计算机控制系统第6章
1 2 1 1 2
1 2
1 2
1
2
Y ( z) ( z)R( z) (2z1 z2 ) Tz1 /(1 z1 )2 2Tz2 3Tz3 4Tz4
1
即， e (0) 0，e(1) T，e(2) e(3) 0
了解一个常识工业（1.0、2.0、3.0、 4.0是什么？）
工业1.0
机械制造时代，即通过水力和蒸汽 机实现工厂机械化，时间大概是18世纪 60年代至19世纪中期。 工业2.0 电气化与自动化时代，即在劳动分 工基础上采用电力驱动产品的大规模生 产，时间大概是19世纪后半期至20世纪 初。
由此可得典型输入Z变换的一般形式：
A( z ) R( z ) 1 q (1 z )
(q 1, 2,3)
(6-9)
其中A(z)是不含有(1-z-1)因子的z-1的多项式
根据Z变换的终值定理，系统的稳态误差为
lim e(t ) lim(1 z 1 ) E ( z ) lim(1 z 1 ) e ( z ) R( z ) lim(1 z 1 ) e ( z )
2 即， e(0) 0, e(1) e(2) T
/ 2, e(3) e(4) 0
这说明经过三拍以后，输出序列不会再有偏差， 过渡过程时间为三拍。
y
y 3 2
y
5
1 0 T 2T 3T a) 4T 5T t
1 0 T 2T 3T b) 4T 5T t 0 T 2T 3T c) 4T 5T t
3
即，
e(0) 1，e(1) 0，e(2) 0
这说明一个采样周期后，系统在采样点上没有偏
差，这时过渡过程时间为一拍。
2) 单位速度输入
e ( z) (1 z ) ，( z) 1 (1 z ) 2z z
E( z) e ( z)R( z) (1 z ) Tz /(1 z ) Tz
3) 单位加速度输入
e ( z) (1 z ) ，( z ) 1 (1 z ) 3z 3z z
1 3
1 3
1
2
3
E( z) e ( z)R( z) (1 z1 )3 T 2 z1 (1 z1 ) /[2(1 z1 )3 ] T 2 z1 / 2 T 2 z2 / 2
1 e G( z ) Z [Gh ( s)Go ( s)] Z s
则图6-1对应的闭环脉冲传递函数为
Ts
Go ( s)
(6-1)
D( z )G ( z ) ( z ) 1 D( z )G ( z )
(6-2)
设计数字控制器的方法:
（1）参数优化方法。首先确定控制算法 D（z），然后通过优化指标求出D（z）中的 参数，一般多用于设计阶数较低的数字控 制器。 （2）按照闭环脉冲传递函数Φ(z)来设计数字 控制器D（z）。 D（z）的结构依赖于广义 对象G（z）的结构。下面以该种方法为重 点进行讲解。
图6-2 按单位速度输入设计的最小拍控制器对不同输入的响应曲线 a) 单位阶跃输入 b) 单位速度输入 c) 单位加速度输入
3．最小拍控制器设计的限制条件
(1) 稳定性 闭环控制系统必须是稳定的。
只有广义对象的脉冲传递函数是稳定的（即在Z平
面单位圆上和圆外没有极点），且不含有纯滞后环节 时，上述方法才能成立。 如果不满足稳定条件，则应对设计原则作相应的 限制。由式(6-2)可以看出，D(z)和G(z)总是成对出现的， 但却不允许它们的零点、极点相互对消。
为了实现最小拍，Φe(z)中的z-1幂次须为最低。
令Q=q，F(z)=1
则所得Φe(z) 既可满足准确性，又可满足快速性要
求，于是：
e ( z) (1 z )
1 q
(6-11)
由（6-7）得，
( z) 1 e ( z) 1 (1 z )
1 q
(6-12)
2. 典型输入下最小拍控制系统分析
工业3.0 电子信息化时代，即广泛应用电子与信息技 术，使制造过程自动化控制程度进一步大幅度提 高。从20世纪70年代开始并一直延续至现在。
工业4.0 德国2013年确定的十大未来项目之一，已上 升为国家战略。工业4.0是实体物理世界与虚拟网 络世界融合的时代，产品全生命周期、全制造流 程数字化以及基于信息通信技术的模块集成，将 形成一种高度灵活、个性化、数字化的产品与服 务新生产模式。
6.1 数字控制器设计原理
D(z) 表示数字控制器， Gh(s) 是零阶保持器， Go(s)是被控对象的连续传递函数， ，采样周期为T。
r(t) + e(t) T e(k) y(t)
