《微型计算机控制技术赖寿宏版课件第四章.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微型计算机控制技术赖寿宏版课件第四章.pptx（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、微型计算机控制技术（赖寿宏版课件 第四章延时符Contents目录引言微型计算机控制系统的基本概念微型计算机控制系统中的输入输出接口技术微型计算机控制系统的控制算法延时符Contents目录微型计算机控制系统的抗干扰技术微型计算机控制系统的发展趋势和展望延时符01引言从早期的模拟控制到现代的数字控制，计算机控制技术经历了巨大的变革。随着微处理器和计算机技术的飞速发展，微型计算机控制技术已成为工业自动化领域中的重要支柱。计算机控制技术的发展历程广泛应用于工业、农业、军事、交通、医疗等领域，对提高生产效率、保障设备安全、改善生活质量等方面发挥了重要作用。微型计算机控制技术的应用范围背景介绍01掌握
2、微型计算机控制系统的基本概念、组成和工作原理。02学习各种输入输出接口、执行机构和传感器等硬件设备的使用。03掌握数字控制算法和软件设计方法，了解常见的微型计算机控制系统应用案例。04通过实验和实践环节，提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。课程目标延时符02微型计算机控制系统的基本概念总结词微型计算机控制系统是指以微型计算机为核心，通过接口电路和执行机构等组成的一种自动控制系统。详细描述微型计算机控制系统是利用微型计算机来实现对生产过程或其他被控对象的自动控制。它通过接收输入信号，经过微型计算机的处理和运算，输出控制信号，实现对被控对象的控制。这种系统广泛应用于工业自动化、智能家居、医疗设
3、备等领域。微型计算机控制系统的定义VS微型计算机控制系统通常由微型计算机、输入输出接口电路、执行机构和被控对象等部分组成。详细描述微型计算机控制系统主要包括以下几个部分：1.微型计算机：作为控制系统的核心，负责接收输入信号、进行数据处理和控制输出；2.输入输出接口电路：负责将传感器和执行器等设备与微型计算机连接起来，实现信号的传输和控制；3.执行机构：根据微型计算机发出的控制信号，实现对被控对象的操作；4.被控对象：指需要实现自动控制的设备或系统。总结词微型计算机控制系统的组成微型计算机控制系统的分类总结词：微型计算机控制系统可以根据不同的分类标准进行分类，如按照控制方式、被控对象和系统结构等
4、。详细描述：按照控制方式，微型计算机控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统是指没有反馈环节的系统，输入信号直接作用于被控对象；闭环控制系统是指具有反馈环节的系统，输出信号通过反馈回路回到输入端，与原始输入信号进行比较，从而实现对被控对象的精确控制。按照被控对象，微型计算机控制系统可以分为过程控制系统和运动控制系统。过程控制系统是指对生产过程中的温度、压力、流量等参数进行控制的系统；运动控制系统则是指对机械运动进行控制的系统，如数控机床、机器人等。按照系统结构，微型计算机控制系统可以分为单机控制系统和分布式控制系统。单机控制系统是指整个系统由一台微型计算机进行控制的系统；分布式
5、控制系统则是指系统由多台微型计算机组成，每台计算机负责控制一个或多个执行机构，各计算机之间通过网络进行通信和数据交换，实现整个系统的协调控制。延时符03微型计算机控制系统中的输入输出接口技术03数据转换与处理输入输出接口能够实现数据格式转换、信号调理等处理，以确保数据准确可靠。01实现数据采集输入接口能够将外部传感器或设备的数据采集到计算机中，为系统提供原始数据。02控制外部设备输出接口能够将计算机的控制信号传递给外部设备，实现对外部设备的控制。输入输出接口的作用可分为并行接口和串行接口。并行接口传输速度快，适用于近距离传输；串行接口传输速度较慢，但可实现长距离传输。按数据传输方式分类可分为单
