第一章绪论Introduction.ppt
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1、2019/4/4,第一章 绪 论,1,第一章 绪论 Introduction,燕山大学自动化系,2019/4/4,第一章 绪 论,2,本章主要内容,计算机控制系统的一般概念 计算机控制系统的组成及特点 计算机控制系统的分类 计算机控制系统的发展概况与趋势,2019/4/4,第一章 绪 论,3,第一节 Unit 1,计算机控制概述 Introduction of Computer Control System,燕山大学自动化系,2019/4/4,第一章 绪 论,4,本节主要内容,计算机控制系统的一般概念 计算机控制系统的组成,2019/4/4,第一章 绪 论,5,1-1-1 概述(1),常规控制
2、系统的工作原理,按偏差e进行控制,目的是减少或消除偏差。,2019/4/4,第一章 绪 论,6,1-1-1 概述(2),计算机控制系统的工作原理,2019/4/4,第一章 绪 论,7,1)在线方式和离线方式 在线方式或联机方式:生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的方式。 离线方式或脱机方式:生产过程不和计算机相连,且不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。 2)实时的含义 实时:是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成。 实时控制系统必定是在线系统。,2019/4/4,第一章 绪 论,8,1-1-2 信号特点(1),计算机控制系统的信号形式 连续模拟信号:时间与幅
3、值上均连续,如 y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的,幅值上连续,如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的,幅值为数字量,如y(kT)、u(kT),2019/4/4,第一章 绪 论,9,1-1-2 信号特点(2),计算机控制系统的采样过程,2019/4/4,第一章 绪 论,10,1-1-2 信号特点(3),信号的保持 目的:是将离散采样信号恢复为被控对象能够感知的连续模拟信号 方法:采用保持器 常用的保持器:零阶、一阶及高阶,2019/4/4,第一章 绪 论,11,1-1-2 信号特点(4),零阶保持器恢复信号的示意图,零阶保持器算式yh(kT+t)=y(kT) 0tT,
4、k=0, 1, 2, 由于它只是简单地外推,故只有当T足够小时,零阶保持器才能较好地恢复原信号。,2019/4/4,第一章 绪 论,12,1-1-3 计算机控制系统的组成及作用,计算机控制系统的组成示意图,2019/4/4,第一章 绪 论,13,图1-4 微型计算机控制系统原理图,2019/4/4,第一章 绪 论,14, 主机,中央处理器(CPU) 内存储器(RAM和ROM),接口电路: 主机与外部设备、输入输出通道进行信息交换的桥梁,过程输入/输出通道,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,外部设备, 操作台,输入设备 输出设备 外存储器,(CRT)显示器或(LED
5、)数码显示器 键盘(功能键和数字键),2019/4/4,第一章 绪 论,15,高可靠性和可维护性 环境的适应性强 控制的实时性 较完善的输入输出通道 较丰富的软件,1-1-4 工业控制机的特点,2019/4/4,第一章 绪 论,16,第二节 Unit 2,计算机控制系统的分类及典型系统简介,浙江大学控制科学与工程学系,2019/4/4,第一章 绪 论,17,本节主要内容,操作指导系统 直接数字控制系统 监督控制系统 分级计算机控制系统 典型的计算机控制系统,2019/4/4,第一章 绪 论,18,操作指导系统,1-2-1 计算机控制系统的分类,优点:控制安全,具有一定智能. 缺点:速度慢,误差
6、大. 适用:新的算法的设计,2019/4/4,第一章 绪 论,19,直接数字控制(DDC)系统,1-2-2 计算机控制系统的分类,特点:取代模拟器,使用复杂的控制规律 要求:计算机实时性好,可靠性高,适应性强,2019/4/4,第一章 绪 论,20,1-2-3 计算机监督系统(SCC),计算机监督系统(Supervisory Computer Control)简称SCC系统。 SCC系统有两种不同的结构形式。一种是SCC+模拟调节器,另一种是SCC+DDC控制系统。 (1)SCC+模拟调节器控制系统 (2)SCC+DDC控制系统,2019/4/4,第一章 绪 论,21,监督控制(SCC)系统,
7、计算机控制系统的分类,2019/4/4,第一章 绪 论,22,3监督控制系统(Supervisory Computer Control SCC ),2019/4/4,第一章 绪 论,23,操作指导控制系统、DDC、SCC比较,2019/4/4,第一章 绪 论,24,1-2- 4分级计算机控制系统,分级计算机控制系统是一个四级系统,各级计算机的功能如图所示。 装置控制级(DDC级) 车间监督级(SCC级) 工厂集中控制级(MIS) 企业管理级(MIS),2019/4/4,第一章 绪 论,25,图 分级计算机控制系统,返回本节,2019/4/4,第一章 绪 论,26,1-2- 5典型的计算机控制系
8、统,1. 计算机过程控制系统 对温度,压力,质量,液面,速度等生产过程参数进行测量与控制的,这种系统称为过程控制系统,主控设备采用计算机则为计算机过程系统.大多数的化工生产过程均属于这类系统.,2019/4/4,第一章 绪 论,27,2. 微机控制的电动机调速系统 3. 采用微机的顺序控制系统 顺序控制是使生产机械或生产过程按预先 规定的时序或事序,而顺序进行控制的自动 控制系统.如:PLC控制系统 4. 计算机数字程序控制系统 常用的数控机床:点控和线控 5. 工业机器人,2019/4/4,第一章 绪 论,28,现代所说的机器人大多指的是工业机器人,是一 种能自动定位控制,可重复编程、多功能
9、、多自 由度的操作机。1954年美国的Devol最早提出了工 业机器人思想,并申请了专利,该专利的要点是 借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机 器人实行动作示教,机器人能实现动作的记录和 再现,这就是所谓的示教再现机器人。在此基础 上,1958年美国Consolidated公司制作了第一台工 业机器人,作为机器人产品出售的最早的实用机 型是1962年美国的AMF公司推出的Verstran和 Unimation公司推出的UNIMATE(如图所示)。,2019/4/4,第一章 绪 论,29,第一台工业机器人UNIMATE,2019/4/4,第一章 绪 论,30,1970年以后机器人的研究得到
10、了迅速广泛的普及,1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议,1973年在意大利召开了第一届RMS,辛辛那提.米拉克隆公司于1973年制成了第一台由小型计算机控制的工业机器人T3,它是液压驱动的,能提升的有效负载达45Kg。,2019/4/4,第一章 绪 论,31,工业机器人T3,2019/4/4,第一章 绪 论,32,1979年Unimation公司推出了Puma系列工业机器人,它是全电驱动关节式结构,多CPU两级微机控制,采用VAL专用语言并可配置视觉、触觉、力觉传感器,是技术较为先进的机器人 .,2019/4/4,第一章 绪 论,33,工业机器人Puma,2019/4/4,第一章
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