2020年东北大学计算机控制系统计算机控制系统概述.ppt

课程教学内容:
一、计算机控制系统概述
二、信号转换与z变换
三、计算机控制系统数学描述与性能分析
四、数字控制器的模拟化设计方法
五、数字控制器的直接设计方法
六、基于状态空间模型的极点配置设计方法
七、先进控制规律的设计方法
八、基于网络的控制技术
九、计算机控制系统设计与实现
十、计算机控制系统应用实例
东北大学计算机控制系统计算机控制系统概述
2021/1/13
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本章内容:
计算机控制系统的基本概念
过程通道与总线接口技术
模拟与数字信号之间的相互转换
计算机控制系统的理论问题
计算机控制系统的基本结构
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引 言
1、概述
计算机控制是以控制理论与计算机技术为基础的一门新的工程科学技术，广泛应用于工业、交通、农业、军事等领域。
计算机参与的控制系统，也称数字控制系统，产生了一系列新的基本理论和分析、设计方法。
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2、发展历程
1946年世界第一台数字计算机诞生
20世纪50年代初产生了将数字计算机用于控制的思想，1955年美国TRW航空公司与美国一个炼油厂合作，开始进行计算机控制的研究
1962年英国的帝国化学工业公司应用计算机直接控制（DDC）被控过程的变量
1972年开始，微型计算机的出现和发展，推动计算机控制进入了崭新的发展阶段，并逐步取代模拟系统而成为主流控制系统
20世纪80年代以后，微型处理器件的迅速发展对计算机控制产生了深远的影响，计算机控制得到更为普及的应用，并快速向集散型、网络化的方向发展
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3、课程讲述的内容
本书将从信号变换、对象建模与性能分析、控制算法设计、控制系统实现等4个方面系统讲述计算机控制系统分析和设计的基本理论和方法，其中在信号变换的工程化，控制算法的工程化，以及控制系统实现的工程化部分进行了重点阐述。
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1、计算机控制系统的组成
炉温计算机控制系统
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将类似上述炉温计算机控制系统的各类计算机控制系统抽象化，。
计算机控制系统典型结构
数字信号
模拟信号
离散模拟信号
量化模拟信号
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计算机控制系统与常规的连续（模拟）控制系统相比，通常具有如下优点：
（1）设计和控制灵活
（2）能实现集中监视和操作
（3）能实现综合控制
（4）可靠性高，抗干扰能力强
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2、计算机控制系统的应用要求
（1）可靠性高
（2）实时性好
（3）环境适应性强
（4）过程输入和输出配套较好
（5）系统扩充性好
（6）系统开放性
（7）控制软件包功能强
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3、计算机控制系统的性能指标
1、稳定性：闭环系统的极点
2、稳态指标：稳态误差
3、动态指标：过程过程时间，超调量等
4、综合指标 ：既要考虑到能对系统的性能做出正确的评价，又要考虑到数学上容易处理或工程上便于实现。如积分型指标：
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