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1、电气装备计算机控电气装备计算机控制技术制技术_第一章第一章(电气电气)现在学习的是第1页，共55页课程的性质和目的课程的性质和目的 本课程是自动化专业必修的专业课程，在自动化专业课本课程是自动化专业必修的专业课程，在自动化专业课程体系中起着重要的作用。程体系中起着重要的作用。微机控制技术微机控制技术是关于自动控制理论自动控制理论自动控制理论自动控制理论和计算机技术计算机技术计算机技术计算机技术如何应用于工业生产过程自动化的一门专门技术。通过本课程的学习使学生掌握分析和设计一个计算机控通过本课程的学习使学生掌握分析和设计一个计算机控制系统的理论和方法，并能将所学的知识应用到工业过制系统的理论和方
2、法，并能将所学的知识应用到工业过程控制、电气传动、机器人控制中等。程控制、电气传动、机器人控制中等。现在学习的是第2页，共55页学时分配学时分配第第1章章 计算机控制系统概述计算机控制系统概述 2学时学时第第2章章 输入输入/输出接口与过程通道输出接口与过程通道 8学时学时第第3章章 数字控制器的模拟化设计方法数字控制器的模拟化设计方法 6学时学时第第4章章 数字控制器的直接设计方法数字控制器的直接设计方法 6学时学时第第5章章 常用应用程序设计常用应用程序设计 2学时学时第第6章章 集散控制系统和现场总线集散控制系统和现场总线 4学时学时第第7章章 微型计算机控制系统的设计微型计算机控制系统
3、的设计 4学时学时实验实验 8学时学时现在学习的是第3页，共55页教材及参考书教材及参考书教材：教材：1 王新主编，微型计算机控制技术，中国电力出版社，王新主编，微型计算机控制技术，中国电力出版社，2009年年8月月教学参考书：教学参考书：1 武自芳等编著，微型计算机控制系统及其应用，电子工武自芳等编著，微型计算机控制系统及其应用，电子工业出版社，业出版社，2007年年10月月2 潘新民，王燕芳编著，微型机算计控制技术，电子工业出版社，潘新民，王燕芳编著，微型机算计控制技术，电子工业出版社，2003年年1月月3 何克忠何克忠 编著，计算机控制系统，清华大学出版社，编著，计算机控制系统，清华大学
4、出版社，2001年年7月月 现在学习的是第4页，共55页考试形式考试形式 平时作业、考勤（平时作业、考勤（30%）考试（）考试（70%）考试题型考试题型 填空、简答、计算、设计。填空、简答、计算、设计。现在学习的是第5页，共55页第第1 1章章 计算机控制系统概述计算机控制系统概述现在学习的是第6页，共55页1.1 自动控制系统的基本概念自动控制系统的基本概念自动控制是在没有人直接参与的前提下，应自动控制是在没有人直接参与的前提下，应用控制装置自动地、有目的地控制或操纵用控制装置自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使它们具备相应的机器设备或生产过程，使它们具备相应的功能，完成预定的目
5、标。功能，完成预定的目标。从信号传送的路径结构可分为两大类：从信号传送的路径结构可分为两大类：开环控制系统开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统现在学习的是第7页，共55页在反馈控制系统中，通过检测装置（仪表）获取输在反馈控制系统中，通过检测装置（仪表）获取输出变量，将此值与给定值进行比较后，由控制器出变量，将此值与给定值进行比较后，由控制器（校正装置）按偏差进行某种控制运算，最后通过（校正装置）按偏差进行某种控制运算，最后通过执行机构输出操作量作用于被控对象，以消除偏差。执行机构输出操作量作用于被控对象，以消除偏差。图1-1反馈控制系统结构框图现在学习的是第8页，共55页1.2 计算机控制系统
