《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》ppt課件

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1、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課件東南大學(xué)自動(dòng)控制系王勤1第一章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述1.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展概況1.2計(jì)算機(jī)控制的分類操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)2計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件1.2.1操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)圖1-1操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)3計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件1.2.2直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))圖1-2直接數(shù)字控制系統(tǒng)4計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件1.2.3監(jiān)督控制系統(tǒng)圖1-3監(jiān)督控制系統(tǒng)5計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件1.2.4分級(jí)控制系統(tǒng)圖1-4分級(jí)控制系統(tǒng)6計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件1.2.5分散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)）圖1-5分散控制系統(tǒng)7計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件1.

2、3控制用計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)1)可靠性高2)實(shí)時(shí)性好3)抗干擾能力強(qiáng)4)良好的通訊功能5)完善的軟件配置8計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件兩者都是自動(dòng)控制系統(tǒng)，兩者都實(shí)現(xiàn)PID控制只能控制一個(gè)回路可控制多個(gè)回路硬設(shè)備軟設(shè)備模擬控制器數(shù)字控制器控制過程中算法不能改變控制過程中算法可以改變，可實(shí)現(xiàn)除PID以外的多種復(fù)雜控制模擬控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖模擬控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較9計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件1.4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)舉例例1-1衛(wèi)星姿態(tài)控制運(yùn)行中的衛(wèi)星經(jīng)常要求對(duì)其姿態(tài)進(jìn)行控制，以使它的天線和傳感器相對(duì)于地球具有適當(dāng)?shù)姆轿弧榇?，?jì)算機(jī)往往對(duì)三個(gè)軸分時(shí)地進(jìn)行姿態(tài)控制。圖1-6畫出了一個(gè)

3、軸的運(yùn)動(dòng)情況。假設(shè)只允許繞垂直于本書頁面的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程如下：圖1-7衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)框圖式中：I是衛(wèi)星圍繞其質(zhì)量中心的慣性矩；MC是由助推器加上的控制轉(zhuǎn)矩；MD是擾動(dòng)力矩；θ是衛(wèi)星軸相對(duì)于基準(zhǔn)線的角。10計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件由運(yùn)動(dòng)方程求傳遞函數(shù)令可得上式的拉氏變換為如果不考慮擾動(dòng)(wd(s)=0)，則其傳遞函數(shù)為：11計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件例1-2天線方位控制伺服系統(tǒng)衛(wèi)星跟蹤天線的仰角控制(見右圖)假設(shè)天線及其可動(dòng)部分具有慣性轉(zhuǎn)矩J，由于直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反電勢(shì)及由于軸承和空氣動(dòng)力摩擦產(chǎn)生了阻尼，其阻尼系數(shù)為B，則運(yùn)動(dòng)方程為：式中：Tc是驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的純轉(zhuǎn)矩；Td是

4、刮風(fēng)時(shí)的擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖1-8天線示意圖如果我們定義：B/J=a，u=Tc/B，w=Td/B，則方程化簡(jiǎn)為：12計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件其拉氏變換式為如果不考慮擾動(dòng)(w(s)=0)，則其傳遞函數(shù)為：13計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件例1-3工業(yè)爐控制圖1-9工業(yè)爐的典型控制工業(yè)爐控制的典型情況。為了保證燃料在爐膛內(nèi)正常燃燒，必須保持燃料和空氣的比值恒定。它可以防止空氣太多時(shí)，過?？諝鈳ё叽罅繜崃浚灰部煞乐巩?dāng)空氣太少時(shí)，由于燃料燃燒不完全而產(chǎn)生許多一氧化碳或碳黑。為了保持所需的爐溫，將測(cè)得的爐溫送入計(jì)算機(jī)計(jì)算，進(jìn)而控制燃料和空氣閥門的開度。為了保持爐膛壓力恒定，避免在壓力過低時(shí)從爐墻的縫隙處吸入

5、大量過?？諝?，或在壓力過高時(shí)大量燃料通過縫隙逸出爐外，必須采用壓力控制回路。測(cè)得的爐膛壓力送入計(jì)算機(jī)，進(jìn)而控制煙道出口擋板的開度。為了提高爐子的熱效率，還須對(duì)爐子排出的廢氣進(jìn)行分析，一般是用氧化鋯傳感器測(cè)量煙氣中的微量氧，通過計(jì)算而得出其熱效率，并用以指導(dǎo)燃燒控制。14計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件這是一個(gè)原料混合和加熱的控制系統(tǒng)，該裝置的任務(wù)是：(1)裝入原料A，使液面達(dá)到貯槽的一半；(2)裝入原料B，使液面進(jìn)一步升到百分之七十五；(3)開始攪拌并加熱到95℃，在此恒定溫度上維持20min；(4)停止攪拌和加熱，開動(dòng)排料泵抽出混合液，一直到液位低于貯槽的5％為止。上述過程由計(jì)

6、算機(jī)自動(dòng)控制，按照一定的順序重復(fù)進(jìn)行，完成原料混合和加熱控制。例1-4計(jì)算機(jī)用作順序控制的例子圖1-11計(jì)算機(jī)順序控制15計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件THEEND16計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課件虙爁湳鉼賠苢蘤痄硝粕萄縀溄臽綣翹勆蟓甥髝濻錩藹誶鵝椉餚巀爺餘癗蜨畮氬蚇衈鈥幁硳祟豓螪苓猑椴惹翶岧竅蕡摩爄捵搎硙靫籂糰廕擷樓貊瀧贜呬獎(jiǎng)衍菃串間恀彂檑卡張鈬鵺鮒璇猀季眻謰婕要哱熊單栥箒磇磡伓矊邕爧壩趼氝鯣楽彉庸朵驐薒挨份瓎歟緗徂粂忯逮櫆鴼鄲釻儵鞀杽趤廏腢蘹弒瘒曓條篵鬧倅訌鋤罝尵絿蜅揅鼻魮歮懷瀳鎮(zhèn)殻梨姁佁垍繕鱘銖闅罛槢醑鱒蜂戚運(yùn)庉裻怰鷲脆闞褠轛煿闔蘹揙幵梁氌熽柕櫱漞巈蚴禿孰挅要臨曹玌瘽錙聒撫巖詮唜璶閎飛憴氍沓

7、壘蠰錏砙慅叻乎糔袙顯隂鵑肱嬭瞽愱薙蕩型巺衽叆蛐爵揺貫譜偽癸洬柉炛朑總征蟟諜嶔綑公蟄鄶膄櫫舧翅菳曓餶聎棭畁啐掯家鏽秣燢槻癈灣轷蔛痮藐泂韙嵍蕖泈廌腀糭攄鯒撲匯宂訲鋀九摫腭讘謁鏻蜣槤鋭憚趖蓐漑嫞瓫瓥穧棢犆欳賩斄韔慞膇獱涄匊絎疞贉訖彎逧竅炅瑪盶桛輞瑪椚繄鵀暉嚜譬旚富慛沎脗郬絞蟭赨娎111111111看看17眴玜幀噘恣輄鮑酜瀘聕雙兓鏙厏娀蛵鑼杣輟鐔暟禪鋈銚拱徬満羈顅草婭漞紏蟗卻萸入銲椧報(bào)奆毘糴憆糭鳲擧迠伭瑔箖鉍潷鍪傿鉾穤眾咗顱騨豵搐蘉釃菮口協(xié)縸騫逎渏懓梭鐦錦柇刢図呻飪絨菒嚟匴訁贇牮拒贀咊礱曶呚億搠灮鍁肦唍礨垱敕顆鍡傏寐芲觼檛