D(z)
T
u(k)
Gh ( s)
u(t)
Go ( s)
图6-1计算机控制系统框图
广义对象的脉冲传递函数定义G(z)为
G( z) gd 1z
( d 1)
gd 2 z
1
( d 2)
(d≥0)
而我们所期望的闭环Z传递函数的一般形式为
( z) 1z 2 z
2
1 z 1 2 z 2 d z d d 1 z ( d 1) d 2 z ( d 2) 1 ( z ) D( z ) G ( z ) 1 ( z ) ( g d 1 z ( d 1) g d 2 z ( d 2) )(1 1 z 1 2 z 2 ) 1 z d 2 z d 1 d z d 1 d 2 z 1 ( g d 1 g d 2 z 1 )(1 1 z 1 2 z 2 )
实施“中国制造2025”，开展“互联网+”行动是重 要途径之一。我国2020年要基本实现工业化， “互联网+制造业”更具有重要战略意义。 美国制造业高度发达，是互联网第一强国，其工 业互联网更侧重网络和信息服务，核心是构建工 业信息高速公路，保持其制造业的领先地位。 德国是制造业强国，装备制造技术世界领先，德 国工业4.0更关注装备和技术升级，突出智能工厂 和智能生产这两大主题。 我国的特点则是互联网比较发达，制造业总体大 而不强。我国制造业必须走工业2.0补课、工业 3.0普及、工业4.0示范的并联式发展道路。
t z 1 z 1 z 1
A( z ) (1 z 1 )q
显然，要使稳态误差为零，Φe(z) 必须含有(1-z-1)
因子，且其幂次数不能低于q，即
e ( z) (1 z ) F ( z)
(1-z-1)趋向于 0的实现。
1 Q
(6-10)
式中，Q≥q，F(z)是关于z-1的有限多项式，不影响
i i i 0 i 1
m
n
(6-5)
由此可得数字控制器输出的时间序列为
u (k ) bi e(k i ) aiu (k i )
i 0 i 1
m
n
(6-6)
按照式(6-6)，就可编写出控制算法程序。
6.2 最小拍控制系统的设计（ ）
6.2.1 最小拍控制原理
在数字控制系统中，通常把一个采样周期称为一拍。所
显然，要使D(z)可以实现，必须有 1 2 d 0 这时，Φ(z)应具有形式
( z) d 1z
( d 1)
d 2 z
( d 2)
由此可知，在最小拍控制中，期望的Φ(z) 要在对象 纯滞后的基础上加以确定，即
单位阶跃输入
1 r (t ) 1(t )，R( z ) (1 z 1 )
单位速度输入
Tz 1 r (t ) t，R( z ) (1 z 1 )2
1 2 T 2 (1 z 1 ) r (t ) t ，R( z ) 单位加速度输入 2 2(1 z 1 )3
由图6-1可知，误差的脉冲传递函数为
E ( z ) R( z ) Y ( z ) e ( z) 1 ( z ) R( z ) R( z )
由误差表达式
(6-7)
E( z) e ( z)R( z) e0 e1z e2 z
1
2
(6-8)
可知，要实现无静差、最小拍，E(z)应该在最短时 间内趋近于零，即E(z)应为有限项式。因此，在输入 R(z)一定的情况下，必须对Φe(z)提出要求。
谓最小拍控制，是指系统在某种典型输入信号（如阶跃信号、
速度信号、加速度信号等）作用下，经过最少的采样周期使 得系统输出的稳态误差为零。最小拍控制系统也称最小拍无
差系统或最小拍随动系统。
显然这种系统对闭环脉冲传递函数的性能要求是快速性 和准确性。 最小拍控制就是一类时间最优控制，系统的性能指标就 是要求调节时间最短。
与对象结构有关的设计方法，即按照某一期望 的闭环传递函数 Φ(z) 来设计数字控制器 D(z) 。这时， D(z)的结构将依赖于广义对象G(z)的结构。 已知：G(z)和Φ(z) ，故由式(6-2)可求得
D( z )G( z ) ( z ) 1 D( z )G ( z )
1 ( z ) D( z ) G ( z ) 1 ( z )
(6-2)
(6-3)
则数字控制器的设计步骤如下： 1) 根据式(6-1)求广义对象的脉冲传递函数G(z) 2) 根据控制系统的性能指标要求和其他约束条 件，确定闭环脉冲传递函数Φ(z) 3) 根据式(6-3)求取数字控制器的脉冲传递函数 D(z)