6、的组成计算机控制系统的组成1.2.1计算机控制系统的工作原理计算机控制系统的工作原理将连续控制系统中的调节器的功能用计算机来将连续控制系统中的调节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实现，就组成了一个典型的计算机控制系统。图1-5计算机控制系统基本框图现在学习的是第9页，共55页计算机控制系统的工作原理可归纳为三个步骤：计算机控制系统的工作原理可归纳为三个步骤：（1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。瞬时值进行检测和输入。（2）实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，）实时控制决策：对采集到的被
7、控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。（3）实时控制输出：根据控制决策，适时地对执）实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。行机构发出控制信号，完成控制任务。现在学习的是第10页，共55页在计算机控制系统中，生产过程与计算机直在计算机控制系统中，生产过程与计算机直接连接，并由计算机控制，这种方式被称接连接，并由计算机控制，这种方式被称为在线方式或联机方式；生产过程不与计为在线方式或联机方式；生产过程不与计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操
8、作，这种方式被称为进行联系并做相应操作，这种方式被称为离线方式或脱机方式。离线方式或脱机方式。现在学习的是第11页，共55页1.2.2 计算机控制系统的硬件组成计算机控制系统的硬件组成计算机控制系统硬件主要由主机、过程通道、计算机控制系统硬件主要由主机、过程通道、I/O接口及人机联系设备等部分组成。由于接口及人机联系设备等部分组成。由于系统的不同，组成计算机控制系统的硬件系统的不同，组成计算机控制系统的硬件也不同。也不同。图图1-6给出了典型的计算机控制系统硬件组给出了典型的计算机控制系统硬件组成框图。成框图。现在学习的是第12页，共55页图1-6 计算机控制系统硬件组成框图现在学习的是第13
9、页，共55页一、主机一、主机微型计算机的主机是整个系统的核心部分。它微型计算机的主机是整个系统的核心部分。它根据输入通道送来的被控对象状态参数，进行根据输入通道送来的被控对象状态参数，进行信息处理、分析、计算，做出控制决策，通过信息处理、分析、计算，做出控制决策，通过输出通道发出控制命令。输出通道发出控制命令。现在学习的是第14页，共55页二、过程通道二、过程通道过程通道也称为过程通道也称为I/O通道，是主机和被控对象实通道，是主机和被控对象实现信息传送与交换的通道。现信息传送与交换的通道。根据信号传送的方向，分为：根据信号传送的方向，分为：输入通道和输出通道输入通道和输出通道根据传送信号的形
10、式，分为：根据传送信号的形式，分为：模拟量通道和开关量通道模拟量通道和开关量通道 现在学习的是第15页，共55页过程通道的类型：过程通道的类型：1.模拟量输人通道模拟量输人通道2.模拟量输出通道模拟量输出通道3.开关量输人通道开关量输人通道4.开关量输出通道开关量输出通道现在学习的是第16页，共55页三、接口电路三、接口电路接口电路也称为接口电路也称为I/O接口，指主机与外部设备、接口，指主机与外部设备、输入输出通道进行信息交换的纽带。接口电路输入输出通道进行信息交换的纽带。接口电路有并行接口、串行接口和直接数据传送接口等。有并行接口、串行接口和直接数据传送接口等。现在学习的是第17页，共55
11、页四、人机联系设备四、人机联系设备在微机控制系统中，一般应有一个操作台（或在微机控制系统中，一般应有一个操作台（或操作面板），以便操作人员能和计算机系统操作面板），以便操作人员能和计算机系统“对话对话”，使操作人员及时了解生产、加工过程，使操作人员及时了解生产、加工过程的状态，进行必要的人为干预，修改有关参数的状态，进行必要的人为干预，修改有关参数或紧急处理某些事件。或紧急处理某些事件。现在学习的是第18页，共55页1.2.3 计算机控制系统的软件计算机控制系统的软件 对于计算机控制系统而言，除了硬件外，还对于计算机控制系统而言，除了硬件外，还必须有软件。必须有软件。所谓软件是指完成各种功能的
