《微型计算机控制技术》于海生第1章

计算机控制技术自动化学院，1 .教科书1.1，海生等编辑，微机控制技术(第二版)，清华大学出版社，20091.2，海生等编辑，计算机控制技术，机械产业出版社，20071.3，海生等编辑，微机控制技术，清华大学参考书2.1谢建英，微机控制技术，国防产业出版社2.2霍克忠，计算机控制系统，清华大学出版社2.3王振标准，计算机控制系统，清华大学出版社，课程要求和说明，计算机控制技术是自动化专业主干专业课程。4 .基础课程，3 .课程性质、编程技术(编辑、C/C /VC、VB)自动控制理论(经典/现代)测试技术和自动化仪表微机原理(微控制器)和接口技术，5 .最终分数评价，体积表面分数(100分)*80%一般分数(10分，出勤工作)实验分数(10分)，学校不能参加缺席3次以上的考试！6 .主要培训内容，本课程将使用主流ISA/PCI总线工业控制器作为控制工具，系统地描述计算机控制系统的设计和工程实施方法。本课程的主要内容包括计算机控制系统及其配置、计算机控制系统的一般类型、工业控制系统的配置结构和特性等。计算机控制系统I/o接口和进程通道；常规和复杂的控制技术；现代控制技术；应用程序设计和实现技术HMI/SCADA技术和监控配置软件；分布式测控网络技术。本课程以理论课和实验课相结合的形式授课。第一章介绍，1.1计算机控制系统概述1.2计算机控制系统的一般形式1.3计算机控制系统的开发概述和趋势，1.1计算机控制系统概述，自动控制：不直接涉及任何人，通过控制器使生产过程按照预定的规律自动运行。典型的工业生产工序：连续工序离散流程批处理，自动控制系统方框图：1.1.1计算机控制系统，计算机控制系统：是使用通常称为工业控制计算机的计算机自动控制生产工序的系统。模拟火炮位置控制系统原理结构图、火炮位置计算机控制系统原理结构图、火炮模拟控制系统与计算机控制系统比较、三轴转台、作业管理系统静态交联测试、自动导航初步飞行测试、1 .计算机控制系统工作原理，计算机控制系统工作原理：目测实时数据收集：测量和输入传输设备的控制值。实时控制决定：分析和处理收集的起诉量，根据规定的控制法决定要采取的控制行动。实时控制输出：根据控制决定，及时向执行机构发送控制信号，完成控制工作。2 .在线和离线方式、在线：生产流程以及直接连接到计算机并由计算机控制的方式称为在线或在线。脱机模式(off-line):生产进程未连接到计算机，并且不受计算机控制。相反，人连接并执行相应任务的方式称为脱机模式或脱机模式。3 .实时语义实时：意味着信号的输入、计算和输出必须在一定的时间范围内。也就是说，计算机以足够快的速度控制输入信息，超过此时间，控制时间就会丢失，控制也就失去了意义。而且这个时间范围的大小与控制对象有很密切的关系！每个控制目标对时间范围有不同的要求。发酵过程与导弹防御系统的比较！1.1.2计算机控制系统的组成计算机控制系统由计算机(工业控制机器)和生产过程两部分组成。1 .工业控制器(1)硬件配置：主机、接口电路、进程输入/输出通道、外部设备、控制台。(2)软件构成：系统软件。应用软件。2.生产工艺，1.1.3常用计算机控制系统主机1。可编程逻辑控制器(PLC)2。IPC (IPC)3。单片机4.DSP5 .智能调节器，1.2计算机控制系统的一般形式，1.2.1操作指令控制系统，优点是结构简单、灵活、安全。缺点是，由于手动操作和开环结构，控制的实时不良，无法控制多个对象。计算机依赖于根据特定控制算法在测量组件上测量的信号数据，计算工作人员可以选择的最佳工作条件和工作方案。1.2.2直接数字控制(DDC)系统、闭环结构、控制实时良好、多循环或可控制对象。1.2.3监视控制(SCC)系统a)SCC模拟控制器的控制系统b)SCC DDC的等级控制系统，1.2.4分布式控制系统(DCS)集成分布式控制系统，1.2.5现场总线控制系统(FCS)，1.2.6集成自动化系统生产执行系统制造执行系统(mes)；生产过程控制系统流程控制系统(PCS)。集成自动化系统主要包括计算机集成制造系统(CIMS-computerintegratemanufacturesystem)制造业。计算机集成流程系统(CIPS-computer integrated process system)流程行业。1.3工业控制机械配置结构和特性，1.3.1工业控制机械配置工业控制机械硬件和软件。硬件包括主机(CPU、RAM、ROM)板、内部总线和外部总线、人机接口、系统支持板、磁盘系统、通信接口和I/o通道。软件包括系统软件、支持软件和应用程序软件。1 .工业控制机械硬件配置，2 .工业控制机器软件配置，(1)系统软件，(2)支持软件，(3)应用软件，软件，系统软件应用软件，操作系统语言处理系统诊断系统，控制程序数据收集和处理程序巡回测试程序数据管理程序，编辑程序编译器连接，装配程序调试程序子程序库，数据可靠性检查器内部总线(1)ISA总线和信号线定义16位ISA总线规范要求向后兼容8位PC。总线插槽是8位主插槽和16位扩展插槽，ISA总共有98条信号线，16位数据线宽度，24位地址线宽度，8MHz总线时钟，中断源沿边缘方向触发。2 .PCI/CompactPCI总线简介，物理组件互连(PCI)是美国specalinteterestgroupofunofassociationforcomputions(SIG)此总线的最大总线频率为33MHz，数据传输速率为80Mb/s(最大传输速率为133Mb/s)。(1)PCI总线的主要性能：支持10个外围设备、总线时钟33.3MHz/66MHz、总线宽度32位/64位等。2)其他性能：并行操作、地址/数据线重用、64位寻址支持等。3)PCI总线信号定义主设备49个，目标设备47个，端号51个(主要用于64位扩展、中断请求、缓存支持等)，端号总数120个(包括电源、接地、预留端号等)。2外部总线，1)RS-232串行通信总线，RS-232C信号状态，RS-232C级别转换和接口电路，2)USB串行通信总线(1)热插拔功能(2)USB“级联”(2)环境适应性强。(3)控制的实时性。(4)完整的I/o通道。(5)丰富的软件。(6)适当的计算机精度和运算速度。，1.4.1计算机控制系统开发概述1。计算机技术发展过程(1)开拓期(1955-1962)(2)直接数字控制期(1962-1967)(3)小型计算机时代(1967-1972)(4)微型计算机期间计算机控制理论的发展过程(1)采样定理(2)差分方程(3) z变换方法(4)状态空间理论(5)最优控制和概率控制(6)代数系统理论(7)系统识别和自适应控制(8)高级控制技术，1.1成熟先进技术的推广和应用(1)可应用序列控制器(PLC)(2)智能调节器的广泛使用(3)新的DCS和FCS2。先进的控制技术、模糊控制技术、神经网络控制技术、