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《计算机控制技术》课程教学大纲
适用于四年制本科计算机科学与技术
一、课程的性质、任务和要求
《计算机控制技术》是计算机科学与技术专业的专业选修课程。本课程共32学时，其中理论24学时，实验8学时，2学分。考查课。
《计算机控制技术》课程的主要任务是：通过该课程的学习，要求学生掌握输入输出接口及过程通道的设计方法，数字程序控制技术，常规及复杂控制技术及基本应用程序的设计与实现方法。同时，学生应了解并基本能够将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，设计出相应的计算机控制系统。最后，通过本课程的学习，学生还应基本了解相关的现代控制技术以及分散型测控网络技术。
学习本课程后，应达到下列基本要求：
1.对控制技术的基本概念和基本组成有明确的认识；
2.能熟练掌握接口的设计一般要求、I/O通道的模式；
3.掌握典型D/A、A/D芯片与计算机的接口设计以及相应的程序设计；
4.掌握键盘接口技术与LED显示接口技术以及相应的程序设计；
5.掌握数字程序控制技术的原理与实现技术；
6.掌握PID控制中各环节的作用及参数整定的方法；
7.了解微型机控制系统的设计方法与步骤。
二、本课程与其它课程的关系、主要参考教材
本课程的先修课程为：微机原理与接口、单片机原理及应用。
参考教材：
《微型计算机控制技术实用教程》，潘新民主编，电子工业出版社，2006
《微型计算机控制技术》，赖寿宏主编，机械工业出版社，2005
《微型计算机控制技术》，于海生主编，清华大学出版社，2000
《微型计算机控制技术及应用》，徐大诚主编，高等教育出版社，2003
《微型计算机控制技术》，曾庆波主编，电子科技大学出版社，2007
三、课程内容
第一章 微型计算机控制系统的概述
主要内容：微型计算机控制控制系统及其组成，微型计算机控制系统的典型形式，工业控制机的组成结构及特点，计算机控制系统的发展概况和趋势。
重点：计算机控制系统及其组成，计算机控制系统的典型形式。
难点：工业控制机的总线结构。
教学要求：掌握计算机控制系统的基本概念与计算机控制系统的主要结构类型。
第二章 输入输出接口与过程通道
主要内容：模拟量输入/输出的通道接口技术；采样定理的基本知识、多路开关；采样－保持器的原理及使用方法；D/A转换的原理；各类D/A转换器与微型计算机的接口及程序设计；A/D转换的原理；各类A/D转换器与微型计算机的接口及程序设计。
重点：输入输出接口与过程通道的硬件和软件的设计。
难点：模拟量输入输出过程通道的硬件和软件的设计，硬件抗干扰技术。
教学要求：掌握常用A/D转换器性能及其与单片机接口电路的结构；掌握输出通道及常用电路的结构；掌握常用放大器结构及工作原理。
第三章 人机交互接口技术
主要内容：键盘设计过程需要注意的问题；防抖技术以及防抖电路；独立式键盘与矩阵式键盘的接口技术和程序设计；LED数码管的显示原理；LED动态和静态显示接口电路与程序设计；LED硬件译码电路的设计；LCD的基本工作原理。
重点：键盘与LED显示接口电路和程序的设计。
难点：独立式键盘的程序设计方法。
教学要求：掌握非编码键盘与编码键盘的工作原理及接口电路；掌握LED动态和静态显示接口电路及程序设计。
第四章 常用控制程序的设计
主要内容：简单报警程序与越限报警程序的原理和设计；光电隔离技术；继电器输出接口技术；大功率场效应管开关接口技术；逐点比较插补法的原理与程序设计；步进电机的工作原理；步进电机与微型机的接口及程序设计；步进电机步数及速度的确定方法。
重点：逐点比较法插补原理和步进电机控制技术。
难点：逐点比较法插补原理和步进电机控制技术。
教学要求：掌握逐点比较插补法的原理和程序设计；掌握步进电机与微型机的接口及程序设计。
第五章 数字PID及其算法
主要内容：PID算法的数字化和程序设计；数字PID的正、反作用问题和饱和作用的抑制问题；PID算法的发展过程和各自区别；数字PID控制器的设计；采样周期的选择；数字PID参数的整定方法。
重点：数字PID位置型、增量型控制算法的概念，实现方式的比较和算法流程。
难点：数字PID控制器的改进方法，和参数整定。
教学要求：掌握位置式和增量式PID算法的程序设计；了解PID的参数整定方法。