12、计算机程序的所谓软件是指完成各种功能的计算机程序的总和，它主要分两大类：总和，它主要分两大类：系统软件和应用软件。系统软件和应用软件。现在学习的是第19页，共55页1.3 计算机控制系统的分类计算机控制系统的分类计算机控制系统的分类方法很多，可以按照计算机控制系统的分类方法很多，可以按照控制方式分类、按照控制规律分类，也可控制方式分类、按照控制规律分类，也可以按照系统的功能、特点分类。以按照系统的功能、特点分类。按照系统的功能、工作特点分类，计算机控按照系统的功能、工作特点分类，计算机控制系统分为：制系统分为：操作指导控制系统、直接数操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、集散
13、字控制系统、监督计算机控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统控制系统、现场总线控制系统等。等。现在学习的是第20页，共55页一、操作指导控制系统一、操作指导控制系统计算机的输出不直接用来控制生产对象，对过程的控计算机的输出不直接用来控制生产对象，对过程的控制是由操作人员来完成的，操作人员根据计算机的输制是由操作人员来完成的，操作人员根据计算机的输出信息执行相应的操作出信息执行相应的操作。图1-7操作指导控制系统原理框图现在学习的是第21页，共55页二、直接数字控制系统二、直接数字控制系统计算机通过输入通道对一个或多个参数进行巡回检测，计算机通过输入通道对一个或多个参数进行巡回检测，并根据事先
14、规定的控制规律进行运算，然后发出控制并根据事先规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号，通过输出通道直接控制调节阀等执行机构。信号，通过输出通道直接控制调节阀等执行机构。图1-8直接数字控制系统原理框图现在学习的是第22页，共55页三、监督控制系统三、监督控制系统监督控制系统（监督控制系统（Supervisory Computer Control，SCC）实际上是一个两级控制系）实际上是一个两级控制系统。统。上位机为监督控制用计算机，简称上位机为监督控制用计算机，简称SCC计计算机，而面对工业对象的下位机可以是模算机，而面对工业对象的下位机可以是模拟调节器或拟调节器或DDC系统。系统。现在学习
15、的是第23页，共55页（a）SCC+模拟调节器 （b）SCC+DDC图1-9 监督控制系统原理框图现在学习的是第24页，共55页四、集散控制系统四、集散控制系统集集散散控控制制系系统统又又名名分分布布式式计计算算机机控控制制系系统统，国国外外最最早早称称为为分分散散控控制制系系统统，即即DCS（Distributed Control System），后后 来来 叫叫 集集 中中（总总 体体）分分 散散 型型 控控 制制 系系 统统（Total Distributed Control System），我我国国习习惯惯性性称称为为集集散散控控制制系系统统或或DCS。它它是是在在集集中中式式控控制制
16、系系统统的的基基础础上上发发展展、演演变变而而来来的的，具具有有分分散散控控制制、综综合合管管理理两两方方面面的的特特征。征。从结构上划分，从结构上划分，DCS包括：包括：过程级、操作级和管理级过程级、操作级和管理级。现在学习的是第25页，共55页现在学习的是第26页，共55页 随着微电子技术的迅速发展，现场随着微电子技术的迅速发展，现场仪表（传感器、变送器、执行器等）得仪表（传感器、变送器、执行器等）得以智能化。以智能化。“现场总线标准现场总线标准”就是设计就是设计用来替代用来替代4 420mA20mA模拟信号标准的新工业模拟信号标准的新工业标准。标准。现场总线国际标准的制定将对现场总线国际
