化因子定義為Ke?
第六章
? 微型計算機控制系統(tǒng)設(shè)計一般可分為以下幾個步驟:系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計、微型計算
機選擇、控制算法設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。
? 軟件的分類:1.系統(tǒng)軟件2.應(yīng)用軟件
? 應(yīng)用程序的語言選擇1.機器語言2.匯編語言3.高級語言。
? 動態(tài)濾波
? 靜態(tài)濾波
第七章
? 多微處理機系統(tǒng):是指一個具有兩個或多個微處理機并能相互進行通信以協(xié)同解決一個
大的給定問題的微機系統(tǒng)。
? 多微處理機控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點:
優(yōu)點:1.有較高的處理速度2.提高系統(tǒng)的可靠性3.系統(tǒng)便于擴充和修改4.實現(xiàn)復(fù)雜分散控制和管理一體化5.通過多微處理機實現(xiàn)并行處理,是開發(fā)超級計算機的重要途徑
缺點:1.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和通信方案2.任務(wù)分割和開發(fā)并行性問題3.正確處理資源競爭和死鎖問題4.提高系統(tǒng)可靠性和動態(tài)重組問題
? 集散控制系統(tǒng):它是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的發(fā)展和過程控制要求的日益復(fù)雜而
產(chǎn)生的綜合控制系統(tǒng)。
? 集散控制系統(tǒng)的優(yōu)點:1.系統(tǒng)具有很高的可靠性2.系統(tǒng)功能全面,可實現(xiàn)控制和管理一
體化3.系統(tǒng)使用、操作方便4.性能、價格比好。
第八章
? 工作可靠性:這是指系統(tǒng)在實際運行和執(zhí)行任務(wù)時的可靠性。
? 計算機控制系統(tǒng)的可靠性:在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的時間內(nèi),該系統(tǒng)正確完成規(guī)定
功能的能力。
? 固有可靠性:由這一過程所決定的可靠性是系統(tǒng)的內(nèi)在可靠性,稱為系統(tǒng)的固有可靠性。? 提高系統(tǒng)可靠性的途徑:1.改進元、部件的可靠性2.降低使用應(yīng)力水準(zhǔn)3.簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.采用冗余設(shè)計5.是高維護技術(shù)。
? 常見的耦合方式:阻容耦合、磁耦合、靜電耦合。
2nbe?ae,Kec?2mbec?aec
第三篇:微型計算機控制總結(jié)
典型計算機控制系統(tǒng)組成:通用外圍設(shè)備、主機及操作臺、I/O接口電路、I/O通道、信號檢測及變換、被控對象。
計算機控制系統(tǒng)特點:1)在結(jié)構(gòu)上常規(guī)連續(xù)系統(tǒng)中均使用模擬部件而計算機控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字部件的混合系統(tǒng)2)連續(xù)系統(tǒng)中各處信號均為連續(xù)模擬信號,計算機系統(tǒng)中還有離散模擬、離散數(shù)字等多種信號形式3)計算機系統(tǒng)包含連續(xù)信號和數(shù)字信號需采用專門的理論來分析和設(shè)計4)計算機系統(tǒng)中控制規(guī)律用軟件實現(xiàn)使系統(tǒng)具有很大靈活性和適應(yīng)性
5)計算機控制系統(tǒng)中,一個控制器經(jīng)常可采用分時控制的方式而同時控制多個回路6)采用計算機控制便于實現(xiàn)控制和管理一體化,使工業(yè)企業(yè)的自動化程度進一步提高。
計算機在控制中的典型應(yīng)用方式:1)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)2)直接數(shù)字控制系統(tǒng)3)監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)4)分級計算機控制系統(tǒng)
I/O接口電路是主機與外圍設(shè)備之間交換信息的連接部件。必要性:1)解決主機CPU和外圍設(shè)備之間的時序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題2)解決CPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和匹配問題3)解決CPU的負載能力和外圍設(shè)備端口選擇問題
I/O通道:是計算機和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道。I/O信號的種類:數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息三類。數(shù)據(jù)信息:是主機和外圍設(shè)備交換的基本信息。分為:數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量、脈沖量。狀態(tài)信息:外圍設(shè)備通過接口向CPU提供的反映外圍設(shè)備所處的工作狀態(tài)的信息。控制信息:CPU通過接口傳送給外圍設(shè)備的。