第六章 直接数字控制及其算法
主要内容：最少拍随动系统的脉冲传递函数以及数字控制器的设计；Dalin算法，及相应的程序设计。
重点：最少拍随动系统的设计与大林算法。
难点：大林算法的D(z)基本形式和振铃现象及其抑制。
教学要求：掌握大林算法与纯滞后控制。
第七章 微型机控制系统的设计
主要内容：控制系统总体方案的确定；微型计算机及接口的选择；控制算法的选择；控制系统硬件软件的设计；自动装箱控制系统的原理及系统设计。
重点：控制系统的硬件设计，算法的选择和软件设计，系统的调试。
难点：控制系统的硬件设计，算法的选择和软件设计。
教学要求：掌握一般系统设计的要求和步骤；掌握自动装箱控制系统的设计。
四、习题内容及要求
根据教学需要，布置一定量的习题（40道题左右），学生必须独立、按时完成。作业完成情况作为评定课程成绩的一部分。
作业中控制系统设计题目，需要画出相应的电路图。有条件的同学可以使用专业绘制软件进行绘制。
实验一：A/D转换实验（2学时）
利用实验板上的ADC0809做A/D转换器，利用实验板上的电位器W1提供模拟量输入。编制程序，将模拟量转换成二进制数字量，用发光二极管显示。掌握ADC0809芯片的使用方法，掌握数/模转换的基本原理。
实验二：D/A转换实验（2学时）
通过PC示波器观察DAC0832输出的波形，分别编写程序实现数模转换，产生锯齿波、脉冲波、三角波。掌握DAC0832芯片的使用方法，掌握模/数转换的基本原理
实验三：LED显示接口实验（2学时）
让学生按照事先给出的简单图形，设计出对应的显示码，输入程序并运行。完成后，再在LED显示板上显示出任意一个汉字。掌握LED动态显示电路的原理与程序。
实验四：步进电机实验（2学时）
让学生根据给出的步进电机实验电路，编写程序，经汇编、连接后装入系统，运行系统并观察结果。修改程序控制步进电机每转90度停5秒。掌握步进电机的控制基本原理和控制方法。
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官方公共微信微型计算机控制技术 精品课程
&&& 教学大纲
各章详细信息&
第一部分 &课程性质与设置目的
（一）课程性质
　　微型计算机控制技术是高等院校计算机应用专业本科教学中的一门选修专业课。是从微型计算机原理到微型计算机控制，从理论到实际的必经桥梁。是着重解决和处理工程实际问题的一门课。在教学过程中，将课堂教学与实验教学有机结合，注意培养同学分析问题、解决问题的方法和能力。
　　该课程主要介绍微型计算机应用在工业控制中的各种技术，重点讲述微型机用于实时控制中的软件、硬件设计方法，以及它们之间的结合问题。课程注重理论联系实际，从工程实际出发，在设计方法，即实验技术、操作运行、系统调试等方面对学生进行训练，为学生的毕业设计及将来的实际工作奠定基础。
（二）教学目的
　　通过本课程的学习，可使学生对微型机在工业过程控制和智能化仪器方面应用有个比较全面的了解，为以后的工作和毕业设计打下基础。
（三）教学内容
微型计算机控制系统的组成及分类；
模拟量输入/输出接口；
微型机控制系统常用接口；
微型计算机控制系统的常用软件的设计方法；
PID控制的原理、数字化及应用；
微型计算机控制系统的设计方法。
（四）教学时数
　　本课程共2学分，建议总课时36学时，其中课上教学课时45学时，实验课9学时。
（五）教学方式时数
　　本课程共4学分，其中课上教学课时64学时，实验课16学时，分配如下：
　　1．教学课时
& 章&&& 次
&&&&&&&&&&&&&&& 内&&&&&&&&&&&& 容
& 学&&& 时
微型计算机控制系统概述
模拟量输入/输出通道的接口技术
人机交互接口技术
常用控制程序的设计
总线接口技术
过程控制数据处理的方法
数字PID及其算法
模糊控制技术
微型机控制系统的设计
　　2．实验课时
　　实验是《微型计算机控制技术》课程重要的环节，通过实验学生不但可以提高动手能力，而且可以大大提高学生分析问题和解决问题的能力，因此，要根据现有条件尽量安排下列实验：
　　实验一：D/A转换实验（2学时）
　　实验二：A/D转换实验（1）（2学时）
　　实验三：A/D转换实验（2）（2学时）
　　实验四：键盘和显示实验（2学时）
　　实验五：数据采集与报警实验（1）（2学时）