17、标准的制定将对DCSDCS的发展产生重大影响的发展产生重大影响。现在学习的是第27页，共55页五、现场总线控制系统五、现场总线控制系统现现场场总总线线（Fieldbus）是是连连接接现现场场智智能能设设备备和和自自动动化化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现现场场总总线线控控制制系系统统（Fieldbus Control System，FCS）是是一一种种以以现现场场总总线线为为基基础础，将将现现场场控控制制装装置置与与现现场场智智能能仪仪表表互互连连的的实实时时网网络络控控制制系系统统，是是20世世纪纪90年年代代兴兴起起的的新新型型
18、计计算算机机控控制制系系统统，已已广广泛泛应应用用于于生产过程自动化领域。生产过程自动化领域。现在学习的是第28页，共55页FCS对对DCS的变革的变革现在学习的是第29页，共55页传统传统DCS的通信网络截止于控制站或输入输出单元，的通信网络截止于控制站或输入输出单元，现场仪表、执行器与控制站之间仍然是一对一的模现场仪表、执行器与控制站之间仍然是一对一的模拟信号传输。拟信号传输。FCS的信号传输实现了全数字化，现场的信号传输实现了全数字化，现场总线把通信线一直延伸到生产现场或生产设备。在总线把通信线一直延伸到生产现场或生产设备。在FCS系统中，生产过程现场的各种仪表、传感器、执行器、系统中，
19、生产过程现场的各种仪表、传感器、执行器、控制器等都配置有微处理器，属于智能现场设备，各自控制器等都配置有微处理器，属于智能现场设备，各自都具有数字计算和通信能力，可完成数据测量、处理和都具有数字计算和通信能力，可完成数据测量、处理和调节控制等功能。调节控制等功能。FCS控制系统将控制系统将DCS控制站的功能控制站的功能分散到智能设备中，实现彻底的分散控制。分散到智能设备中，实现彻底的分散控制。现在学习的是第30页，共55页较为流行的现场总线主要有以下几种：较为流行的现场总线主要有以下几种：基金会现场总线（基金会现场总线（Foundation Fieldbus）LONWORKSPROFIBUSC
20、ANHART总线。总线。现在学习的是第31页，共55页六、计算机集成制造系统六、计算机集成制造系统计计 算算 机机 集集 成成 制制 造造 系系 统统(Computer Integrated Manufacturing System，CIMS)是是计计算算机机技技术术、网网络络技技术术、自自动动化化技技术术、信信号号处处理理技技术术、管管理理技技术术和和系系统统工工程程技技术术等等新新技技术术发发展展的的结结果果，它它将将企企业业的的生生产产、经经营营、管管理理、计计划划、产产品品设设计计、加加工工制制造造、销销售售及及服服务务等等环环节节与与人人力力、财财力力、设设备备等等生生产产要要素素集
21、集成成起起来来，进进行统一控制，以求生产活动的最优化。行统一控制，以求生产活动的最优化。现在学习的是第32页，共55页1.4 计算机控制系统的控制核心计算机控制系统的控制核心微型计算机的发展，促进了控制技术的进步。微型计算机的发展，促进了控制技术的进步。目前，已有各种各样的微型机控制系统在目前，已有各种各样的微型机控制系统在工业生产中得到应用。根据被控对象的规工业生产中得到应用。根据被控对象的规模，主要有模，主要有单片机、单片机、DSP、ARM、工业控、工业控制计算机和可编程控制器制计算机和可编程控制器几种，它们适应几种，它们适应不同的应用要求。在实际工程中，选择何不同的应用要求。在实际工程中
22、，选择何种机型，应根据控制规模、工艺要求和控种机型，应根据控制规模、工艺要求和控制特点等来确定。制特点等来确定。现在学习的是第33页，共55页1.4.1单片机单片机单片机，即单片微型计算机，是将微处理器（单片机，即单片微型计算机，是将微处理器（CPU）、）、存储器（存储器（RAM、ROM）、时钟及接口电路等主要计）、时钟及接口电路等主要计算机部件，集成在一块集成电路芯片上构成的计算算机部件，集成在一块集成电路芯片上构成的计算机，是微型计算机的一个重要分支。机，是微型计算机的一个重要分支。单片机具有集成度高、体积小、功耗低、使用方便单片机具有集成度高、体积小、功耗低、使用方便价格低廉等特点。主要
