任务一 计算机控制系统的原理与组成

任务一计算机控制系统的原理与组成【学习目标】掌握计算机控制系统的工作原理；了解计算机控制系统的组成。一、计算机控制系统产生的背景自动控制的实现起初靠采用模拟技术的模拟控制系统，只能完成一些简单的控制规律。随着生产技术的发展、生产规模的扩大、生产过程的复杂，传统的模拟控制仪表没有办法满足生产过程自动化的更高要求。计算机具有强大的信息处理、逻辑判断和快速数值计算能力，正好可以满足自动化的更高要求。形成了以计算机为主体的自动控制系统----计算机控制系统。背景二、计算机控制系统的应用自动送料、冲压成型、焊接生产线自动打包生产线自动灌装堆垛生产线YL_335B自动生产线实训装备三、计算机控制系统的工作原理1）常规仪表组成的自动控制系统

根据不同的控制要求，一般分成开环控制与闭环控制两种结构形式。2）计算机控制系统用控制计算机代替模拟控制器；用计算机对被控参数测量，由计算机完成控制方式的计算并实现生产过程自动控制的系统。（1）开环控制系统

特点：它不需要被控对象的测量反馈信号，控制器直接根据给定值驱动执行器去控制被控对象，所以这种信号的传递是单方向的。开环控制系统不能自动消除被控量与给定值之间的偏差，其控制性能较差。

uqy控制器执行器被控对象给定值控制作用操纵变量被控量r（3）计算机控制系统y计算机-被控对象e给定量执行机构+rD/A被控量测量变送uA/D生产过程控制计算机特点：计算机只能处理数字信号，而一次仪表多为模拟信号传递，因此需要有A/D转换器将模拟量转换为数字量作为其输入信号，以及D/A转换器将数字量转换为模拟量作为其输出信号。计算机控制系统：利用计算机(通常称为工业控制计算机,简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统。计算机控制技术----把计算机技术与自动化控制技术融为一体的以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统的一门综合性技术。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其一个重要的应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术是其一个主要的实现手段。（1）实时数据采集：以一定的样间隔对来自测量变送装置的被控量y进行检测和转换。（3）实时控制输出：将实时计算获得的控制量u送至执行机构去影响被控对象的被控量。工作过程（2）实时控制计算：用采集的被控量y与给定值r计算误差e=r—y，按预定的控制规律计算控制量u。亦称控制决策。

实时：计算机控制系统能及时响应某一事件。计算机控制系统能在给定的时间内完成一次对被控对象的控制（对外界信息的获取、控制决策的计算和控制量的输出等）。根据控制对象的性质不同，采样周期以毫秒或者秒计算。计算机控制系统运行方式。在线方式（联机方式）：计算机与被控对象直接相连，被控对象直接受计算机的控制。实时系统必须是在线系统，反则则不然。离线系统肯定是非实时系统。离线方式（脱机方式）：计算机与生产过程不直接相连，而是靠其他中间介质（磁盘）与生产现场发生联系。四、计算机控制系统的组成控制计算机：核心装置，信号处理和决策机构，类似神经中枢。生产过程：被控对象、执行结构、测量变送等装置。被控对象：电动机、水箱、冷库等执行装置：改变被控对象的被控量。生产过程测量变仪表：将被控量转换成电的模拟或数字信号。(二)软件：计算机工作程序的统称，软件系统亦即程序系统，是实现预期信息处理功能的各种程序的集合。应用软件：在系统软件支持下实现