　　实验六：数据采集与报警实验（2）（2学时）
　　实验七：马达控制实验（2学时）
　　实验八：步进电机控制实验（2学时）
第1章 微型计算机控制系统概述
　　1．微型计算机控制系统的组成
　　2．微型计算机控制系统的分类
　　3．微型计算机控制系统的发展
　　通过对本章的学习，应当对微型计算机控制系统有一个完整的概念，具体掌握以下几方面的内容：
　　1. 了解微型计算机控制系统的组成。
　　2. 学习并掌握微型计算机控制系统的分类以及个系统之间的区别。
　　3.&了解微型计算机控制系统的发展概况。
　　4．为后边各章的学习打下基础。
　　主要讲述微型计算机控制系统的基本概念、组成及分类，同时对微型计算机控制系统的发展概况作了介绍。重点：微型计算机控制系统的组成及分类。了解本课程研究的对象，各类系统的特点及应用场合。
　　1．微型计算机控制系统的组成，要求达到“识记”层次。&&&&
　　　1．1& 微型计算机控制系统硬件结构。
　　　1．2微型计算机控制系统软件组成。
　　2．微型计算机控制系统的分类，要求达到“识记”层次。
　　　2．1&&&&& 操作指导控制系统
　　　2．2&&&&& 直接数字控制系统（DDC）
　　　2．3&&&&& 计算机监督系统（SCC）
　　　2．4&&&&& 分布控制系统（DCS）
　　　2．5&&&&& 计算机集成制造系统（CIMC）
　　　2．6&&&&& 现场总线控制系统（FCS）
　　3．微型计算机控制系统的发展，要求达到“识记”层次。
第2章& 模拟量输入输出通道的接口技术
　　1. 多路开关及采样/保持器。
　　2. 模拟量输出通道接口技术。
　　3.&模拟量输入通道接口技术。
　　这一章是组成微型计算机控制系统的硬件基础。重点介绍了组成模拟量输入输出通道的主要器件以及它们与微型计算机的接口技术和软件编程。通过本章的学习，要求能够分析和设计模拟量输入/输出接口。
　　这一章是组成微型计算机控制系统的硬件基础。也是本课程的重点内容之一，学习时重点掌握A/D、D/A转换器（以ADC0809、DAC0832为主），多路开关和S/H的应用。要求能根据题目要求进行硬件设计，并编写相应程序。
　　难点：DAC0832的工作方式，ADC0809的巡回检测。
多路开关及采样/保持器
　　　1．1&&&
采样定理，要求达到“识记”层次。
　　　1．2&&& 多路开关，要求达到“简单应用”层次。
　　　1．3&&& 采样/保持器，要求达到“领会”层次。
　　2、模拟量输出通道接口技术
　　　2．1&&& D/A转换原理 ，要求达到“识记”层次。
　　　2．2&&& 8位D/A转换器DAC0832及其接口技术，要求达到“综合应用”层次。
　　　2．3&&&
12位D/A转换器AD667及其接口技术，要求达到“领会”层次。
　　3、模拟量输入通道接口技术　
&&& 3．1&&& A/D转换原理，要求达到“识记”层次。
　　　3．2&&& 8位A/D转换器ADC0809的接口及程序设计，要求达到“综合应用”层次。
　　　3．3&&& 12位A/D转换器AD574的接口及程序设计，要求达到“领会”层次。
第3章& 人机交互接口技术
　　1. 键盘接口技术
　　2. LED显示接口技术
　　3．LCD显示接口技术
　　本章介绍微型计算机控制系统中两个重要的人机交互接口，即LED显示与键盘。通过本章
的学习，了解人机交互接口的意义及设计方法。要求同学掌握人机交互接口的实际设计。
　　本章重点讲述了非编码键盘、显示接口电路的设计，软件程序的编写。要求同学掌握人机交互接口的实际设计。重点是非编码键盘的硬件设计及键盘处理程序的编写；LED显示接口电路的硬、软件设计。
键盘接口技术
　　　1．1&& 设计键盘应解决的几个问题，要求达到“识记”层次。
　　　1．2&&&
少量功能键接口技术，要求达到“简单应用”层次。
　　　1．3&&&& 矩阵键盘接口技术，要求达到“领会”层次。
　　　1．4&&&& 键盘特殊功能处理，要求达到“领会”层次。
LED显示接口技术　　　
2．1&&&&& LED数码管的结构及显示原理，要求达到“领会”层次。
　　　2．2&&&&& LED动态显示接口技术，要求达到“简单应用”层次。
　　　2．3&&&&& LED静态显示接口技术，要求达到“综合应用”层次。
