计算机先进控制技术.doc

1 《计算机控制技术》辅导教案一教学目的和基本要求工业控制是计算机的一个重要应用领域,计算机控制是为适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术。本课程的目的是简明、系统地向学生介绍关于工业计算机控制系统的设计和实现的基本原理与技术,以提高本专业学生应用计算机的能力,为今后从事计算机控制系统的研究和开发工作打下一个良好的基础。基本要求: 1 掌握工业计算机控制系统的基本组成原理及特点,了解计算机控制系统的发展概况及趋势; 2 熟悉计算机控制系统的性能指标; 3 数字程序控制:熟练掌握逐点比较法插补原理和步进电机的控制技术; 4 熟练掌握数字 PID 控制器的设计及其参数的整定; 5 熟练掌握最少拍无纹波控制器的设计; 6 现代控制技术:掌握采用状态空间的输出反馈设计法和极点配置设计法; 7 掌握常用的几种复杂控制的原理:纯滞后控制,串级控制,前馈- 反馈控制和解耦控制; 8 掌握模糊控制的基本概念和模糊控制器的设计方法; 9 了解分散型测控网络的简单技术; 10 熟练掌握计算机控制系统中测量数据的预处理技术; 11 掌握计算机系统中的抗干扰技术。二内容提要本课程从工程技术的观点介绍工业计算机控制系统的组成原理和系统的设计与实现技术。以 IBM-PC 系列微型机为例组成系统。主要内容如下: 1 绪论主要介绍计算机控制系统的组成原理,特点,指标要求,发展概况和趋势。 2 数字程序控制重点介绍逐点比较插补法原理和步进电机的控制技术。 3 常规控制技术 1 )数字控制器的连续化设计:重点介绍目前应用广泛的数字 PID 控制器的工程实现和参数的整定: 2 )离散化设计技术重点介绍最少拍无纹波控制器的设计。 4 模糊控制技术 1 )模糊控制技术的数学基础:主要包括模糊集合及其运算,模糊关系,模糊逻辑和模糊推理。 2 )模糊控制原理:主要包括模糊化,知识库,模糊推理和清晰化。 3 )模糊控制器的设计:包括模糊控制器的结构设计,模糊规则的选择和推理,模糊控制器论域及比例因字的确定,模糊控制器程序的编写。 5 现代控制技术主要介绍采用状态空间的输出反馈设计法,极点配置设计法和最优化设计法。 2 6 复杂控制技术简单介绍纯滞后补偿控制,串级控制,前馈- 反馈控制和解耦控制。 7 应用程序设计与实现包括程序设计技术,测量数据的预处理技术,数字控制器的工程实现和软件抗干扰技术。 8 分散型测控网络技术简单介绍工业网技术,分散型控制系统和现场总线技术。 9 计算机控制系统设计与实现以实例说明计算机控制系统的设计与实现全过程。三教案的主要内容第1章绪论( 4 学时) 1. 概述随着科学技术的进步, 人们越来越多地用计算机来实现控制。近年来,计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、 CRT 显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展,给计算机控制技术带来了巨大的发展,使自动控制技术正向着深度和广度两个方向发展。在广度方面,国民经济的各个领域---- 从工业过程控制、农业生产和国防技术到家用电器已广泛使用计算机控制;控制对象也从单一对象的局部控制发展到对整个工厂、整个企业等大规模复杂对象的控制。在深度方面则向智能化发展,出现了自适应、自学****等智能控制方法。本章主要介绍计算机控制系统及其组成、工业控制计算机的组成结构及特点、计算机控制系统的发展概况和趋势。 2 重点与难点 2