计算机控制系统——导论

目录

1.计算机控制系统概述

        1.1计算机控制系统的组成

        1.2计算机控制系统的特点

        1.3计算机控制系统的优势

        1.4计算机控制系统的基本类型

        1.4.1 操作指导系统

        1.4.2直接数字控制系统(DDC)

        1.4.3监督控制系统(SCC)

        1.4.4集中控制系统

        1.4.5集散控制系统(DCS)

        1.4.6现场总线控制系统

        2.5计算机控制系统的基本内容

        2.5.1 异质信号变换

        2.5.2被控对象建模

        2.5.3 系统性能分析

        2.5.4 控制算法设计


1.计算机控制系统概述

        1.1计算机控制系统的组成

        计算机控制系统的一般结构图为:

        

 

 从图中可以看出计算机系统由8个部分组成:

被控对象,给定装置,比较装置,数字控制计算机,测量装置,执行机构,A/D转换器 ,D/A转换器。数字控制计算机通过偏差利用控制算法产生时间连续的数字控制信号,A/D转换器将测量的被控对象(或给定装置)的时间连续模拟输出(或给定输入)转化为时间离散的数字信号,D/A转换器将时间离散的数字控制信号转化为使劲按连续的模拟控制信号。

        1.2计算机控制系统的特点

        (1) 计算机控制系统是由模拟和数字部件组成的混合系统

        (2)计算机控制系统是包含时间连续和离散、幅值连续和整量等信号的混合系统

        (3)计算机控制系统是串行、并行兼具系统

        1.3计算机控制系统的优势

         (1)控制灵活

        (2)控制规律实现容易

        (3)性价比高、可靠性强、抗干扰能力强

        1.4计算机控制系统的基本类型

        1.4.1 操作指导系统

        1.4.2直接数字控制系统(DDC)

        1.4.3监督控制系统(SCC)

        1.4.4集中控制系统

        1.4.5集散控制系统(DCS)

        1.4.6现场总线控制系统

        2.5计算机控制系统的基本内容

        2.5.1 异质信号变换

        在计算机控制系统中,被控对象、执行机构、测量装置都是连续模拟式的,而数字控制计算机的输入信号和产生的控制信号均为时间间断的数字信号,这就需要不断的进行A/D,D/A转换了,所以异质信号的变换式计算机控制系统特有且必须要面的和解决的问题

        2.5.2被控对象建模

        在计算机控制系统中,被控对象一般是连续动态的,对于动态连续的被控对象,通常采用时域的微分方程、复数域的传递函数和频率特性建模,为了系统分析与设计方便,通常把连续被控对象离散化,这样一来就需要采用离散被控对象,比如时域的查分方程,复数域的脉冲传递函数和频域的频率特性

        2.5.3 系统性能分析

        与连续控制系统一样,分析计算机控制系统的性能也是必不可少的,也采用了类似的性能指标,如稳定性,静态特性和动态特性,这些与计算机控制系统的特有参数-采样周期密切相关。

        2.5.4 控制算法设计

        (1)连续域设计-离散化方法

        (2)直接数字域设计方法

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