　　　2．4&&&&& 硬件译码显示电路，要求达到“识记”层次
　　　2．5&&&&& LED光柱模拟显示器件，要求达到“识记”层次
　　3．LED显示接口技术
　　　3．1& LCD的基本结构及工作原理，要求达到“识记”层次。
　　　3．2& LCD的驱动方式，要求达到“识记”层次。
　　　3．3& 4位LCD静态驱动芯片ICM7211，要求达到“简单应用”层次。&&&&&&&
　　　3．4& 点阵式LCD的接口技术，要求达到“综合应用”层次。
第4章& 常用控制程序的设计&
　　1. 马达接口技术
　　2. 步进电机接口技术
　　3. 马达接口技术
　　4. 步进电机接口技术
　　本章介绍微型计算机控制系统常用控制程序的设计方法，主要介绍马达和步进电机控制软、硬件的设计方法。他们是工业过程控制中两个中两个重要的人机交互接口.通过本章的学习，了解控制接口的设计方法。
　　该章讲述对两种执行机构（电动机和步进电机）的控制，主要掌握电动机和步进电机的接口技术、程序设计方法。
　　1.& 报警程序的设计，要求达到“简单应用”层次。&
　　　1.1& 常用的报警方式
　　　1.2& 简单报警程序的设计
　　　1.3& 越限报警程序的设计
　　2．开关量的输出接口技术，要求达到“简单应用”层次。
　　　4.2.1& 光电隔离技术
　　　4.2.2& 继电器输出接口技术&&
　　　4.2.3& 固态继电器输出接口技术&&
　　　4.2.4& 大功率场效应管开关接口技术&&
　　　4.2.5& 可控硅接口技术&&
　　　4.2.6& 电磁阀接口技术
　　3．马达接口技术
　　　3．1& 小功率直流电机调速原理，要求达到“识记”层次。
　　　3．2& 开环脉冲宽度调速系统，要求达到“识记”层次。
　　　3．3& PWM调速系统设计，要求达到“简单应用”层次。
　　4．步进电机控制接口技术
　　　4．1进电机工作原理，要求达到“领会”层次。
　　　4．2电机控制系统原理，要求达到“领会”层次。
　　　4．3进电机与单片机的接口及程序设计，要求达到“综合应用”层次。
　　　4．4步进电机步数及速度的确定方法，要求达到“综合应用”层次。
第 5 章 总线接口技术
　　1. SPI总线
　　2. I2C总线
&& 这一章介绍微型机系统常用的接口总线，包括串行总线和并行总线，它们是信息传送的通道。本章重点讲述两种近年来常用于单片机系统的串行总线。
　　1. SPI总线
　　2. I2C总线
　　本章重点掌握两种总线的原理及应用。　
　1、PI总线
　　　1．1& SPI的工作原理，要求达到“识记”层次。
　　　1．2&& 多机SPI系统，要求达到“识记”层次。
　　　1．3&& 串行时钟的极性和相位，要求达到“识记”层次。
　　　1．4 　SPI的应用，要求达到“领会”层次。
　　2．I2C总线
　　　2．1& I2C总线概述，要求达到“识记”层次。
　　　2．2& I2C总线的数据传送，要求达到“识记”层次。
　　　2．3& 寻址，要求达到“识记”层次。
　　　2．4& I2C总线电气，要求达到“识记”层次。&&&
　　　2．5& I2C总线的应用，要求达到“领会”层次。
第6章 过程控制数据处理的方法
　　1. 数字滤波
　　2. 量程自动转换及标度变换
　　3. 数据予处理
　　4．DSP技术
　　本章解决的问题是对工业生产中的数据如何进行处理。讲述了数字滤波、量程自动转换、标度变换、测量数据予处理及DSP技术。
　　重点：掌握各种算法及其实现，并能根据不同的场合正确选用。
　　本章主要掌握数字滤波、量程自动转换、标度变换、测量数据予处理及DSP技术的原理及应用。
　　1．数字滤波技术
　　　1．1程序判断滤波，要求达到“识记”层次。
　　　1．2中值滤波，要求达到“识记”层次。
　　　1．3算术平均值滤波，要求达到“综合应用”层次。
　　　1．4加权平均值滤波，要求达到“综合应用”层次。
　　　1．5滑动平均值滤波，要求达到“识记”层次。　　　
1．7 RC低通数字滤波，要求达到“识记”层次。
　　　1．8复合数字滤波，要求达到“综合应用”层次。
　　　1．9各种数字滤波性能比较，要求达到“领会”层次。
　　2．量程自动转换和标度变换
　　　2．1 量程自动转换，要求达到“识记”层次。
　　　2．2 线性参数标度变换，要求达到“综合应用”层次。
