Hefei University

课程综述

课程题目： 计算机控制技术

姓 名： 胡年军

学 号： 0805070111

专 业： 自动化(1)班

授课老师： 丁 健

一、计算机控制技术简介

计算机控制技术是一门以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科。

工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术，它主要研究如何将计算机技术、通信技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。

计算机控制技术这门课程是自动化、测控技术与仪器专业以及相关专业的一门专业课，主要讲述计算机控制系统的基本结构、基本原理，计算机控制系统的数学描述及设计方法，计算机控制系统软、硬件的设计方法与实现途径。主要是培养学生理论联系实际，从实际出发分析问题、研究问题和解决问题的能力，将学生所学知识系统化。

二、计算机控制课程简介

第一章 绪论

介绍了计算机控制系统及其组成、计算机控制系统的典型形式及其发展和概况。

计算机控制系统(Computer Control System，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。

计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。

典型的系统有操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、综合自动化系统。

第二章 计算机控制系统的硬件设计技术

在计算机控制系统中，工业就控制机必须经过输入输出接口和过程通道相连。接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，包括输入和输出接口。过程通道是计算机与外部之间设置的信息传送和转换的连接通道，包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

一、总线技术

总线的概念很简单，它就是将各部件连接到计算机处理器的一个元件。最常见的是从功能上来对数据总线进行划分，可以分为地址总线(address bus)、数据总线(data bus)和控制总线(control bus)。

二、数字量输入输出接口与过程通道

数字量输入通道( DI 通道)的任务是把生产过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式，主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入口地址译码电路等组成。数字量输出通道组要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。

三、模拟量输入输出接口与过程通道

模拟量输入通道一般由I\V变换、多路转换器、采样保持器、A\D转换器、接口和控制逻辑组成。模拟量输出通道一般由接口电路、D\A转换器、V\I变换等组成，其结构形式主要取决于输出保持器的构成方式。

重点是掌握总线和端口的概念分类以及端口地址的分配；数字量模拟量输入输出接口和过程通道的构成以及各组成部分的详细作用。

第三章 数字控制技术

数字控制技术就是生产机械根据数字计算机输出的数字信号，按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动完成工作的控制方式。

一、逐点比较法插补原理

1、曲线分段

将曲线分割成若干段，可以是直线段，也可以是曲线段，分割成了三段。把各分段点坐标记下来并送给计算机。图形分割原则应保证线段所连的曲线与原图形误差在允许范围内。

2、插值(或插补)

当给定各点坐标x和y值之后，求得各坐标值间的中间值的数值计算方法称插值或插补。 直线插补：在给定的两个基点之间用一条近似直线来逼近。 二次曲线插补：在给定的两个基点之间用一条近似曲线来逼近。

3、绘图或加工

把插补运算过程中定出的各中间点，以脉冲信号形式去控制x、y方向上的步进电机，带动绘图笔、刀具等，绘出图形或加工所要求轮廓。每一个脉冲信号代表步进电机走一步，即绘图笔或刀具在x或y方向移动一个位置。对应于每个脉冲移动的相对位置称为脉冲当量，又称为步长，常用△x和△y表示，且总是取△x=△y。

二、多轴步进驱动控制技术

步进电机又称为脉冲电机，是计算机控制系统的一种执行元件。其功用是将脉冲电信号转换成相应的角位移或直线位移，即给一个脉冲信号，电动机就转动一个角度或前进一步，

步进电机可工作于单向通电方式、双向通电方式、单双向交叉通电方式。三相异步电机则有单三拍、双三拍、三相六拍三种工作方式。

重点是掌握逐点插补比较法的原理，主要是直线插补与圆弧插补；掌握三