計算機和外部的通信方式:1并行通信2串行通信1)全雙工方式2)半雙工方式3)同步通信4)異步通信
三種 I/O控制方式:程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式
程序控制I/O方式:CPU和外圍設(shè)備之間的信息傳送,實在程序控制下進行的。
中斷控制I/O方式:當(dāng)外圍設(shè)備需要請求服務(wù)時,向CPU發(fā)出中斷請求,CPU響應(yīng)外圍設(shè)備中斷,停止執(zhí)行當(dāng)前程序,轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個外圍設(shè)備服務(wù)的程序,中斷處理完畢,CPU又返回來執(zhí)行原來的程序。
直接存儲器存取方式:不經(jīng)CPU,而在外設(shè)和存儲器之間直接高速交換數(shù)據(jù)
I/O接口的編址方式:1)I/O接口與存儲器統(tǒng)一編址2)I/O接口獨立編址
I/O通道的主要任務(wù)是將由檢測器件測取的各種參量變換成計算機所能接收的信息形式送入計算機。
I/O通道分為:模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量輸入通道、數(shù)字量輸出通道。模擬量輸入通道組成:信號處理裝置、采樣單元、采樣保持器、數(shù)據(jù)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和控制電路等部分。
為什么加采樣保持器:A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定時間,完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需時間稱為孔徑時間,對隨時間變化的模擬信號來說孔徑時間決定了每一個采樣時刻的最大轉(zhuǎn)換誤差。對于一定的轉(zhuǎn)換時間tA/D,誤差的百分?jǐn)?shù)和信號頻率成正比,為確保A/D轉(zhuǎn)換的精度必須限制信號的頻率范圍。如被采樣模擬信號的變化頻率相對于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度來說是較高的話,為了保證轉(zhuǎn)換精度就要在A/D轉(zhuǎn)換之前加上采樣保持電路使在A/D轉(zhuǎn)換期間保持輸入模擬信號不變。
采樣保持電路組成:輸入緩沖放大器A1、模擬開關(guān)AS、模擬信號存儲電容Ch、輸出緩沖放大器A2
采樣過程:是用采樣開關(guān)將模擬信號按一定時間間隔抽樣成離散模擬信號的過程
量化過程:用一組數(shù)碼來逼近離散模擬信號的幅值,將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號
模擬量輸出通道組成:D/A轉(zhuǎn)換器、輸出保持器、多路切換開關(guān)、低通濾波電路和功放電路
進入I/O通道的干擾:串模干擾、共模干擾。串模干擾抑制方法:1)加輸入濾波器2)
為避免干擾從傳輸導(dǎo)線竄入檢測回路,采用帶屏蔽層的雙絞線或同軸電纜連接一次儀表和轉(zhuǎn)換設(shè)備,屏蔽層應(yīng)良好接地3)在靠近傳感器位置將被測信號前置放大,從而提高回路的信號噪音比,再利用邏輯器件的特性來抑制干擾4)采用數(shù)字濾波技術(shù)。共模抑制干擾方法;1)采用共模抑制比高的、雙端輸入的運算放大器作被測信號的前置放大器,將有用的測量信號放大,使干擾信號受到抑制2)采用光耦合器或隔離變壓器把各種模擬負載和數(shù)字信號源隔離開來,也就是把模擬地和數(shù)字地斷開3)采用隔離放大器
離散化方法;差分變換法、零階保持器法、雙線性變換法。為什么加零階保持器:由于計算機只能處理離散數(shù)字信號,因此輸入信號必須經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器對e(t)進行采樣得到e?(t),然后需經(jīng)過保持器H(s)將此離散信號變成近似e(t)的信號eh(t),即eh(t)才等效于e(t),才能加到D(s)上去,所以D(z)近似D(s)求Z變換表達式時,應(yīng)包括H(s)在內(nèi)。
增量式PID控制算法與位置式PID控制算法比較有哪些優(yōu)點:1)位置式算法每次輸出與整個過去狀態(tài)有關(guān),容易產(chǎn)生較大積累誤差,而增量式中只需計算增量,算式中不需要累加,對控制量計算的影響較小,獲得比較好的控制效果2)由于計算機只輸出控制增量,所以誤動作時影響小,且必要時可用邏輯判斷的方法去掉,對系統(tǒng)安全運行有利3)手動——自動切換時沖擊比較小
積分整量化誤差產(chǎn)生原因:在PID增量式算法中,積分項為Kie(k)。當(dāng)采樣周期T較小,而積分時間T1較大時,Kie(k)項很可能小于計算機的最低有效位,在運算時被計算機取整而舍掉,從而產(chǎn)生積分整量化誤差。防止方法:1)擴大計算機運算的字長,提高計算精度2)當(dāng)積分項Kie(k)<?時,積分項單獨累加,直到產(chǎn)生溢出。