　　　2．3 非线性参数标度变换，要求达到“识记”层次。
　　3．测量数据予处理技术
　　　3．1 线性插值算法，要求达到“识记”层次。
　　　3．2 分段插值算法程序设计方法，要求达到“综合应用”层次。
　　　3．3 插值算法在流量测量中的应用，要求达到“识记”层次。
　　　3．4 系统误差的自动校正，要求达到“识记”层次。
　　4．DSP在数据处理中的应用
　　　4．1& DSP简介，要求达到“识记”层次。
　　　4．2&
DSPS芯片，要求达到“识记”层次。
　　　4．3&
DSP在数据处理中的应用，要求达到“识记”层次。
第 7 章 数字PID及其算法
　　1. PID 调节的数字化
　　2. PID调节中的几个实际问题
　　3. PID算法的发展
　　4．PID参数的整定方法
　　本章为微型计算机控制系统的数字控制器提供了控制算法。讲述了PID调节及其发展，相关参数的整定方法和应用中的实际问题。
　　重点：PID 调节规律，几种PID算式的特点及应用场合，参数整定的意义。
　　1． PID算法的数字实现
　　　1.1&&
PID算法的数字化，要求达到“领会”层次。
　　　1.2 PID算法的程序设计，要求达到“领会”层次。
　　2． 数字PID调节中的几个实际问题，要求达到“识记”层次。
　　　2.1 正、反作用问题
　　　2.2 饱和作用的抑制
　　　2.3 手动/自动跟踪及手动后援问题
　　3． PID算法的发展，要求达到“领会”层次。
　　　3．1 完全微分的PID算式
　　　3．2& 积分分离的PID算式
　　　3．3& 变速积分的PID算式
　　　3．4& 带死区的PID算式
　　　3．5& PID比率控制
　　4．PID参数的整定方法，要求达到“识记”层次。
　　　4．1 采样周期T的确定
　　　4．2 扩充临界比例度法&
　　　4．3 扩充响应曲线法
　　　4．4 归一参数整定法
　　　4．5 优选法
第 8 章 模糊控制技术
　　1. 模糊控制概述 　
　　2. 模糊控制算法的设计
　　3．基本模糊控制器
　　本章主要是对前7章的总结和应用，重点讲述微型计算机控制系统设计方法。
　　重点掌握模糊控制器的基本概念和设计方法。
　　　1．模糊控制概述，要求达到“领会”层次。
　　　　1.1& 模糊控制的发展概况
　　　　1.2& 模糊控制的特点
　　　　1.3& 模糊控制的应用
　　　　1.4& 模糊控制的发展
&&&&& 2．模糊控制算法的设计，要求达到“领会”层次。&
　　　　2.1& 常见的模糊控制规则
　　　　2.2& 反映控制规则的模糊关系
&&&&& 3．基本模糊控制器，要求达到“领会”层次。&
　　　　3.1& 查询表的建立&&
　　　　3.2& 基本模糊控制器实例
微型机控制系统的设计&
　　1. 微型计算机控制系统设计方法
　　2. 微型计算机控制的自动装箱系统
　　本章主要是对前7章的总结和应用，重点讲述微型计算机控制系统设计方法。
　　重点掌握微型计算机控制系统设计方法以及实用系统的设计方法。
　　1．微型计算机控制系统设计方法，要求达到“识记”层次。
　　　1．1& 控制系统总体方案的确定
　　　1．2& 微型机及接口的选择
　　　1．3& 控制算法的选择
　　　1．4& 微型机控制系统硬件设计
　　　1．5& 微型机控制系统软件设计
　　　1．6& 微型机控制系统的调试
　　2． 微型计算机控制自动装箱系统，要求达到“领会”层次。
　　　2.1自动装箱控制系统原理
　　　2.2控制系统硬件设计
　　　2.3控制系统软件设计
三、实验部分
（一）基本要求
　　实验是《微型计算机控制技术》课程重要的环节，通过实验学生不但可以提高动手能力，而且可以大大提高学生分析问题和解决问题的能力，因此，要根据现有条件尽量安排下列实验。
（二）实验项目总表
　　实验一：D/A转换实验（2学时）
　　实验二：A/D转换实验（1）（2学时）
　　实验三：A/D转换实验（2）（2学时）
　　实验四：键盘和显示实验（2学时）
　　实验五：数据采集与报警实验（1）（2学时）
　　实验六：数据采集与报警实验（2）（2学时）
　　实验七：马达控制实验（2学时）
　　实验八：步进电机控制实验（2学时）
四、教材和主要参考书
　　1、教材
　　　《微型计算机控制技术》，电子工业出版社，潘新民，王燕芳编编，2003年1月。
