第1章 计算机控制系统概述

1、第五章 计算机控制系统的间接设计法,1. 离散与连续等效设计的基本步骤2.离散与连续等效设计方法 3.数字PID控制器设计 4.改进的数字PID控制算法 5.数字PID控制器的参数整定,1离散与连续等效设计的基本步骤,连续域离散化设计是先在连续域（ 平面）上进行控制系统的分析、设计，得到满足性能指标的连续控制系统，然后再离散化，得到与连续系统指标相接近的计算机控制系统。下面具体说明设计步骤：,第一步：根据连续控制系统框图（其中 为被控对象传递函数， 为控制器。首先在连续域上完成 的分析、设计。在设计 时，要把对系统有不利影响的时。

2、1,第4章 计算机控制系统的特性分析,4.1 离散系统 4.2 采样系统的数学描述 4.3 采样系统的动态响应 4.4 采样系统的稳定性 4.5 采样系统的稳态分析,本章具体内容,1,4.1 离散系统,离散控制系统与连续控制系统在数学分析工具、稳定性、动态特性、静态特性、校正与综合等方面都具有一定的联系和区别，许多结论都具有相类同的形式，在学习时要注意对照和比较，特别要注意它们不同的地方。,线性连续控制系统与线性离散控制系统的研究方法对照,1,4.1 离散系统,4.1.1 采样控制系统,1,4.1 离散系统,4.1.2 数字控制系统,1,4.1 离散系统,4.1.3 计算机。

3、第三章 计算机控制技术的 设计方法,一,数字控制器：是计算机控制系统的核心组成部分，是在被控对象数学模型或操作人员的经验基础上进行设计，并用计算机软件实现的某种控制算法。,（1）连续化设计方法先设计校正装置的传递函数D(s)，然后采用某种离散化方法，将它变成计算机算法。 （2）离散化设计方法已知被控对象的传递函数或特性G(Z)，根据所要求的性能指标，设计数字控制器。,一,设计方法：数字控制器的连续化设计是忽略控制回路中所有的零阶保持器和采样器，在S域中按连续系统进行初步设计，求出连续控制器，然后通过某种近似，将连。

4、2019/6/11,第一章 绪 论,1,1 开课目的和任务 (1/2),工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术。 它主要研究如何将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。 目的在于使学生了解和掌握以微型机为核心组成的控制系统的硬件、软件基础知识和基本应用技术。,2019/6/11,第一章 绪 论,2,1 开课目的和任务 (2/2),本课程是自动化和测控专业的专业基础课和专业主干课程之一。 哪几门？ 自动控制理论，现代控制理论，微机原理及接口技术，微机控制。

5、 第3章 开环数字程序控制 本本章章主主要要内内容容： 1数字程序控制基础 2逐点比较法插补原理 3步进电机控制技术 什么是数字程序控制？ 能根据输入的指令和数据，控制生产机械按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动完成工作的自动控制，称为数字程序控制。 数字程序控制的应用 数字程序控制主要应用于机床的自动控制，如用于铣床、车床、加工中心、线切割机以及焊接机。

6、2019/6/15,泰格林纸集团卓越学院,1,计 算 机 控 制 技 术,2019/6/15,泰格林纸集团卓越学院,2,第一章 计算机控制系统概述,计算机控制技术研究的内容及特点1、研究的内容：主要研究控制理论、计算机技术（软、硬件技术）、网络通信技术、测量技术、信号处理技术等在微机控制中的应用、以及微机的控制方法及其应用。,2019/6/15,泰格林纸集团卓越学院,3,2、主要的特点：,1）理论性强：应用各种控制理论、信号处理理论等 2）综合性强：应用有控制理论、计算机硬件技术、编程技术、网络技术、测量技术、信号处理技术、电子技术等 3）实践性强：。

7、范立南 李雪飞 编著机械工业出版社,计算机控制技术第8章 计算机控制系统的设计与实现,第8章 计算机控制系统的设计与实现,8.1 系统设计的基本要求和特点 8.2 计算机控制系统的设计方法及步骤 8.3 仪器用温箱温度控制系统 8.4 产品自动装箱控制系统 8.5 自动剪切机控制系统,8.1 系统设计的基本要求和特点,8.1.1 系统设计的基本要求,计算机控制系统设计的基本要求主要包括五个部分。,1安全可靠,为了保证安全可靠，通常采用如下做法：,第一，选用高性能的工业控制计算机，保证在恶劣的工业环境下，系统仍能正常运行。第二，设计可靠的控制方案。