積分飽和原因:在數(shù)字PID控制系統(tǒng)中,當(dāng)系統(tǒng)開、?;虼蠓茸儎咏o定值時,系統(tǒng)輸出會出現(xiàn)較大的偏差,經(jīng)過積分項累積后可能使控制量u(k)>umax或u(k)<umin,此時,控制量并不能真正取得計算值,而只能取Umax或Umin,從而影響控制效果。由于主要是積分項的存在,引起了PID運算的飽和,因此這種飽和叫積分飽和。積分飽和增加了系統(tǒng)的調(diào)整時間和起調(diào)量,稱為飽和效應(yīng),對系統(tǒng)不利。積分飽和的防止方法:積分分離法和遇限削弱積分法。
在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中,由于物料或能量傳輸?shù)难舆t,常常存在著純滯后現(xiàn)象。如何消除:
1、史密斯純滯后補償原理
2、帶純滯后補償?shù)臄?shù)字控制器 史密斯純滯后補償原理:與D(s)并接一補償環(huán)節(jié)Gp(s)(1-e??s),用來補償被控對象中的純滯后部分,這個環(huán)節(jié)稱,為預(yù)估器 整個純滯后補償器的傳遞函數(shù):D(s)?D(s)補償后系統(tǒng)的閉1?D(s)Gp(s)(1?e??s)
環(huán)傳遞函數(shù):?(s)?D(s)Gp(s)??se 1?D(s)Gp(s)
對最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計的具體要求如下:準(zhǔn)確性要求、快速性要求、穩(wěn)定性要求
大林算法的設(shè)計原則:以大林算法為模型的數(shù)字控制器,使閉環(huán)系統(tǒng)的特性為具有時間滯后的一階慣性環(huán)節(jié),且滯后時間與被控對象的滯后時間相同。振鈴現(xiàn)象:大林把這種控制量以1/2的采樣頻率振蕩的現(xiàn)象稱為振鈴,這種振蕩一般是衰減的。消除方法:令數(shù)字控制器中產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象的極點的因子中的z=1,就可消除振鈴現(xiàn)象。
微型計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟:系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計,微型計算機選擇,控制算法設(shè)計,硬件設(shè)計,軟件設(shè)計,系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。
軟件分類:系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件分:操作系統(tǒng)、語言加工系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)。
語言加工系統(tǒng)分:編輯程序、編譯程序、連接裝配程序、調(diào)試程序、子程序庫。應(yīng)用軟件分:控制程序、數(shù)據(jù)采集及處理程序、巡回檢測程序、數(shù)據(jù)管理程序。應(yīng)用程序的語言選擇:機器語言、匯編語言、高級語言。結(jié)構(gòu)化程序三種基本結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu),選擇。,循環(huán)。
數(shù)字濾波:數(shù)字濾波是通過一定的計算程序?qū)π盘栕鲾?shù)字化的處理,以減少干擾在信號中的比重。數(shù)字濾波的算法分:算術(shù)平均值濾波、中值濾波、一階滯后濾波、程序判斷濾波。
線性化處理:在計算機控制系統(tǒng)中需要對一些非線性關(guān)系進行處理,通過一定的數(shù)據(jù)處理程序?qū)⒎蔷€性關(guān)系轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系。
多微處理機控制系統(tǒng)的定義:多機系統(tǒng)泛指多微處理器系統(tǒng)和多計算機系統(tǒng)。所謂多微處理機控制系統(tǒng)是指一個具有兩個或多個微處理機并能相互進行通信以協(xié)同解決一個大的給定問題的微機系統(tǒng)。
多微處理機控制系統(tǒng)的優(yōu)點:1)有較高的處理速度2)提高系統(tǒng)的可靠性3)系統(tǒng)便于擴充和修改4)實現(xiàn)復(fù)雜分散控制和管理一體化5)通過多微處理機實現(xiàn)并行處理,是開發(fā)超級計算機的重要途徑。
多微處理機控制系統(tǒng)中應(yīng)解決的問題:1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和通信方案2)任務(wù)分割和開發(fā)并行性問題3)正確處理資源競爭和死鎖問題4)提高系統(tǒng)可靠性和動態(tài)重組問題。
多微處理機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式:緊耦合系統(tǒng)、松耦合系統(tǒng)和分級結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