　　2、参考书：
《微型计算机控制技术》，高等教育出版社，潘新民，王燕芳编编，2001年7月。
五、本课程与相关课程的关系
　　本课程以《计算机概论》、《计算机组成原理》、《电路基础》、《数字电路》及《微型计算机原理·汇编与接口技术》、《单片机原理和应用》等课程为先修课程，形成完整的教学和实践体系，是一门具有实用性很强的专业课程。它在先修课程的基础上，向学生传授微机各种接口技术、应用程序设计方法，使学生掌握分析、设计微型机在工业过程控制和智能化仪器方面应用的基本技能。
六、本课程使用教具和现代教育技术的指导性建议
　　本书全部教学建议使用多媒体教学软件。我们作了详细的课件。
七、关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明
　　识记：要求考生能够识别和记忆本课程中规定的有关知识点的主要内容(如定义、定理、定律、表达式、公式、原则、重要结论、方法、步骤及特征、特点等)，并能够根据考核的不同要求，做出正确的表述、选择和判断。
　　领会：要求考生能够领悟和理解本课程中规定的有关知识点的内涵与外延，熟悉其内容要点和他们之间的区别? 根据考核的不同要求，做出说明和论述。
　　简单应用：要求考生能够运用本课程中规定的少量知识点，分析和解决一般应用问题，如? 绘图和分析、论证等。
　　综合应用：要求考生能够运用本课程中规定的多个知识点，分析和解决较复杂的应用问题，如计算、绘图、简单设计、编程和分析、论证等。
八、关于命题考试
　　1．要合理安排试题的难易程度，试题的难度可分为：易、较易、较难和难四个等级。每份试卷中不同难度试题的分数比例一般为：2：3：3：2。
　　2．课程考试命题的主要题型有单项选择题、填空题、名词解释、简答题、简单应用题、综合应用题等。
九、教学参考书
赖寿宏．微型计算机控制技术．北京：机械工业出版社
周雪琴.计算机控制系统.西安：西北工业大学出版社，1998
李惠光.微型计算机控制技术.北京：机械工业出版社，2002
黄一夫主编.微型计算机控制技术.北京：机械工业出版社，1988
杨天怡.微型计算机控制技术.重庆：重庆大学出版社
蒋静坪.计算机实时控制系统.杭州：浙江大学出版社
Copyright & 2008 - 2009 福建师范大学闽南科技学院网路信息中心. All Rights第一章 绪论(计算机控制技术课件)87
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第一章 绪论(计算机控制技术课件)87
本课程的特点：；1、综合性强；理论与技术相结合（或理论与实际相结合）2、实用价；4、配有课程设计（研究生不做）5、使用教材：《微；中理工大学赖寿宏主编6、参考教材：《微型计算机控；潘新民编著；前序课程：微机原理、单片机原理、自动控制原理（或；控制工程基础）、模拟与数字电路、电机与拖动基础；我上课的要求：最好提前预习一下内容，一般不需要；大量记笔记，重要的内容
本课程的特点：1、 综合性强理论与技术相结合（或理论与实际相结合） 2、 实用价值高 3、 掌握困难4、 配有课程设计（研究生不做） 5、 使用教材：《微型计算机控制技术》华中理工大学
赖寿宏主编 6、 参考教材：《微型计算机控制技术》潘新民编著前序课程：微机原理、单片机原理、自动控制原理（或控制工程基础）、模拟与数字电路、电机与拖动基础我上课的要求：最好提前预习一下内容，一般不需要大量记笔记，重要的内容可以记一下。我上课的特点：能把问题讲清楚，学懂的前提是你愿意学，又肯下功夫，并打算应用于实践。
绪论 随着科学技术的进步，人们越来越多地用计算机来实现控制（或设计出计算机控制系统）。近几年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术、微电子技术的高速发展，促进了计算机控制技术水平的提高。本章主要介绍计算机控制系统及其组成、工业控制机的组成结构及特点、计算机控制系统的发展概况和趋势。§1 计算机控制系统概述首先我们知道自动控制技术在许多领域里获得了广泛的应用。自动控制―― 就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行，计算机控制就是其中之一。