6、向接口和双向接口。单向接口只能实现单向数据传输，双向接口则可实现双向数据传输。按数据传输方向分类可分为模拟量输入输出接口和数字量输入输出接口。模拟量接口用于传输连续变化的模拟信号，数字量接口用于传输离散的数字信号。按功能分类输入输出接口的分类信号调理对采集到的原始信号进行放大、滤波、隔离等处理，以消除噪声、提高信号质量。数据转换将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号，以满足计算机或外部设备的要求。数据编码与解码对数据进行特定的编码与解码处理，以确保数据传输的准确性和可靠性。输入输出接口的信号处理延时符04微型计算机控制系统的控制算法控制算法的概念控制算法是微型计算机控制系统的核心
7、，用于实现系统的控制功能。它是一种数学模型或逻辑规则，用于描述系统输入与输出之间的关系，以达到对被控对象的控制目的。控制算法的精度和稳定性直接影响到控制系统的性能，因此选择合适的控制算法是微型计算机控制系统设计的关键。线性控制算法适用于线性时不变系统，通过线性方程描述系统输入与输出之间的关系。常见的线性控制算法有PID控制、根轨迹法等。非线性控制算法适用于非线性时变系统，通过非线性方程或逻辑规则描述系统输入与输出之间的关系。常见的非线性控制算法有模糊控制、神经网络控制等。自适应控制算法适用于模型不确定或参数变化的系统，通过不断调整控制参数以适应系统变化。常见的自适应控制算法有模型参考自适应控制
8、、自校正调节器等。控制算法的分类控制算法的实现方式通过编程语言（如C、C、Python等）实现控制算法，具有灵活性高、易于修改和维护的优点。软件实现通过专用硬件（如数字信号处理器DSP）实现控制算法，具有实时性强、精度高的优点，但成本较高且不易于修改。硬件实现延时符05微型计算机控制系统的抗干扰技术干扰是指对系统正常信号的任何不期望的电气噪声或电压波动，它可以影响系统的性能和稳定性。干扰主要来源于自然和人为因素。自然因素包括雷电、静电、电磁辐射等；人为因素包括电源波动、高频电磁波、无线电发射设备等。干扰的概念干扰的来源干扰的概念及来源通过合理的接地设计，可以有效地抑制电磁噪声和防止雷击，提高系
9、统的抗干扰能力。接地技术利用金属材料对电磁波的吸收和反射特性，对线路、元部件、系统进行有效的屏蔽，以减少电磁干扰的影响。屏蔽技术通过在信号线或电源线上加入滤波器，可以滤除一定频率范围的噪声，提高信号的纯度。滤波技术通过光电耦合器、继电器等隔离元件，将强电和弱电、交流和直流等电路隔离，以减小电路间的相互干扰。隔离技术抗干扰技术的方法隔离变压器利用隔离变压器将强电和弱电电路隔离，以减小电磁干扰的影响。印制电路板抗干扰设计合理布置印制电路板上的元件和布线，减小线路间的电磁干扰。电源滤波器在电源输入端加入滤波器，以减小电源线上的噪声干扰。硬件抗干扰技术延时符06微型计算机控制系统的发展趋势和展望微型计
10、算机控制系统的发展历程20世纪60年代初第一代微型计算机控制系统问世，采用中小规模集成电路，体积庞大，价格昂贵。20世纪70年代第二代微型计算机控制系统开始普及，采用大规模集成电路，体积减小，性能提高，价格逐渐降低。20世纪80年代第三代微型计算机控制系统迅速发展，采用超大规模集成电路，体积更小，性能更优，应用领域不断扩大。20世纪90年代至今第四代微型计算机控制系统成为主流，采用精简指令集计算机（RISC）和嵌入式系统技术，具有更高的性能和更广泛的应用。智能化实现远程控制和监控，提高系统的可维护性和可扩展性。网络化集成化模块化01020403将系统划分为多个模块，便于系统的升级和维护。利用人工智能技术提高系统的自适应性、自学习和自决策能力。将多个功能模块集成在一个系统中，实现多功能一体化。微型计算机控制系统的发展趋势实现设备间的互联互通和智能化控制。物联网技术的应用实现数据存储和处理的高效化、安全化和可靠化。云计算技术的应用提高系统的智能化水平，实现更加精准的控制。人工智能技术的进一步发展在工业控制、智能家居、医疗设备等领域得到更广泛的应用。嵌入式系统的广泛应用微型计算机控制系统的发展展望