緊耦合系統(tǒng):耦合系統(tǒng)是指通過電信號連接在一起的系統(tǒng),或者說是一個共享公共硬件資源的系統(tǒng)。緊耦合多處理機是通過一個共享的高速主存來實現(xiàn)處理機間更緊密的聯(lián)系,各微處理機之間可在指令一級上實現(xiàn)并行處理。松耦合系統(tǒng):每個微處理機有一個大容量的局部存儲器,不同計算機間通信是通過一個消息傳送系統(tǒng)交換消息來實現(xiàn)的。這種耦合程度很松,任務(wù)之間的交互作用很小,通常把它看成是一個分部系統(tǒng)。分級結(jié)構(gòu)系統(tǒng):分級結(jié)構(gòu)呈樹狀結(jié)構(gòu),在這類結(jié)構(gòu)中,各微處理機之間存在著較明顯的層次關(guān)系
數(shù)據(jù)通信的四種方式:1)總線連接的通信方式2)調(diào)制-解調(diào)連接的通信方式3)用過程輸入/輸出裝置連接的通信方式4)高速數(shù)據(jù)通道連接的通信方式。
內(nèi)部總線:又稱微型計算機總線,用于計算機系統(tǒng)內(nèi)部模塊與模塊之間進行通信的總線。外部總線:又稱通信總線,是用于計算機系統(tǒng)與系統(tǒng)之間或計算機系統(tǒng)與設(shè)備之間進行通信的總線。
總線優(yōu)先級控制方法:
1、串聯(lián)總線優(yōu)先級控制
2、并聯(lián)總線優(yōu)先級控制
集散控制系統(tǒng)組成:監(jiān)督計算機、高速數(shù)據(jù)通道、CRT操作站、數(shù)據(jù)采集器、基本控制器。
第四篇:計算機控制技術(shù)總結(jié)
計算機控制技術(shù)總結(jié)
5.17去了東區(qū)做完了兩個實驗,計算機控制技術(shù)這門課算是落下了帷幕。這門課雖然結(jié)束了,但這門課里面所講述的內(nèi)容,對我們以后的工作將是意義深遠。上學(xué)期我們學(xué)習(xí)了自動控制技術(shù),但是這門課更多的是包含了自動控制技術(shù)里的理論知識和一些定理的推算證明,此外也涉及到了電子技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù),這是一門以計算機為控制核心的學(xué)科。如今計算機控制系統(tǒng)已成為當(dāng)今自動控制的主流系統(tǒng),已逐步取代傳統(tǒng)的模擬檢測、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)雜的計算機方法和處理方法,是受控對象的動態(tài)過程按規(guī)定方式和技術(shù)要求運行,完成各種過程控制、操作管理等任務(wù)。
這本書我們一共學(xué)習(xí)了7章,下面我將一章一章的進行總結(jié)。
第一章 緒論
(1)計算機控制系統(tǒng)就是有各種各樣的計算機參與控制的一類控制系統(tǒng)
(2)計算機控制系統(tǒng)組成:由計算機、外部設(shè)備、操作臺、輸入通道、輸出通道、檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)、被控對象以及相應(yīng)的軟件
(3)計算機控制系統(tǒng)分類:計算機操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)、計算積分及控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)
(4)計算機控制系統(tǒng)信號的采樣與恢復(fù)
(5)計算機控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢
第二章 Z變換及Z傳遞函數(shù)
(1)Z變換的定義
?時域(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:級數(shù)求和法、部分分式法
(4)常用信號Z的變換(P19-20),常用Z變化表(P27)
(5)z 變換的基本定理:線性定理、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:長除法、部分分式法、留數(shù)計算法
(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 計算機控制系統(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)被控變量進入新穩(wěn)態(tài)值附近±5%或±3%的范圍內(nèi)就可以表明過渡過程已經(jīng)結(jié)束
第四章 計算機控制系統(tǒng)的離散化設(shè)計
(1)最少拍系統(tǒng)設(shè)計的基本原則:1對于特定的參考輸入信號,到達穩(wěn)態(tài)后,系統(tǒng)
在采樣時刻精確實現(xiàn)對輸入的跟蹤。2系統(tǒng)以最快速度達到穩(wěn)態(tài)。3D(z)應(yīng)是物理可實現(xiàn)的。4閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)是穩(wěn)定的。