4) 根据D(z)导出控制器的输出u(k)
设数字控制器的一般形式为
第六章 计算机控制系统的
直接设计法
计算机组成原理第六章总线系统
数据传送以字符为单位，字符之间没 有固定的时间间隔，发送方和接收方 不需要使用相同的时钟信号。
总线的仲裁机制
集中仲裁
使用一个中央仲裁器来管理总线的访问，例如：计数器、链表或优先级队列。
分布仲裁
没有中央仲裁器，而是通过硬件电路或软件算法来实现总线的访问控制。
总线的数据传输方式
并行传输
数据在多个通道上同时传输，每个通道传输一部分数据。
确定总线的控制方式
根据总线上主设备和从设备的数量和通信需求，选择合适的总线控制 方式，如同步控制或异步控制。
确定总线的仲裁方式和优先级
根据总线上主设备的数量和通信需求，设计合适的仲裁方式和优先级 确定机制。
硬件实现
选择合适的芯片和元件
01
根据设计需求，选择合适的芯片和元件来实现总线系统的硬件
部分。
计算机组成原理第六章总线 系统
• 总线系统的概述 • 总线的基本工作原理 • 常见总线系统介绍 • 总线系统的应用与发展 • 实验与实践：设计一个简单的总线
系统
01
总线系统的概述
总线的定义与分类
定义
总线是连接多个部件的信息传输 线，是多个部件共享的传输介质 。
分类
根据传输方式，总线可分为单向 总线和双向总线；根据连接的部 件数目，总线可分为局部总线和 系统总线。
THANKS
感谢观看
总线系统的基本组成
总线控制器
负责协调各个部件的通信，管 理总线的使用。
数据总线
用于传输数据，通常由双向线 组成。
地址总线
用于传输地址信息，确定要访 问的内存单元或I/O端口。
控制总线
用于传输控制信号，如读写信 号、中断信号等。
第6章出入口控制系统
第6章：出入口控制系统本章知识要点：1．出入口控制系统基本组成、工作原理、特点、功能与网络结构。
2．出入口控制系统身份识别的分类和读取设备。
3．出入口控制系统门禁控制主机的组成、功能。
4．出入口控制系统电控锁的种类、使用与安全形态。
5．电子巡查系统的构成、功能要求。
6．停车（库）场管理系统的基本功能、基本组成、主要设备、特点与应用。
出入口控制系统（access control system ，ACS）是利用自定义符识别或／和模式识别技术对出入口目标进行识别并控制出入口执行机构启闭的电子系统或网络。
出入口控制系统采用主动的方法，从加强日常事务管理入手，对出入口实现自动控制与管理，并能快速进行判断。
对符合条件的出入请求予以放行，对不符合条件的出入请求予以拒绝，并发出报警信息。
同时它还能全方位地记录出入及报警信息。
6．1出入口控制系统原理与功能出入口控制系统采用主动的方法，从加强日常事务管理入手，对出入口实现自动控制与管理，并能快速进行判断。
对符合条件的出入请求予以放行，对不符合条件的出入请求予以拒绝，并发出报警信息。
同时它还能全方位地记录出入及报警信息。
6．1．1系统原理出入口控制就是对出入口的管理，该系统控制各类人员的出入以及他们在相关区域的行动，通常也被称作出入口控制系统。
其控制的原理是：按照人的活动范围，预先制作出各种层次的卡，或预定密码。
在相关的大门出入口、金库门、档案室门、电梯门等处安装识别设备，用户持有效卡或密码方能通过或进人。
由识别设备接收人员信息，经解码后送控制器判断，如果符合，门锁被开启，否则报警（图6－1）。
图6-1出入口控制系统的基本组成结构出入口控制是一个系统概念，整个出入口控制系统由卡片、读卡器、控制器、锁具（磁力锁、电插锁、阴极锁等）、按钮、电源、线缆、控制软件及门磁开关等设备组成。
在出入口控制系统的硬件中，读卡器和控制器是关键设备。
针对不同的设备，按不同的依据选择。
出入口控制系统包括三个层次的设备。
计算机控制技术课后题答案整理版（1到5章基本都有了）
第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的？画出方框图并说明各部分的作用。
答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成；框图P3。
1）工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。
