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第七章计算机控制系统
第七章计算机控制系统
第一节计算机控制系统概述
计算机的问世，在科学技术上引起了一场深
的革命。并随着电子技术的飞速开展，不断完善
和开展。由于计算机具有运算速度快、精度高，
存贮容量大和逻辑功能齐全等特点，已成为很多
领域强有力的工具。
一、概述
计算机控制系统，其根本原理框图如下图。
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计算机控制系统
计算机控制系统
控制系统中引进计算机，只要运用计算机的各种指令，就能
编出符合某种控制规律的程序，计算机执行这样的程序，就
能实现对被调参数的控制。而在一般常规的控制系统中，系
统的控制规律是由硬件电路产生的改变控制规律就要改变硬
而在计算机控制系统中，控制规律的改变只需改变程序就可
以了。
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计算机控制系统
计算机控制系统
在计算机控制系统中，计算机的输入和输出信号都
是数字信号，因此在这样的控制系统中，需要有将模拟信
号转换为数字信号的模拟数字转换器A/D，以及将数字信
号转换为模拟信号的数字模拟转换器D/A。
计算机控制系统，可以归结为以下三个步骤：
1〕实时数据采集，对被调参数的瞬时值进行检测并输
入
2〕实时决策。对采集到的表征被调参数状态的量进行
分析，并按已定的控制规律决定进一步的控制过程。
3〕实时控制。
根据决策，适时地对执行器发出控制信号。
上述过程不断重复，使整个系统能够按照一定的品
质指标进行工作，并且对被调参数和设备本身出现的异常
状态及时监督并作出迅速处理。
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计算机控制系统
计算机控制系统
二、计算机控制系统的一般组成
计算机控制系统一般来讲是由硬件局部
和软件局部组成。
1.硬件局部
硬件局部是控制系统的躯体，主要包括
计算机〔主机〕、外部设备、外围设备、
自动化仪表和操作控制台等。
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计算机控制系统
计算机控制系统
图计算机控制系统的根本组成框图
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计算机控制系统
计算机控制系统
〔1〕主机
主机是控制系统的核心。主机根据过程输入通道送来的被
控对象的各种生产工况信息，按照人们预先安排的程序，自
动地进行信息处理、分析和计算，并作出相应的控制决策，
以信息的形式通过输出通道，及时发出控制命令。主机中的
程序和控制数据是人们事先根据控制规律安排好的。系统启
动后，计算机就从内存贮器中逐条取出指令并执行了。
〔2)常规外部设备
按功能可分为三类：输入设备，输出设备和外存贮器。
常用的输入设备有键盘、纸带输入机等。输入设备主要用来
输入程序和数据。
常用的输出设备有打印机、显示器等。输出设备主要用来把
各种信息和数据按人们容易接受的形式，如数字、曲线、字
符等提供给操作人员，以便及时了解控制过程的情况。
外存贮器，如磁带装置、磁盘装置。
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计算机控制系统
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〔3〕外围设备
外围设备是计算机控制系统的特有设备，主要
包括过程输入输出通道及显示报警设备等。
过程输入输出通道，又称过程通道。为了实现计
算机对生产过程的控制，必须在计算机和生产过
程之间设置信息的传递和变换的连接通道，这就
是过程输入输出通道。
过程通道一般分为：模拟量输入通道、模拟量
输出通道，开关量输入通道、开关量输出通道等。
在
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