(2)三個假設(shè)條件:1G(z)在單位圓上和圓外無極點,(1,j0)點除外;2 G(z)在單位圓上和圓外無零點;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)定零極點對消,應(yīng)滿足如下穩(wěn)定性條件: 1.We(z)的零點應(yīng)包含G(z)中全部不穩(wěn)定的極點。2.G(z)在單位圓上或圓的零點應(yīng)全部包含在希望閉環(huán)Z傳遞函數(shù)W(z)的零點中。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,這會使系統(tǒng)過渡過程時間延長。
第五章 計算機控制系統(tǒng)的模擬化設(shè)計
(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,雙線性變換法,頻率預(yù)畸雙線性變換法,零、極點匹配法
(2)數(shù)字PID控制算法:位置式、增量式
(3)算法改進: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
(1)Smith預(yù)估控制的基本原理:引入預(yù)估補償器,使得補償 以后的閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程中不包含純滯后特性。
(2)純滯后補償控制的數(shù)字控制算法步驟:① 計算反饋回路的偏差② 計算純滯后補償器的輸出③計算偏差④計算控制器的輸出
(3)純滯后補償控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用:減溫器溫度純滯后補償控制,精餾塔的溫度純滯后補償控制
(4)串級控制系統(tǒng)控制原理: 單回路負反饋控制。
(5)串級控制系統(tǒng)的設(shè)計原則:系統(tǒng)中的主要擾動應(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 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
(1)計算機控制系統(tǒng)設(shè)計原則:1.系統(tǒng)應(yīng)具有優(yōu)良的操作性能2.通用性好、便于擴充3.可靠性高4.實時性好5.設(shè)計周期要短,價格要便宜
(2)計算機控制系統(tǒng)設(shè)計步驟:
1.研究被控對象、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
5.軟件的設(shè)計
6.系統(tǒng)仿真與調(diào)試
7.現(xiàn)場安裝調(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
由于上課時間有限,自己學(xué)習(xí)能力還有待于加強,關(guān)于這門課以后還需要我們多花點時間去多翻翻書。以后如有機會到計算機類軟硬件公司、電子設(shè)備公司、各類企事業(yè)單位等從事有關(guān)控制系統(tǒng)的硬件開發(fā)、技術(shù)支持等工作,都會用到這門課。盡管這是一門考查課,但我們不能放松。否則一旦踏上工作崗位會有“書到用時方很少” 的悔感,那是我們就后悔也莫及了,所以一定要在畢業(yè)之前掌握好各門專業(yè)課。最后真心要感謝葉樹霞老師,不僅是教了我們這門課,更多的是一種敬佩。我們上課的時候,由于一部分無心學(xué)習(xí)的同學(xué),教室里吵雜。但是老師總是會把該講的都講到,不會因為某些同學(xué)不想學(xué)就不教,教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),認真負責(zé)。
第五篇:計算機控制技術(shù)總結(jié)
第一章
1、計算機控制系統(tǒng)的工作原理
?實時決策控制:對采集到的被控量進行分析處理,并按已定的控制規(guī)律,決定控制行為。
?實時控制輸出: 根據(jù)控制決策,適時地對控制機構(gòu)發(fā)出控制信號,完成控制任務(wù)。
2、計算機控制系統(tǒng)的組成答:計算機控制系統(tǒng)由計算機(工業(yè)控制機)和生產(chǎn)過程兩部分組成。
工業(yè)控制機是指按生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設(shè)計的計算機,它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過程包括被控對象和測量變送、執(zhí)行機構(gòu)、電氣開關(guān)等裝置。
3、計算機控制系統(tǒng)的典型型式
答: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)場總線控制系統(tǒng),綜合自動化系統(tǒng)。
第二章
什么是總線
所謂總線,就是計算機各個模塊之間互聯(lián)和傳送信息的一組信號線??偩€可以分為內(nèi)部總線和外部總線,而內(nèi)部總線又可分為片級總線和系統(tǒng)總線。
模擬量輸入通道:是把從系統(tǒng)中檢測到的模擬信號,變成二進制數(shù)字信號,經(jīng)接口送往計算機。
模擬量輸入通道的組成一般由I/V變換、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、接口及控制邏輯等組成。
信號調(diào)理:為了將外部開關(guān)量信號輸入到計算機,必須將現(xiàn)場輸入的狀態(tài)信號經(jīng)轉(zhuǎn)換、保護、濾波、隔離等措施轉(zhuǎn)換成計算機所能接受的邏輯信號,這個過程叫信號調(diào)理。