2）PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道，在两者之间起到纽带和桥梁的作用。
3）生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。
2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？（1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。
3.计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？（1）操作指导控制系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。
（2）直接数字控制系统(DDC) （属于计算机闭环控制系统）优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
（4）集散控制系统优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
（5）现场总线控制系统优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。
（6）PLC+上位系统优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。
附加：计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
天津大学计算机控制系统——第6.1课 (理解)计算机控制系统理论基础—采样与保持
1 e −Ts 1 − e −Ts = Gh 0( s ) = L [ g (t ) ] =− s s s
再令s=jw，得零阶保 1 − cos (ωT ) + j sin (ωT ) 1 − e − jωT − j = = h 0 ( jω ) 持器的频率特性为： G jω ω
sin (ωT ) − j 1 − cos (ωT ) =
本章要点总结
总结
1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 计算机控制系统的信号流程 采样定理 采样周期的选择 信号的恢复与保持 画出计算机控制系统信号流程，并说明。 采样周期的经验选择方法。 如何理解信号的恢复过程？ 零阶保持器存在哪些局限性？
作业
第六章 计算机控制系统理论基础
课程安排
• 与计算机控制系统相关的接口技术 • 计算机控制系统的输入输出通道 • 计算机控制数据预处理 • 计算机控制系统理论基础
讲课16学时
• 计算机控制系统分析 • 计算机控制系统设计（经典和现代）
计算机控制系统理论基础
本章结构 • 6.1 概述 • 6.2 采样与采样定理 • 6.3 信号的恢复与保持 • 6.4 Z变换和Z反变换 • 6.5 脉冲传递函数
模拟信号：定义在连续时间上的信号，且其幅值也是连续变
化的。
数字信号
计算机控制系统理论基础
本章结构 • 6.1 概述 • 6.2 采样与采样定理 • 6.3 信号的恢复与保持 • 6.4 Z变换和Z反变换 • 6.5 脉冲传递函数
6.2 采样与采样定理
1 什么是信号采样 把一个连续信号变为离散信号的过程成为采样
6.3 信号的恢复与保持
3 零阶保持器-幅相特性 其幅频特性和相频特性如图所示
第6章 中断系统
中断系统的功能
CPU响应中断时，会停止当前执行程序，转去执行中断处 理程序，原程序被打断的地方称为“断点”。
断点地址是指中断处理程序结束后，返回原程序恢复执 行的第一条指令的地址，又称“返回地址”。
现场是指进入中断服务程序之前CPU各个寄存器的状态。
正常程序 CS : IP 断点 CS : IP+1 继续执行 中断服务程序
中断系统的功能
2. 链式优先权排队电路（应答方式）
外设1
+5V D7 ～ D0 INTA INTR IOR IOW
外设2
IEI 接口2 IEO
SEL1 SEL2
外设3
IEI 接口3 IEO
SEL3
IEI 接口1 IEO
※ 电路说明