计算机控制是在自动控制技术和计算机技术飞速发展的基础上产生的。二次世界大战中由于军事的需要促进了经典控制理论的发展，同时也使经典控制理论为基础的模拟式自动控制系统达到了相当完善的程度。但是，它的进一步发展受到了限制，在复杂控制规律实现、系统的最优化、可靠性等方面已不能满足更高的要求。现代控制理论的发展给自动控制系统增添了理论工具，而计算机技术的发展（单片机、DSP、嵌入式系统）为新型控制规律的实现、构造高性能的控制系统提供了物质基础，两者的结合极大地推动了自动控制技术的发展。近年来，计算机控制技术发展迅速，几乎遍及各个领域（举例在后续内容中陆续给出），已成为自动控制技术不可分割的重要组成部分，并为自动控制技术的发展和应用开辟了广阔的新天地。§1.1计算机控制系统及其组成一、计算机控制系统计算机控制系统 ――利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。（1）计算机控制系统的工作原理典型的计算机控制系统，如图1.1。 图1.1 在计算机控制系统中，由于计算机的输入和输出是数字信号，因此需要有A／D转换器和D／A转换器。从本质上看，计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：①实时数据采集：对来自测量变送装置（或检测元件）的被控量的瞬时值进行检测和采样(此过程常包含在A/D转换中)。②实时控制决策：将采集到的被控量进行分析和处理，并与给定量比较得到差值，对差值按已定的控制规律(如PID控制)，决定将要采取的控制行为。
③实时控制输出：根据控制决策，形成输出数字量，经D/A转换,适时地对执行机构发出控制信号，对被控对象进行控制,完成控制任务。上述过程不断重复，使整个系统按照一定的品质指标进行工作，并对被控量和设备本身的异常现象及时作出处理（报警或停机）。
（2）在线方式和离线方式在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式（指计算机在线或联机）；生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人或其它设备进行联系并作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。
（3）实时的含义实时―― 指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义，就不叫实时。实时的概念不能脱离具体过程，一个在线的系统（不能及时实施控制、或不参与控制）不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。 二、计算机控制系统的组成（这种有操作系统的情况实际中少见，除非实时系统）典型的计算机控制系统如图1.2所示。以微型计算机为核心(或突出微型
计算机组成)的控制系统基本组成：硬件部分和软件部分。 各部件功能简介：?主机??接口电路??输出输入通道硬件部分
??外部设备?操作台???被控对象①主机组成：中央处理器（CPU）和内存储器(RAM和ROM)组成。作用：根据输入通道送来的被控对象的状态参数，进行信息处理、分析、计算，作出控制决策，通过输出通道发出控制命令；存储器存储数据和程序。 ②接口电路作用：主机与外部设备、输入输出通道进行信息交换时，通过接口电路的协调工作，实现信息的传送。③过程(或模拟量、数字量)输入/输出通道作用：主机和被控对象实现信息传送与交换的通道。输入/输出通道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。 ④外部设备外部设备按功能可分成三类：输入设备、输出设备和外存储器。常用的输入设备有键盘、磁盘驱动器、纸带输入机等，现在常用的有触摸屏，输入设备主要用来输入程序和数据。常用的输出设备有显示器、打印机、触摸屏、绘图仪等。输出设备主要用来把各种信息和数据以曲线、字符、 数字等形式提供给操作人员，以便及时包含各类专业文献、各类资格考试、行业资料、生活休闲娱乐、中学教育、外语学习资料、文学作品欣赏、应用写作文书、第一章 绪论(计算机控制技术课件)87等内容。　
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