采樣過程:按一定的時間間隔T,把時間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬量信號、轉(zhuǎn)變成在時刻0、T、1 T、2 T、…K T的一連串脈沖輸出信號的過程成為采樣過程。
量化:采用一組數(shù)碼(如二進制碼)來逼近離散模擬信 號的幅值,將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。量化過程:將采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程稱為量化過程。
3.采樣保持器
(1)孔徑時間和孔徑誤差的消除
? 孔徑時間:A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量所需的時間,稱為孔徑時間。
?孔徑誤差:對于隨時間變化的模擬信號來說,孔徑時間決定了每一個采樣時刻的最大轉(zhuǎn)換誤差。對于一定的轉(zhuǎn)換時間,誤差的百分?jǐn)?shù)和信號頻率成正比。
?孔徑誤差的消除: 采用帶有采樣保持器,限制信號的頻率范圍。
模擬量輸出通道任務(wù)是把計算機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流信號,以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu),達到控制的目的。
模擬量輸出通道一般由接口電路、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I變換等組成模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式
1.一個通路設(shè)置一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式(數(shù)字保持方案)
優(yōu)點:轉(zhuǎn)換速度快、工作可靠。
缺點:使用較多的D/A轉(zhuǎn)換器。
2.多個通路共用一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式(模擬保持方案)
優(yōu)點:節(jié)省數(shù)/模轉(zhuǎn)換器
缺點:分時工作,適用于通路數(shù)量多且速度要求不高的場合;
要用多路開關(guān),且要求輸出采樣保持的保持時間與采樣時間之比較大; 可靠性差。
2.6 硬件抗干擾技術(shù)
3種過程通道抗干擾技術(shù)主機抗干擾技術(shù)系統(tǒng)供電與接地技術(shù)
干擾既可能來源于外部,也有可能來自內(nèi)部。外部干擾由外界環(huán)境因素決定;內(nèi)部干擾是由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制造工藝等決定。
過程通道抗干擾技術(shù)
1.串模干擾及其抑制方法
(1)串模干擾
定義: 有用信號以外的噪聲或造成計算機設(shè)備不能正常工作的破壞因素。
(2)串模干擾的抑制方法 答:?實時數(shù)據(jù)采集:對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入。
–如果串模干擾的頻率與被測信號頻率不同時,可以采用濾波器來抑制干擾;
–當(dāng)尖峰型串模干擾為主要干擾源時,用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器可以削弱串模干擾影響;
–對于串模干擾主要來自電磁感應(yīng)時,信號應(yīng)僅可能早地前置放大,提高信噪比;
–利用邏輯器件的特性來抑制串模干擾;
–采用良好的屏蔽,以減少電磁干擾。
2.共模干擾及其抑制方法
(1)共模干擾
定義:所謂共模干擾是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。
(2)共模干擾的抑制方法
變壓器隔離、光電隔離、浮地屏蔽、采用儀表放大器提高共模抑制比。
數(shù)字PID控制器的改進
積分項的改進
(1)積分分離(2)抗積分飽和(3)梯形積分(4)消除積分不靈敏區(qū)
?微分項的改進
(1)不完全微分PID控制
改進原因:在PID控制中,對具有高頻擾動的生產(chǎn)過程,微分作用響應(yīng)過于靈敏,容易引起控制過程振蕩,降低調(diào)節(jié)品質(zhì)。
改進方法:串聯(lián)一階慣性環(huán)節(jié),組成不完全微分PID控制器。
兩種PID控制的階躍響應(yīng):
(2)微分先行PID控制算式
改進原因:為避免給定值的升降給系統(tǒng)帶來沖擊,如超調(diào)過大,調(diào)節(jié)閥動作劇烈。
改進方法:只對被控量y(t)微分,不對偏差e(t)微分。
?帶死區(qū)的PID控制算法
作用:避免控制動作過于頻繁,消除頻繁動作所引起的振蕩。
施密斯預(yù)估控制的思想
施密斯預(yù)估控制原理是:與D(s)并接一補償環(huán)節(jié),用來補償被控制對象中的純滯后部分。這個補償環(huán)節(jié)為預(yù)估器,其傳遞函數(shù)為Gp(s)(1--e-ts),t為純滯后時間。由施密斯預(yù)估器和控制器D(s)組成的補償回路稱為純滯后補償器,其傳遞函數(shù)為D’(s),經(jīng)補償后,消除了純滯后部分對控制系統(tǒng)的影響,且不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
