《机电一体化导论》课件_第5章 计算机接口及控制技术.ppt

*5.4.2硬盘接口1．硬盘系统的组成微机的硬盘系统也是由硬盘控制器和硬盘驱动器两部分组成，如图5.17所示。图5.17硬盘系统的组成*2．硬盘接口一般来说，硬盘接口就是指硬盘控制器与硬盘驱动器之间的接口。目前，硬盘接口主要主要采用IDE(IntelligentDriverElectronics)接口和SCSI（SmallComputerSystemInterface）接口。返回*5.4.3移动硬盘和U盘接口新型移动硬盘主要采用USB和IEEE1394接口与主机相连。其中USB接口移动硬盘以台式机或笔记本硬盘为核心，加装IDE转USB的控制系统组建的移动存储设备。U盘通常采用USB接口。返回*5.4.4光盘驱动接口光盘是采用光学方法读写数据的一种存储技术。图5.19为光盘驱动器的组成框图。图5.19光盘驱动器组成框图返回*§5.5计算机控制技术计算机控制系统的组成计算机控制系统的分类5.5.15.5.2计算机数字控制方法5.5.3*5.5.1计算机控制系统1．计算机控制系统的结构典型的计算机控制系统，如图5.20所示。图5.20计算机控制系统基本框图*2．机电一体化计算机控制系统的组成典型的机电一体化控制系统结构如图5.21所示，它可分为硬件和软件两大部分。硬件是指计算机本身及其外围设备。（1）计算机主机是组成计算机控制系统的核心部件。（2）操作台是人-机对话的联系纽带。（3）通用外围设备主要是为了扩大计算机主机的功能而配置的。*（4）I/O接口与I/O通道是计算机主机与外部连接的桥梁。（5）传感器是将被测非电量参数转变成电学量。图5.21典型计算机控制系统的组成框图*软件是指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和。从功能区分，软件可分为系统软件和应用软件。系统软件是由计算机的制造厂商提供的，用来管理计算机本身的资源和方便用户使用计算机的软件。应用软件是用户根据要解决的控制问题而编写的各种程序。返回*5.5.2计算机控制系统的分类根据计算机的应用方式，可把计算机控制系统分为四类：操作指导控制系统，直接数字控制系统，监督计算机控制系统和分级计算机控制系统。1．操作指导控制系统如图5.22所示，计算机只是对生产过程的参数进行采集，然后根据控制算法计算出供操作人员参考、选择的操作方案和最佳设定值等，操作人员根据计算机的输出信息去改变调节器的设定值。*图5.22计算机操作指导控制系统示意图*2．直接数字控制系统直接数字控制（DirectDigitalControl,DDC）系统结构如图5.23所示。图5.23直接数字控制系统*3．监督计算机控制系统在监督计算机控制（SupervisoryComputerControl，SCC）系统中计算机根据工艺参数和过程参量检测值，按照所设计的控制算法计算出最佳设定值直接传送给常规模拟调节器或者DDC计算机，最后由模拟调节器或DDC计算机控制生产过程。其构成示意图如图5.24所示。SCC系统有两种类型，一种是SCC+模拟调节器，另一种是SCC+DDC控制系统。*图5.24监督计算机控制系统构成示意图*4．分级计算机控制系统生产过程是比较复杂的。如用多台计算机分别执行不同的控制功能，既能进行控制又能实现管理。图5.25是一个四级计算机控制系统。其中过程控制级为最底层，对生产设备进行直接数字控制；车间管理级负责本车间各设备间的协调管理；工厂管理级负责全厂各车间生产协调；企业（公司）管理级负责总的协调。*图5.25计算机分级控制系统返回*5.5.3计算机数字控制方法1．数字PID控制是工业应用最广泛的一种控制规律。2．最少拍控制所谓最小拍控制，就是要求闭环系统对于某个典型输入在最少的采样周期内（最少拍）达到采样点上无静差的稳态，且闭环脉冲传递函数具有如下形式：式中，n为可能情况下的最小正整数。*3．动态矩阵控制动态矩阵控制（DynamicMatrixControl,DMC）算法是一种基于对象阶跃响应模型的预测控制算法。动态矩阵控制算法的结构图如图5.26所示。图5.26动态矩阵控制算法结构图*由图5.26可看出，整个动态矩阵控制