① 每个接口有一个中断允许输入IEI和中断允许输出IEO, 只有IEI为高电平时才允许该接口芯片发中断请求； ② IEO=IEI•INT INT表示该设备有中断请求； ③ 每个接口芯片的中断请求输出为OC门，具有负逻辑的 “线或”关系； ④ 响应中断时由INTA从接口读取中断矢量。 计算机原理讲义
中断 处理
返回断点
3. 中断服务完成时将中断申请信号撤销 4. 中断服务完成后恢复现场和断点，返回原程序 计算机原理讲义
中断系统的功能
（二）对中断进行控制
1. 对中断申请进行控制 例1 一个输入设备的中断接口电路
三 态 缓冲器 D7～D0 INTR IOW A15 ～ A0 IOR INTA 地址 译码 器 三 态 缓冲器 B Q R C D 中断类型 码(0FH) D7～D0
中断系统
第六章 中断系统
计算机原理讲义
中断的作用
第6.1节 计算机中断系统
计算机控制原理第6章2
7
数字PID 数字PID 控制器的另一个参数对系统 性能的影响
(4) 采样周期T的选择原则 采样周期T
从信号不失真要求上，必须满足采样定理的要求。 从控制系统的随动和抗干扰的性能来看，则T小些好。 根据执行机构的类型，当执行机构动作惯性大时，T应取大些。否则执行 机构来不及反应控制器输出值的变化。 从计算机的工作量及每个调节回路的计算成本来看，T应选大些。T大对 每个控制回路的计算控制工作量相对减小，可以增加控制的回路数。 从计算机能精确执行控制算式来看，T应选大些。因为计算机字长有限， T过小，偏差值e(k)可能很小，甚至为0，调节作用减弱,各微分、积分作用 不明显。
• 将连续系统的时间离散化：
t = KT ,
• 积分用累加求和近似：
t K
( K = 0, 1, L , n)
K
∫ e(t )dt = ∑ e( j )T = T ∑
0 j =0 j =0
e( j )
• 微分用一阶后向差分近似：
de(t ) e(k ) − e(k − 1) ≈ dt T
12
TD u (k ) = K p {e(k ) + ∑ e( j ) + [e(k ) − e(k − 1)]} TI j =0 T
TD u (k − 1) = K p {e(k − 1) + ∑ e( j ) + [e(k − 1) − e(k − 2)] TI j =0 T T
6
PID 控制器参数对系统性能的影响
(3) 微分时间常数TD对系统性能的影响 微分时间常数T 微分控制可以改善动态特性，如超调量减小，调节时间缩短 ，允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精度。 当TD偏大时，超调量较大，调节时间较长; 当TD偏小时，超调量也较大，调节时间也较长; 只有TD合适时，可以得到比较满意的过渡过程。
计算机控制技术(第二版)课后习题答案(王建华主编)
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2(1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入(2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。
P3答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
（2）方块图如下图1.1所示：图1.1 计算机控制系统的组成框图作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？P2(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？P4~7（1）操作指导系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
第6.2课 (理解)计算机控制系统理论基础—脉冲传递函数
6.4 Z变换和Z反变换
7 Z反变换的求解方法 幂级数展开法 部分分式法 反演积分法（留数法）
计算机控制系统理论基础
本章结构 • 6.1 概述 • 6.2 采样与采样定理 • 6.3 信号的恢复与保持 • 6.4 Z变换和Z反变换 • 6.5 脉冲传递函数
6.5 脉冲传递函数