8、第9章 计算机控制系统设计与实现,计算机控制系统的设计，既是一个理论问题，又是一个工程问题。 计算机控制系统的理论设计包括：建立被控对象的数学模型；确定满足一定技术经济指标的系统目标函数，寻求满足该目标函数的控制规律；选择适宜的计算方法和程序设计语言；进行系统功能的软、硬件界面划分，并对硬件提出具体要求。,本章主要介绍计算机控制系统设计的原则与步骤、计算机控制系统的工程设计与实现、计算机控制系统的设计举例。,9.1 系统设计的原则与步骤,9.1.1 系统设计的原则,1、安全可靠2、操作维护方便3、实时性强4、通用性好。

9、2019/10/9,计算机控制技术,1,第8章 典型计算机控制系统简介,基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统； 基于数字调节器的计算机控制系统； 基于PLC的计算机控制系统； 基于嵌入式系统的计算机控制系统； 分散控制系统； 现场总线控制系统; 计算机集成制造系统。,2019/10/9,计算机控制技术,2,8.1基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统,该类系统是一种非常典型的DDC控制系统，工控机通过基于PC总线的板卡进行实时数据采集，并按照一定的控制规律实时决策，产生控制指令，并通过板卡输出，对生产过程直接进行控制。 该类系统具。

10、计算机控制技术,主讲：狄卫国 手机：13930139583 邮箱：weiguodi126.com,电气与电子工程学院,2018年9月30日星期日,课程教学安排,总学时：48学时 理论学时：36学时 实验学时：12学时 考试形式：笔试,2018年9月30日星期日,教材:,2018年9月30日星期日,主要参考书目,2018年9月30日星期日,2018年9月30日星期日,参考教材,微型计算机控制技术实用教程，潘新民主编，电子工业出版社，2006 微型计算机控制技术，赖寿宏主编，机械工业出版社，2005 微型计算机控制技术，于海生主编，清华大学出版社，2000 微型计算机控制技术及应用，徐大诚主编，高。

11、范立南 李雪飞 编著机械工业出版社,计算机控制技术第4章 计算机控制系统特性分析,4.1 离散系统 4.2 计算机控制系统的稳定性分析 4.3 计算机控制系统的动态响应分析 4.4 计算机控制系统的稳态误差分析,第4章计算机控制系统特性分析,4.1 离散系统,离散控制系统与连续控制系统在数学分析工具、稳定性、动态特性、静态特性、校正与综合等方面都具有一定的联系和区别，许多结论都具有相类同的形式，在学习时要注意对照和比较，特别要注意它们不同的地方。,4.1 离散系统,线性连续控制系统与线性离散控制系统的研究方法对照,4.1 离散系统,4.1.1 。

12、计算机控制系统,第7章 计算机控制系统的软件设计,图7-1 过程计算机控制系统软件组成框图,7.1 计算机控制系统概述,7.1.1 计算机控制系统软件的组成,直接程序，与控制过程或采样/控制设备直接有关的程序，参与系统的实际控制过程，完成与各类I/O模板相关的信号采集、处理和各类控制信号的输出任务，性能直接影响系统的运行效率和精度，是软件系统设计的核心部分。 规范服务性程序，指完成系统运行中的一些规范性服务功能的程序， 如报表打印输出、报警输出、算法运行、各种画面显示等。 辅助程序 ，包括接口驱动程序、检验程序，设备自诊断。

13、第9章 计算机控制系统,工业过程中广泛应用的计算机控制系统: 集散控制系统(DCS) 是70年代中期发展起来的以微处理器为基础的计算机综合系统。 现场总线控制系统（FCS） 是一种基于现场总线技术的新型计算机控制系统，它采用现场总线把传感器、变送器、执行器和控制器集成在一起，形成真正的开放式互连系统结构。 可编程控制器系统,9.1 集散型控制系统 （Total Distributed Control System，DCS）,以多台微型计算机为基础，采用数据通信和CRT显示技术，应用控制理论，对生产过程进行分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的系统。