所謂振鈴現(xiàn)象,是指數(shù)字控制器的輸出以二分之一采樣頻率大幅度衰減的振蕩。
振鈴現(xiàn)象的消除 第一種方法是先找出D(z)中引起振鈴現(xiàn)象的因子(z=-1附近的極點),然后令其中的z=1,根據(jù)終值定理,這樣處理不影響輸出量的穩(wěn)定值。
第二種方法是從保證閉環(huán)系統(tǒng)的特性出發(fā),選擇合適的采樣周期T及系統(tǒng)閉環(huán)時間常數(shù)Tt,使得數(shù)字控制器的輸出避免產(chǎn)生強烈的振鈴現(xiàn)象。
軟件抗干擾技術(shù)
經(jīng)常采用的軟件抗干擾技術(shù)技術(shù)是數(shù)字濾波技術(shù)、開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)、指令冗余技術(shù)、軟件陷阱等。先進控制技術(shù):模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、專家控制技術(shù)和預(yù)測控制技術(shù)。
模糊控制系統(tǒng)通常由模糊控制器、輸入輸出接口、執(zhí)行機構(gòu)、測量裝置和被控對象等5個部分組成。
6.6.1數(shù)字濾波技術(shù)
數(shù)字濾波是通過一定得的計算或判斷程序,減少干擾在有用信號中比重。
與模擬濾波器相比,數(shù)字濾波器的優(yōu)點:
程序?qū)崿F(xiàn),不需硬件,可靠性高,穩(wěn)定性好。
可以對很低頻率進行濾波,克服模擬濾波器的缺點,根據(jù)信號不同,采用不同的濾波方法,靈活、方便、功能強。
1平均值濾波:適用于周期性干擾
2中位濾波:使用偶然的脈沖干擾
3限幅濾波:使用偶然的脈沖干擾
4慣性濾波:適用于高頻干擾
6.6.2開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)
1.開關(guān)量信號輸入抗干擾措施
干擾特點:多呈毛刺狀,作用時間短。
解決方法:兩次采樣、多次采樣,完全一致方為有效。
2.開關(guān)量信號輸出抗干擾措施
慣性大的輸出設(shè)備(如各類電磁執(zhí)行機構(gòu)),對毛刺干擾有一定的耐受能力。
慣性小的設(shè)備(如通訊口),耐受能力小,需要輸出抗干擾。
解決方案:重復(fù)輸出統(tǒng)一數(shù)據(jù),重復(fù)中期盡可能短,外設(shè)階受到干擾信號,還來不及做出反應(yīng),一個正確的輸出信息又來到了。
6.6.3 指令冗余技術(shù)
解決方案:在關(guān)鍵地方插入單字節(jié)指令(NOP),這就是指令冗余。
6.6.4 軟件陷阱技術(shù)
什么是軟件陷阱:就是一條引導(dǎo)指令,強行將捕獲的程序引向一個指定的地址,在那里有一段專門對程序出錯進行處理的程序。
軟件陷阱的實現(xiàn):無條件轉(zhuǎn)移指令
軟件陷阱的位置(1)未使用的中間向量區(qū)(2)未使用的大片ROM區(qū)3)表格(4)程序區(qū)
網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
星形、環(huán)形、總線型、樹形。
1.網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
(1)星形結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu):中心結(jié)點是主結(jié)點,它接受各分散結(jié)點的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)結(jié)點,具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。
特點::①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,便于控制和管理,建網(wǎng)容易;
②網(wǎng)絡(luò)延遲時間短,傳輸錯誤率較低;
③網(wǎng)絡(luò)可靠性較低,一旦中央結(jié)點出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓;
④網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點上,相互結(jié)點必須經(jīng)過中央結(jié)點才能轉(zhuǎn)發(fā)信息;
⑤通訊電路都是專用線路,利用率不高,故網(wǎng)絡(luò)成本較高。
(2)環(huán)形結(jié)構(gòu)::結(jié)構(gòu):各結(jié)點通過環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中,環(huán)網(wǎng)中,數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的方向從一個結(jié)點單向傳送到另一結(jié)點。
特點:①信息流在網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動,故兩個結(jié)點之間僅有唯一的通路,簡化了路徑選擇控制; ②環(huán)路中每個結(jié)點的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制,因此控制軟件較簡單;
