计算机测控技术与系统于微波电子课件第1章计算机测控系统概述幻灯片.pptVIP

* * 第1章 计算机测控系统概述 学习目标： 掌握计算机测控系统的基本概念 熟悉计算机测控系统的应用类型 掌握计算机测控系统的基本组成 了解计算机测控系统的发展趋势 * * 1.1 测控系统的基本概念 1.现代测量技术 测量是采用各种方法获得反映客观事物或对象的运动属性的各种数据。 根据系统中被测量信号类型的不同，可以分为模拟式和数字式测量系统。 图1.2 数字测量系统 图1.1 模拟式测量系统 * * 2.现代控制技术 由经典控制系统可知，控制系统可以分为开环控制和闭环控制。开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程，不具备自动修正的能力。 图1.4 闭环控制示意图 图1.3 开环控制示意图 闭环控制是将输出量直接或间接反馈到输入端形成闭环、参与控制的控制方式。闭环控制具有较强的抗干扰能力。 * * 3.现代测控技术 将现代测量技术与现代控制技术相结合就形成了现代测控技术。可以说，现代测控技术就是以现代测量技术为基础，以现代控制为目的，以实现复杂系统的控制要求， 图1.5 测控系统基本原理示意图 测控系统具有的功能： 测量功能 执行机构的驱动功能 控制功能 人机交互功能 通信功能 * * 4.测控系统微机化的重要意义 计算机技术的引入，使得测控系统具有以下新特点和新功能： 自动调零功能 量程自动切换功能 多点快速测控功能 数字滤波功能 自动修正误差功能 数据处理功能 复杂控制规律 多媒体功能 通信或网络功能 自诊断功能 * * 1.2 计算机测控系统的分类 1.数据采集系统（DAS） 图1.6 数据采集系统结构图 * * 2.直接数字控制系统（DDC） 图1.7 直接数字控制系统结构图 DDC系统是一种单机控制系统，具有规模小，结构简单，实用性强，价格低等优点，适合于比较简单的被控对象或分布式控制系统的最小基本控制单元。缺点是可靠性差。 * * 3.监督控制系统（SCC） 图1.8 监督控制系统结构图 SCC系统采用两级控制方式：（a）下一级为模拟调节器；（b）当下一级采用DDC系统。当SCC计算机出现故障时，可由DDC或模拟调节器独立完成操作。这显然提高了整个系统的可靠性。 * * 4.分布式控制系统（DCS） 图1.9 分布式控制系统结构图 在分布式控制系统中，按地区把微处理机安装在测量装置与控制执行机构附近，将控制功能尽可能分散，管理功能相对集中。这种分散化的控制方式能改善控制的可靠性。 * * 5.现场总线控制系统（FCS） 图1.10 现场总线控制系统结构图 从控制的角度看，FCS具有两个显著特点：（1）信号传输实现了全数字化。（2）实现了控制的彻底分散。 * * 1.3计算机测控系统的组成 1.计算机测控系统的典型结构 图1.12 计算机测控系统典型结构 计算机测控系统的工作过程： （1）实时数据采集 （2）实时控制计算 （3）实时控制输出 * * 1.计算机测控系统的典型结构 图1.13 计算机测控系统典型组成框图 整个系统可以分为硬件部分和软件部分。 硬件是看得见摸得着的各部分器件和部件的总称 软件是指管理计算机的程序及系统控制程序等。 * * 2.计算机测控系统的硬件组成 图1.14 计算机测控系统硬件组成框图 * * 3.计算机测控系统的软件组成 软件 操作系统 语言加工系统 诊断系统 控制程序 数据采集及处理程序 巡回检测程序 数据管理程序 编辑程序 编译程序 连接、装配程序 调试程序 子程序库 数据可靠性检查程序 A／D转换及采样程序 数字滤波程序 线性化处理程序 数据采集程序 越限报警程序 事故预告程序 画面显示程序 系统软件 应用软件 * * 1.4计算机测控系统的发展趋势 1.数字化 数字化主要是指计算机技术的应用，特别是单片机的高速发展，为测控系统的数字化提供了强有力的手段，从传感器到远程终端设备很多都实现了数字化控制。 2.智能化 智能化是指能随外界条件的变化，具有确定正确行动的能力，也即具有人的思维能力以及推理、做出决策的能力。 * * 3.网络化 将计算机技术、传感器技术、网络技术与测控技术相结合，可以组建网络化、分布式的测控系统，实现远距离测控和资源共享。 4.虚拟化 虚拟仪器是随着计算机技术和现代测量技术的发展而产生的一种新型虚拟化技术，代表着当今测控技术发展方向。 5.多样化 测控系统的组成形式也具有多样化，测控系统软件具有多样化，系统总线与测控网络具有多样性，测控系统的应用形式也具有多样化。 * * 1.4计算机测控系统的发展趋势 3.网络化 将计算机技术、传感器技术、网络技术与测控技术