计算机控制原理复习总结.doc

第一章 计算机控制的三个步骤 实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。 实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。 实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发生控制信号，完成控制任务。 计算机控制系统的两种工作方式 在线方式（联机方式）：生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式。 离线方式（脱机方式）：生产过程不和计算机直接相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式。 实时性的控制要求 实时是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。实时的概念不能脱离具体过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。 计算机控制系统的组成 工业控制 主机板 内部总线和外部总线 人机接口 磁盘系统 通信接口 输入输出通道 生产过程 DCS控制系统的三层结构 操作站——控制站——现场仪表 FCS控制系统的二层结构 操作站——现场总线智能仪表 典型的FCS系统 1. CAN 2. Lonworks 3. PROFIBUS 4. HART 第二章 计算机内部三总线 PC/ISA总线 PCI/compact PCI总线 其它总线 计算机串行外部总线 1. RS-232 2. RS-422 3. RS-485 平衡传输方式与不平衡传输方式 平衡传输方式：用双绞线传输信号，信号在双绞线中自成回路不通过地线，接收器是用 双差动方式输入信号。 不平衡传输方式：用单线传输信号，以地线作为信号的回路，接收器是单线输入信号。 采样保持器工作原理 A/D转换过程（即采样信号的量化过程）需要时间，这个时间称之为A/D转换时间。在A/D转换期间，如果输入信号变化较大，就会引起转换误差。所以一般情况下采样信号都不直接送至A/D转换器转换，还需加保持器作信号保持。 I/A变换原理 无源（有源）I/V变换 当输入电流为0~10mA时，输出电压为0~5V 当输入电流为4~20mA时，输出电压为1~5V 孔径误差 对与随时间变化的模拟信号来说，孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差，即为孔径误差 串模共模干扰及其抑制方法 串模干扰：叠加在被测信号上的干扰噪声 抑制方法：①减小时间常数②双积分式A/D转换器③尽可能早地进行前置放大，尽可能早地完成模数转换，或采取隔离和屏蔽等措施④利用逻辑器件⑤采用双绞线信号引线 共模干扰：模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压 抑制方法：①变压器隔离②光电隔离③浮地屏蔽④采用仪器放大器提高共模抑制比 长线传输干扰及其抑制方法 长线传输：①长线传输易受到外界干扰②具有信号延时③高速变化的信号在长线中传输时，还会出现波反射现象 计算机控制系统的地线类型 ①模拟地②数字地③安全地④系统地⑤交流地 实用低频接地技术 一般在低频时用串联一点姐弟的综合接法，即在符合噪声标准和简单易行的条件下统筹兼顾。也就是说可用分组接法，即低电平电路经一组共同地线接地，高电平电路经另一组共同地线接地。注意不要把功率相差很多，噪声电平相差很大的电路接入同一组地线接地。 第三章 逐点比较法圆弧插补（三四象限） 步进电机工作方式的判断 步进电动机单三拍工作方式 单三拍工作方式各相的通电顺序为A→B→C→A→… 步进电动机的双三拍工作方式 双三拍工作方式各相的通电顺序为AB→BC→CA→AB→… 步进电动机的三相六拍工作方式 三相六拍工作方式各相的通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA→A→… 第四章 数字控制器模拟设计 D(s)→D(z)→u(k） 数字PID位置型增量型算式及算法的特点 位置型： 增量型： 例：已知模拟控制器的传递函数试写出相应数字控制的位置型，增量型控制算式，设采样周期T=0.2s 解： 位置型 增量型 、、、的物理调节意义 为比例增益，与比例带成倒数关系 调节意义：比例控制能迅速反应误差，从而减小误差，但比例控制不能消除稳态误差，的加大会引起系统的不稳定。 为积分时间常数 调节意义：只要系统存在误差，积分控制作用就不断地积累，输出控制以消除误差，因而只要有足够的时间，积分控