計算機控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)-展示頁
2025-05-26 22:56本頁面
【正文】 em ? 分布式 (集散 )控制系統(tǒng) , 實際上是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) . ? DCS的 3種常見網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類型 星型、環(huán)型、總線型 操作站 控制站 控 制 站 控制站 控 制 站 控制站 控 制 站 控制站 控 制 站 控制站 操 作 站 控 制 站 控 制 站 控 制 站 控 制 站 星型 環(huán)型 總線型 FCS 控 制 對 象 CAN總線 控 制 對 象 控 制 對 象 控 制 對 象 控 制 計 算 機 傳感器 上世紀(jì) 50年代中期 ,美國 RW300,控制某化工反應(yīng)器，成為世界上第一臺計算機控制系統(tǒng) 1)開創(chuàng)期 上世紀(jì) 5562年 ,過程控制 , 導(dǎo)致中斷技術(shù)的發(fā)明 2)DDC時期 6267年 , 模控到數(shù)控 3)小型計算機 6772年 , SCC 4)微機時期 72至今 , IPC,DCS, PLC 5)現(xiàn)場總線 FCS, 始于 90年代， 德國的 PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)， BOSCH公司的 CAN總線標(biāo)準(zhǔn) 計算機控制理論的發(fā)展過程 1)采樣定理 奈奎斯特定理指出：時間連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成離散信號時，需要在一個周期內(nèi)的采樣次數(shù)多于 2次。 目前大體上有 4種基本類型 : (單 /多回路調(diào)節(jié)器） (工業(yè) PC、 IPC、微機、單片機 ) (PLC) (DCS) ? 工業(yè)控制微機 IPC應(yīng)用最為廣泛 ? 從國內(nèi)外的計算機 測控 系統(tǒng)應(yīng)用來看 ,在不同的發(fā)展階段 , 曾經(jīng)流行過不同種類的工控機 , 如在上世紀(jì) 8090年代，流行的STD、 680X、 CAMAC和 VME等。計算機控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò) 南大電子科學(xué)與工程系 張保平 課程主要內(nèi)容 參考教材 《 微型計算機控制技術(shù) 》 于海生等編 清華大學(xué)出版社 《 單片機原理及接口技術(shù) 》 李朝青 北京航空航天大學(xué)出版社 《 計算機網(wǎng)路 》 劉衍洐等編 科學(xué)出版社 概述 計算機控制系統(tǒng)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，一般稱為工控機系統(tǒng)。也稱為工業(yè)計算機測控系統(tǒng)。 ? 2021年，由 IPC構(gòu)成的計算機測控系統(tǒng)，市場份額超過 80億美元。如果采樣次數(shù)不夠，將無法恢復(fù)丟失的信息 奈奎斯特和香農(nóng) (Shannon), 1948 取樣函數(shù) Sin (t) t Sa(t) = 取樣函數(shù) 2)差分方程（代替微分方程） 3)Z變換 Z [ f (kT) ] = Σ 4)狀態(tài)空間理論 5)最優(yōu)控制與隨機控制 6)代數(shù)系統(tǒng)理論 7)系統(tǒng)辨識與自適應(yīng)控制 k = 0 Z k f (kT) ∞ 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 推廣應(yīng)用成熟的先進(jìn)技術(shù) PLC, 智能調(diào)節(jié)器 ,位總線 Bitbus, 現(xiàn)場總線 Fieldbus, 以及新型的 DCS 研發(fā)智能控制系統(tǒng) 分級遞階智能控制系統(tǒng) 、模糊控制系統(tǒng) 專家控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 思考題 1 ? ?它和普通 PC機有何異同點 ? ? 第 2章 接口技術(shù)與總線規(guī)范 串行通信接口規(guī)范 串行通信控制器 作用 : 串行通信控制器的作用是實現(xiàn)通信的鏈路 協(xié)議或格式 方式 : *同步方式 USART 8250, 8251, SIO *異步方式 UART 8051 同步方式幀格式 (面向字符 ) SYNC SYNC 報文頭 報文 … CRC 異步方式幀格式 (面向字符 ) … 1/0 1/0 RS232C接口規(guī)范 (EIA標(biāo)準(zhǔn) ) *接口引腳定義 *電氣規(guī)范 *信號類型 單端雙極性 傳輸距離和抗干擾能力差 ,電平漂移 信號類型 雙端差分驅(qū)動 點對點 232C/422/423電路原理圖 TTL RS232C TTL TTL TTL RS422 TTL RS423 TTL RS485多點通信鏈路 主站 VCC 1從站 …… N從站 VCC DATA+ DATA 其它串行設(shè)備總線 ? I2C總線 (InterIntegrated Circuit)2線 ? CAN 總線 (Controller area Network)2線 ? SPI總線（ Serial Peripheral Interface） 3線 ? 單總線 (1Wire) I2C總線 (Inter－ Integrated Circuit)總線是一種由 PHILIPS公司開發(fā) 的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。 與模擬濾波器相比，優(yōu)點十分明顯： 軟件實現(xiàn)，無須硬件上的各種匹配問題 多通道信號輸入，可以共用一個數(shù)字濾波 器，降低成本。 非常方便。 適合低頻 Yn=aXn+bYn1。 X* X* 為 X1 … X N 的中間值 Y 1 N ∑ X i i=1 N = 中值濾波 算術(shù)平均值濾波 平均濾波 Y 1 N ∑ Ci X n i i = 0 N = 加權(quán)系數(shù)法 設(shè) τ 設(shè)為控制對象的純滯后時間 , 則有 : δ = 1 + eτ + e2τ + e – ( n1)τ C0= 1/ δ, C1= / δ, … eτ C N1 = e – ( n1)τ / δ 校正算法 零點校正、量程校正、非線性校正等 u(t) = KP e(t) + 1 TI e(t)dt + de(t) dt TD 0 t ? PID算法，應(yīng)用最為廣泛，最成熟。 ? 純微分 PID控制器的傳遞函數(shù)： GC ( S)
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