23、用于一些智能化的仪表、家价格低廉等特点。主要用于一些智能化的仪表、家电和小型的控制系统等。电和小型的控制系统等。现在学习的是第34页，共55页1.4.2 DSPDSP可以代表数字信号处理器（可以代表数字信号处理器（Digital Signal Processor），也可以代表数字信），也可以代表数字信号处理技术（号处理技术（Digital Signal Processing）。一般我们所说的）。一般我们所说的DSP是指是指前者，即专门从事数字信号处理的微处理前者，即专门从事数字信号处理的微处理器，它在机电一体化中应用广泛。器，它在机电一体化中应用广泛。现在学习的是第35页，共55页DSP处理器
24、是处理器是专门用于信号处理方面专门用于信号处理方面的的处处理器理器，其在系统结构和指令算法方面进行，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、了特殊设计，在数字滤波、FFT、谱分析等、谱分析等各种仪器上各种仪器上DSP获得了大规模的应用。获得了大规模的应用。1982年世界上诞生了首枚年世界上诞生了首枚DSP芯片。芯片。目前最为广泛应用的嵌入式目前最为广泛应用的嵌入式DSP处理器是处理器是TI的的TMS320C2000/C5000/C6000系列系列现在学习的是第36页，共55页1.4.3 ARM“百度百度百科百科”搜索搜索“ARM”国家：英国（欧洲）国家：英国（欧洲）ARM行业：电
25、子行业：电子 半导体半导体 微处理器微处理器 智能手机智能手机 总部：英国剑桥总部：英国剑桥 竞争对手：英特尔竞争对手：英特尔 市场份额市场份额 手机处理器手机处理器90%的市场份额的市场份额 上网本处理器上网本处理器30%的市场份额的市场份额现在学习的是第37页，共55页1.4.3 ARMARM处理器（处理器（Advanced RISC Machines），既可），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1991年年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计
26、公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（技术知识产权（IP）核的）核的微处理器，即通常所说的微处理器，即通常所说的ARM微处理器，已遍及工业微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，系统等各类产品市场，ARM技术正在逐步渗入到我技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。们生活的各个方面。现在学习的是第38页，共55页采用采用RISC架构的架构的ARM微处理器具有如下特点。微处理器具有如下特点。（1）体积小、低功耗、低成本、高性能。）体积小、低功耗、低
27、成本、高性能。（2）支持）支持Thumb（16位）位）/ARM（32位）双指令位）双指令集，能很好的兼容集，能很好的兼容8位位/16位器件。位器件。（3）大量使用寄存器，指令执行速度更快。）大量使用寄存器，指令执行速度更快。（4）大多数数据操作都在寄存器中完成。）大多数数据操作都在寄存器中完成。（5）寻址方式灵活简单，执行效率高。）寻址方式灵活简单，执行效率高。（6）指令长度固定。）指令长度固定。现在学习的是第39页，共55页1.4.4 工业控制计算机工业控制计算机工业控制计算机，简称工控机，是一种面向工业控制计算机，简称工控机，是一种面向工业控制、采用标准总线技术和开放式体工业控制、采用标准
