第五章-计算机控制技术.docx

第五章-计算机控制技术.docx第五章:计算机控制技术一、教学建议通过文字教材了解计算机控制系统的组成、控制算法、常用类型及特点、计算机控制系统的设计:流媒体课件也详细讲解了木章的重难点内容——数字PTD计算机控制算法;由在学****的过程中,如果有学****的心得和体会,请在课程论坛上和大家分享;如果有什么疑惑,也可以在课程论坛寻找帮助。二、教学要求:熟悉计算机控制技术计算机控制系统的组成计算机控制系统是山硬件和软件两大部分组成。硬件是山计算机主机、接口电路、输入输出通道及外部设备等纽•成,如图1所示。外部设备 计算机 外部通道 检测及变送 控制对象打印机控制对彖图1计算机控制系统的组成计算机是整个控制系统的核心。它接收从操作台來的命令,对系统的各参数进行巡回检测,执行数据处理、计算和逻辑判断、报警处理等,并根据计算的结果通过接口发岀输岀命令。计算机控制系统的特点主要体现在以下四个方面:具冇完善的输入/输出通道;具何实时控制功能;可靠性高,对坏境适应性强,以保证在生产现场应用的要求;具有丰富、完善、能正确反映被控对彖运动规律并对其进行有效控制的软件系统。数字PID控制算法按偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器(简称为PID调节器),是连续系统屮技术成熟、应用最为广泛的一种调节器。模拟P1D调节器是--种线性调节器,这种调节器是将设定值w与实际输出值),进行比较构成控制偏差幺二w-y,将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量,如图2所示,所以简称为P(比例)I(积分)D(微分)调节器。其中比例调节起纠正偏差的作用,其反应迅速;积分调节能消除静差,改善系统静态特性;微分调节冇利于减少超调,加快系统的过渡过程。此三作用配合得当,可使调节过程快速、平稳、准确,收到较好的效果。在实际应用中,根据对象的特性和控制要求,可以灵活地改变英结构,取其中一部分环节构成控制规律。例如,比例(P)调节器、比例积分(PI)调节器、比例微分(PD)调节器等。模拟PID调节的微分方程式为u(t)=K卩[e(0+丄]e⑴dt+Td竺耳]。7;• dt式中£("为调节器的输入,即给定量与输出量的误差;讥0为调节器的输出;K”为比例系数;7;为积分时间常数;©为微分时间常数。例1:计算机控制系统的采样周期越小,其控制精度就越高。()说明:从计算机的精度看,过短的采样周期是不合适的。这是因为丁业控制用的微型机字长-般较短,且为泄点机,如果采样周期过短,前后丙次采样的数值Z滋可能因计算机精度不髙而反映不出來,使调节作用因此而减弱。故本题的论述时错涙的,括号内应填入“x”。计算机控制系统的常用类型控制装置比较项目普通计算机系统工业控制机可编程序控制器单片系统PC扩展系统STD总线系统工业PC系统小型PLC(256点以内)人型PLC控制系统的组成H行研制(非标准化)配备各类功能接口板选购标准化STD模板整机己成系统,外部另行配置按使用要求选购相应的产品系统功能简单的逻辑控制或模拟量控制数据处理功能强,可组成功能完整的控制系统可组成从简单到复杂的各类测控系统本身己具备完整的控制功能,软件丰富,执行速度快逻辑控制为主,也可组成模拟量控制系统人型复杂的多点控制系统通信功能按需自行配登已备一个串行口,再多,另行配置选用通信模板产品已提供串行口选用RS-232C通信模块选取相应的模块硬件制作工作量