14、第五章 计算机控制系统,第一节 概 述 第二节 集散控制系统 第三节 可编程控制器,第一节 概 述,一、计算机控制简介 常规控制系统 ：由被控对象和过程控制仪表组成的过程控制系统 。 计算机控制系统：由被控对象和计算机组成的过程控制系统。,一、计算机控制简介,（一）操作指导控制系统 原理：在操作指导控制系统中，计算机对工艺变量进行采集，然后根据一定的控制算法计算出供操作人员参考、选择的操作方法、最佳设定值等，再由操作人员直接作用于生产过程。 特点：该系统属于开环控制结构，即自动检测人工调节。结构简单，控制灵活、安全。

15、学习目标,掌握计算机控制系统的组成原理,知识点：,了解计算机控制系统的应用类型,掌握集散控制系统的基本组成,掌握计算机控制系统的信号处理原理,掌握计算机控制系统的输入、输出通道的组成,掌握理想PID控制算法,技能点：,利用计算机控制系统实训装置，培养以下技能,熟练掌握计算机控制系统的构成方法,了解模拟信号、开关信号的处理方法,理解和掌握理想PID控制算法,1.1 计算机控制系统的组成,计算机控制系统是用计算机(通常称为工业控制计算机)来实现工业过程自动控制的系统。,什么是自动控制?自动控制系统由哪些部分组成?,1.1.1 基本概念。

16、计算机控制系统,Computer Control System,课程基本情况,课程编号：0RH03305 课程性质：专业课，选修 总学时：40学时，其中主讲：32学时实践：8学时 考核方式：平时成绩 30%期末考试(开卷）70%,平时成绩:实验、作业、报告、考勤,教 材： 计算机控制系统理论、技术与应用杨树兴，李擎，苏中，侯会文编著机械工业出版社，2006,5ISBN 7-111-18970-1/TP4796(课)350.7 元 参考书：1、 微型计算机控制技术 谢剑英，贾青 编著国防工业出版社，2001年9月第3版2、计算机控制系统-理论与技术K.J.Astrom著.清华大学出版社，2001年1月,本课程的地位、作。

17、第一节 绪论,1.1 计算机控制系统概述 1.2 计算机控制系统发展概述 1.3 计算机控制系统的组成,1.1 计算机控制系统概述,一、计算机控制系统的基础是：自动控制技术：自动控制是在非人工直接参与的前提下，应用自动控制装置自动地、有目的地控制设备和生产过程，使他们具有一定的状态和性能，完成相应的功能，实现预定的目标。,经典控制理论 4050年代形成 SISO系统 现代控制理论 6070年代形成 MIMO系统 现代控制理论的进一步发展,控制理论的发展史,经典控制理论,主要的研究对象：SISO线性定常系统； 数学工具：拉氏变换； 系统描述: 传递函数。

18、第一章 计算机控制系统概述,1.1 计算机控制系统的组成 1.2 工业控制机的特点 1.3 微型计算机控制系统的主要结构类型 1.4 微型计算机控制系统的发展 习题,1.1 计算机控制系统的组成,计算机控制系统是由计算机和工业对象两大部分组成的。 在工业领域中，自动控制技术已获得了广泛的应用。 图1-1(a)示出了按偏差进行控制的闭环控制系统。 图1-1(a)是闭环控制系统的原理框图，在闭环控制系统中， 测量元件对被控对象的被控参数(如温度、压力、流量、转速、 位移等)进行测量； 变换发送单元将被测参数变成电压(或电流)信号，反馈给控制器； 控。

19、计算机控制系统 （2013级研究生）,西安工程大学 陈增禄 2013-11-05,指导思想与方法 打好基础，尤其是理论基础 着重系统观念、注意掌握方法 整理知识体系，形成立体结构 重在整体、重在过程 寓系统观念及方法于小题目中 蕴含潜力、体现层次、区别经验 考试 闭卷考试；重概念、重原理；计算简单 12题，选做10题，每题10分；严格考试纪律,第1章 计算机控制系统概述,本章主要内容 1.1 基本概念 1.2 系统组成和特点 1.3 发展历程及典型形式 1.4 性能指标 1.5 发展趋势,1.1 计算机控制系统的基本概念,什么是计算机控制系统？ 由计算机实现控制的。