28、总线技术和开放式体系结构的计算机。系结构的计算机。20世纪世纪80年代所采用的是年代所采用的是STD总线，总线，20世世纪纪90年代逐渐被年代逐渐被ISA和和PCI总线的工控机取总线的工控机取代。代。现在学习的是第40页，共55页IPC（Industrial Personal Computer）是）是基于基于PC总线的工业控制计算机。总线的工业控制计算机。典型的工业控制机一般由加固型工业机箱、典型的工业控制机一般由加固型工业机箱、工业电源、主机板、显示板、硬盘驱动器、工业电源、主机板、显示板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各类输人光盘驱动器、各类输人/输出接口模板、显输出接口模板、显示器、键盘、鼠标
29、等组成。示器、键盘、鼠标等组成。现在学习的是第41页，共55页（a）主机箱外部结构 （b）主机箱内部结构图1-12 IPC主机箱结构现在学习的是第42页，共55页 IPC的特点的特点：（1）采用加固型工业标准机箱，以达到防震、防尘、防冲击、抗电）采用加固型工业标准机箱，以达到防震、防尘、防冲击、抗电磁屏蔽，并具有良好的通风散热性能。磁屏蔽，并具有良好的通风散热性能。（2）取代）取代PC的大母板结构，整机采用总线式一体化主板，易于更的大母板结构，整机采用总线式一体化主板，易于更换。换。（3）增加电源的功率裕量，加强电压浪涌抑制和抗干扰措）增加电源的功率裕量，加强电压浪涌抑制和抗干扰措施。施。（4
30、）I/O插卡采用工业级元件。插卡采用工业级元件。（5）具有多种通信网卡和通信软件支持。）具有多种通信网卡和通信软件支持。（6）丰富的软件支持。）丰富的软件支持。现在学习的是第43页，共55页1.4.5 可编程控制器可编程控制器编程序控制器（编程序控制器（Programmable Logic Controller），简称），简称PLC，是早期的继电器，是早期的继电器逻辑控制系统与微型计算机技术相结合的产逻辑控制系统与微型计算机技术相结合的产物。它吸收了微电子技术和微型计算机技术物。它吸收了微电子技术和微型计算机技术的最新成果，发展十分迅速。从单机自动化的最新成果，发展十分迅速。从单机自动化到整条
31、生产线自动化，乃至整个工厂的生产到整条生产线自动化，乃至整个工厂的生产自动化，自动化，PLC均担当着重要角色。均担当着重要角色。现在学习的是第44页，共55页PLC的实物的实物研华研华PLCPLC和利时和利时PLCPLC西门子西门子PLCPLC三菱三菱PLCPLC现在学习的是第45页，共55页1、PLC的特点的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强。）可靠性高，抗干扰能力强。（2）通用性强，使用方便。）通用性强，使用方便。（3）功能强，适应面广。）功能强，适应面广。（4）编程简单，容易掌握。）编程简单，容易掌握。（5）减少了控制系统的设计及施工的工作量。）减少了控制系统的设计及施工的工作量。（6）体
32、积小、重量轻、功耗低。）体积小、重量轻、功耗低。现在学习的是第46页，共55页2.PLC的分类的分类（1）按控制规模）按控制规模PLC大致可分为：大致可分为：微型机、小型机、中型机及大型机、超大型机微型机、小型机、中型机及大型机、超大型机（2）按结构）按结构PLC可分为：可分为：整体式及模块式两大类整体式及模块式两大类（3）世界上）世界上PLC产品可按地域分为：产品可按地域分为：美国产品、欧洲产品和日本产品美国产品、欧洲产品和日本产品现在学习的是第47页，共55页3.PLC的应用和发展前景的应用和发展前景（1）开关量的逻辑控制。）开关量的逻辑控制。（2）运动控制。）运动控制。（3）闭环过程控制