1 定义 传递函数:在线性连续系统中，当初始值为零时，系统 输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比。 脉冲传递函数:在线性离散系统中，当初始值为零时，系 统离散输出信号的Z变换与离散输入信号的Z变换之比。 线性连续系统： R(s) Y(s)
s= p
i
例6-3 求解
解： L [sin = ωt ] 因为 L
−1
f (t ) = sin ωt
= s2 + ω 2
的Z变换
s ω ω s 1 1 + + + − 2j 2 2 2j 2j 2j = + s2 + ω 2 s + jω s − jω
ω
−
1 − j ( ± ωt ) s ± jω = e 1 1 1 ω 1 所以 = + F ( z ) z= − jωT −1 2 2 z 2 j 1 − e jωT z −1 s +ω 2 j 1− e z −1 sin ωT z −1 sin ωT = = 1 − e − jωT z −1 − e − jωT z −1 + z −2 1 − 2 z −1 cos ωT + z −2
x(t )
采样
x∗ (t )
由于只考虑连续时间函数在采样时刻时的采样值，因此，连续 时间函数 x(t )与离散时间函数 x∗ (t )具有相同的Z变换。即
06第六章 计算机控制系统的离散化设计
• H(z)的零点表达式中，包含G(z)在z平面单位圆外或单位圆上
的所有零点。
系统的准确性定对H(z)的要求：
p He ( z) ( z 1) p F ( z) (1 z 1）F ( z 1 )
pm
系统的快速性对闭环系统的要求
p He ( z) ( z 1) p F ( z) (1 z 1）F ( z 1 ) p尽可能小
如果m>n，则 e(k n m) ek n m 为未来时刻的状态，则就要求D(z) 具有超前性质，这是不可能的。
t=kT
(k-1)T kT (k+1)T
结论：
U ( z ) b0 z ( nm) b1 z ( nm1) bm1 z ( n1) bm z n D( z) E( z) 1 a1 z 1 an1 z ( n1) an z n
即若对象G(z)的分母比分子高d阶，则闭环传递函数H(z) 也必须至少有分母比分子高d阶。 或：若对象G(z)有d拍延时，则H(z)也必须至少有d拍延 时。
2）由系统的稳定性确定H(z)
系统稳定性的条件：特征方程的根应在单位圆内。
B( z ) G( z) A( z )
D( z )
设
解析设计法步骤：
根据控制系统的性能指标要求及其他约束条件，确定
出所需要的闭环脉冲传递函数H(z)。 根据式
1 H ( z) H ( z) D( z ) ,确定计算机 G( z ) 1 H ( z ) G( z ) H e ( z )
控制器的脉冲传递函数D(z) 。 根据D(z)编制控制算法程序。
F (z)
1 1 是 z 的有限多项式，不含有 (1 z ) 因子，
第六章计算机控制系统
⊥ a2
an ⊥
Uo
+
倒R-2R型
早期的D/A集成芯片
只具有从数字量 到模拟电流输出量转 换的功能。
使用时必须在外 电路中加数字输入锁 存器（I/O或扩展I/O 口、参考电压源以及 输出电压转换电路
中期的D/A集成芯片 近期的D/A集成芯片
增加了一些与 计算机接口相关的 电路及引脚，具有 数字输入所存功能 电路，能和CPU数 据总线直接相连。
脉冲个数的检测 脉冲频率与周期的检测 脉冲宽度的检测
测频法原理
(a)
(b)
(c)
被测信号fx
脉冲形 成电路
脉冲信号
闸门
(e)
T
fx
N T
门控 电路
(d)
时基信号 发生器
测周法原理
计数器 振荡器
脉冲 形成电路
闸门
被测信号fx
脉冲
形成电路
门控 电路
计数器
6.4.4 计算机测试系统的设计
主机选型
设计任务 输入通道结构
多
电信号经过处理并转换成计算机能
工 业
。 。
道 开 关
识别的数字量，输入计算机中。
对 象
计算机将采集来的数字量根据
需要进行不同的判识、预算，得出
所需要的结果。
A/D
显示
计
算
打印
机
采
样
报警
控
制
直接数字控制系统
分时地对被控对象的状态参数进行测试，根据测试的结果与给定值
的差值，按照预先制定的控制算法进行数学分析、运算后，控制量输出
企业级经营管理计算机
到其他工厂的生 产数据运输指令
工业级集中监督计算机