③環(huán)路中,當(dāng)某結(jié)點故障時,可采用旁路環(huán)的方法,提高了可靠性;
④環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率,故擴展受到一定的限制。
(3)總線形:;結(jié)構(gòu):個結(jié)點經(jīng)其接口,通過一條或幾條通訊線路與公共總線連接。其任何結(jié)點的信息都可以沿著總線傳輸,并且能被任一結(jié)點接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結(jié)點向兩端擴散,因此又稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。特點:①結(jié)構(gòu)簡單靈活,擴展方便;
②可靠性高,網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快;
③共享資源能力強,便于廣播式工作;
④設(shè)備少,價格低,安裝和使用方便;
⑤由于所有結(jié)點共用一條總線,因此總線上傳送的信息容易發(fā)生沖突和碰撞,故不易用在實時性要求高的場合。
(4)樹形::結(jié)構(gòu):分層結(jié)構(gòu),適用于分級管理和控制系統(tǒng)。
特點:①通訊線路總長度較短,連網(wǎng)成本低,易于擴展,但結(jié)構(gòu)較星形復(fù)雜;
②網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點外,任一結(jié)點或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。
介質(zhì)訪問控制技術(shù)
什么介質(zhì)訪問控制?
各結(jié)點通過公共通道傳輸信息,因此存在如何合理分配信道的問題,訪問控制方式的功能是合理解決信道的分配。
(1)沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)——適用于總線形
工作原理
當(dāng)某一結(jié)點要發(fā)送信息時,首先要偵聽網(wǎng)絡(luò)中有無其它結(jié)點正在發(fā)送信息,若沒有則立即發(fā)送;否則,等待一段時間,直至信道空閑,開始發(fā)送。
確定等待時間的方法
①當(dāng)某結(jié)點檢測到信道被占用后,繼續(xù)檢測,發(fā)現(xiàn)空閑,立即發(fā)送;
②當(dāng)某點檢測到信道被占用后就延遲一個隨機時間,然后再檢測。重復(fù)這一過程,直到信道空閑,開始發(fā)送。
(2)令牌環(huán)——適用于環(huán)網(wǎng)
令牌的定義
是控制標(biāo)志,網(wǎng)中只設(shè)一張令牌,并依次沿各結(jié)點傳送。
(3)令牌總線——適用于總線形式
原理:把總線形傳輸介質(zhì)的各個結(jié)點形成一個邏輯環(huán),即人為地給各個規(guī)定一個順序??刂品绞筋愃朴诹钆骗h(huán)。.差錯控制技術(shù)
改善信道的點性能,使誤碼率降低
(1)奇偶校驗
(2)循環(huán)冗余校驗——CRC校驗
(3)糾錯方式3種:重發(fā)糾錯,自動糾錯,混合糾錯
分布式控制系統(tǒng)
答:分布式控制系統(tǒng)就是指綜合了計算機技術(shù)、控制技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、通信技術(shù),集中了連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控制、數(shù)據(jù)采集等功能,為用戶實現(xiàn)過程控制自動化與信息管理想結(jié)合的管控一體化的綜合集成系統(tǒng)。什么叫現(xiàn)場總線
現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化最底層的現(xiàn)場儀表或現(xiàn)場設(shè)備互連的通信網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)場總線的體系結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)以下6個方面:
(1)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)(2)現(xiàn)場設(shè)備互連(3)互操作性(4)分散功能塊(50通信線供電
(6)開放式互連網(wǎng)絡(luò)
OPC OPC是用于過程控制的對象鏈接嵌入技術(shù),OPC采用客戶/服務(wù)層結(jié)構(gòu)想下層提供接口,時信息進入OPC服務(wù)器,向上層提供接口,實現(xiàn)向上互聯(lián)。
系統(tǒng)集成:
按系統(tǒng)整體性原理,將原來沒有聯(lián)系或聯(lián)系不緊密的元素組成為具有一定功能的,滿足目標(biāo)、相互聯(lián)系、彼此協(xié)調(diào)工作的新系統(tǒng)的過程、技術(shù)與科學(xué)而引出的系統(tǒng)集成工程。