33、。）闭环过程控制。（4）数据处理。）数据处理。（5）通讯连网。）通讯连网。现在学习的是第48页，共55页1.5 计算机控制系统的发展概况及趋势计算机控制系统的发展概况及趋势1.5.1计算机控制的发展过程计算机控制的发展过程 在生产过程控制中采用数字计算机控制的在生产过程控制中采用数字计算机控制的思想出现在思想出现在20世纪世纪50年代中期，控制理论年代中期，控制理论与计算机技术结合，产生了计算机控制系与计算机技术结合，产生了计算机控制系统，为自动控制系统的应用与发展开辟了统，为自动控制系统的应用与发展开辟了新的途径。新的途径。现在学习的是第49页，共55页 世界上第一台电子计算机于世界上第一台
34、电子计算机于1946年在美国问世，到年在美国问世，到20世纪世纪50年年代末，已经将计算机用于过程控制。代末，已经将计算机用于过程控制。20世纪世纪60年代后期，出现了适合工业生产过程控制的小型计算机，年代后期，出现了适合工业生产过程控制的小型计算机，使规模较小的过程控制项目可以考虑采用计算机控制。使规模较小的过程控制项目可以考虑采用计算机控制。1972年出现了微型计算机。使计算机控制由一台计算机完成许年出现了微型计算机。使计算机控制由一台计算机完成许多控制回路的控制任务的集中式控制结构，转变成分散式控制多控制回路的控制任务的集中式控制结构，转变成分散式控制结构，这就是集散控制系统（结构，这就
35、是集散控制系统（DCS）。）。进入进入20世纪世纪90年代，随着计算机网络技术的发展，出现了新型的年代，随着计算机网络技术的发展，出现了新型的计算机控制系统，即现场总线控制系统（计算机控制系统，即现场总线控制系统（FCS）。）。现在学习的是第50页，共55页1.5.2 计算机控制理论与新型控制策略计算机控制理论与新型控制策略1采样控制理论采样控制理论计算机控制系统中包含数字环节，若考虑数字信号在时计算机控制系统中包含数字环节，若考虑数字信号在时间上的离散和幅度上的量化，则数字环节可以认为是时间上的离散和幅度上的量化，则数字环节可以认为是时变非线性环节，因此要对它进行严格的分析是十分困难变非线性
36、环节，因此要对它进行严格的分析是十分困难的。若忽略数字信号的量化效应，则可将计算机控制系的。若忽略数字信号的量化效应，则可将计算机控制系统看作是采样控制系统。采样控制系统可以运用采样控统看作是采样控制系统。采样控制系统可以运用采样控制理论进行设计。制理论进行设计。现在学习的是第51页，共55页2新型控制策略新型控制策略常规的控制策略（如常规的控制策略（如PID控制等）在计算机控制等）在计算机控制系统中得到了广泛应用，但这些控制控制系统中得到了广泛应用，但这些控制策略一是要求被控对象精确、时不变、线策略一是要求被控对象精确、时不变、线性；二是要求操作条件和运行环境确定、性；二是要求操作条件和运行
37、环境确定、不变。当被控对象的数学模型难以建立，不变。当被控对象的数学模型难以建立，且系统的结构较复杂、时变、非线性时，且系统的结构较复杂、时变、非线性时，采用常规的控制方法难以达到控制指标时，采用常规的控制方法难以达到控制指标时，采用新型的控制策略是非常有效的。采用新型的控制策略是非常有效的。现在学习的是第52页，共55页1.5.3计算机控制系统的发展趋势计算机控制系统的发展趋势计算机控制技术的发展与信息化、数字化、计算机控制技术的发展与信息化、数字化、智能化和网络化的技术潮流相关，与微电智能化和网络化的技术潮流相关，与微电子技术、控制技术、计算机技术、网络与子技术、控制技术、计算机技术、网络
38、与通信技术、检测与转换技术的发展密切相通信技术、检测与转换技术的发展密切相关。关。现在学习的是第53页，共55页计算机控制发展的趋势计算机控制发展的趋势 1综合自动化综合自动化2网络化网络化3智能控制系统智能控制系统4虚拟化虚拟化5绿色化绿色化现在学习的是第54页，共55页习题与思考题习题与思考题1计算机控制系统由哪几部分组成？各有计算机控制系统由哪几部分组成？各有何作用？何作用？2计算机控制系统按功能分类有哪几种计算机控制系统按功能分类有哪几种?3什么是工业控制计算机？什么是工业控制计算机？IPC工业控制工业控制机的特点有那些？机的特点有那些？4计算机控制技术的主要发展趋势有哪些计算机控制技术的主要发展趋势有哪些?现在学习的是第55页，共55页