计算机控制
计算机控制实例
液位控制系统
液位控制系统是计算机控制技术在工业 领域中的又一应用，主要用于对液位进
行精确控制和调节。
液位控制系统由传感器、控制器、泵或 阀门等组成，通过液位传感器采集液位 数据，控制器根据设定值和实际值进行 比较，输出控制信号给泵或阀门，实现
对液位的精确控制。
液位控制系统的应用范围广泛，如化工 生产、水处理、锅炉系统等领域。
计算机控制的应用领域
工业自动化
计算机控制在工业自动化领 域的应用非常广泛，如生产 线控制、机器人控制等。
智能家居
计算机控制在智能家居领 域的应用包括智能照明、 智能空调、智能安防等。
交通控制
计算机控制在交通控制领域 的应用包括交通信号灯控制
、高速公路监控系统等。
环境监测
计算机控制在环境监测领 域的应用包括空气质量监
03 智能家居控制实例
智能照明系统
自动调节亮度
智能照明系统可以根据环 境光线和时间自动调节亮 度，提供舒适的照明环境。
节能环保
通过智能控制，可以有效 减少不必要的能源浪费， 降低APP远 程控制家中的灯光，方便 快捷。
智能空调系统
自动温度调节
智能空调系统能够根据室内温度 和用户设定自动调节温度，提供
舒适的生活环境。
节能模式
在不需要制冷或制热时，智能空调 可以自动切换到节能模式，降低能 耗。
语音控制
通过与智能音箱的配合，用户可以 通过语音指令控制空调的运行。
智能安防系统
实时监控
智能安防系统可以实时监控家中 的安全状况，及时发现异常情况。
报警功能
当探测到入侵者或火灾等危险情 况时，智能安防系统会自动报警
计算机控制实例
计算机控制技术
计算机控制技术计算机控制技术是一种集计算机、控制、传感器、执行器等技术于一体的先进技术，它充分利用现代计算机和控制理论，将数据处理和自动控制相结合，实现对各种过程的自动调节控制，广泛应用于工业、农业、商业、医疗以及机场、交通等领域。
一、计算机控制技术的发展历程计算机控制技术的发展历程可以追溯到1960年代，当时美国的空间计划需要研究开发一种新的计算机控制技术，在这个研究过程中，人们发现了数字控制机床，这是第一款用计算机实现自动控制的机床。
从此以后，计算机控制技术得以广泛应用。
1970年代，计算机技术的发展和进步推动了控制技术的飞速发展，出现了工业控制计算机和可编程控制器（PLC），用它可以完成对机器和工艺的自动控制。
随着计算机控制技术的不断发展，出现了更为高级的数字信号处理器，这种处理器可以对控制数据进行实时处理和计算，从而更为准确地实现对工艺的控制。
二、计算机控制技术的分类根据控制对象的不同，计算机控制技术可以分为以下几类：1、过程控制过程控制是一种用计算机实现对工艺过程的控制技术，它可以实现对工艺参数的实时监控，及时调整，从而保证产品质量。
例如，化工、冶金、纺织等行业都需要用到过程控制技术。
2、制造自动化控制制造自动化控制是一种用计算机控制技术实现对生产流程的自动化控制技术。
它可以通过编程控制机器人、自动化流水线等设备，从而提高生产效率，降低生产成本。
3、工程控制工程控制是一种用计算机控制技术实现对工程项目的控制技术，例如，用计算机控制技术实现对道路、桥梁、建筑物等工程项目的施工，从而提高工程建设的效率和质量。
三、计算机控制技术的应用计算机控制技术在各个领域都有着广泛的应用，例如：1、工业制造计算机控制技术在工业制造领域有着广泛的应用，例如，数字控制机床、机器人、自动化流水线等设备都是用计算机控制技术实现了自动化控制。
2、交通运输计算机控制技术在交通运输领域也有着广泛的应用，例如，用计算机控制技术实现地铁、公交车等公共交通工具的运营、交通信号灯的控制等。
《计算机控制技术》课件
contents
目录
• 计算机控制技术概述 • 计算机控制系统组成 • 计算机控制系统的基本原理 • 计算机控制系统的设计方法 • 计算机控制系统的实现技术 • 计算机控制系统的应用实例
01
计算机控制技术概述
定义与特点
总结词
计算机控制技术的定义和特点
详细描述
计算机控制技术是指利用计算机对工业生产过程进行自动控制的技术。它具有 高精度、高效率、高可靠性的特点，能够实现生产过程的自动化、智能化和信 息化。
动控制。
监控软件
用于实时监控系统的运行状态 ，显示各种参数和数据，以及
进行故障诊断和报警等。
数据库软件
用于存储和管理各种数据，如 历史数据、实时数据等。
操作系统
提供计算机控制系统的运行环 境和基础服务。
人机接口
01
02
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界面设计
设计易于操作的人机界面 ，包括图形界面和文本界 面等。
交互方式
提供多种交互方式，如鼠 标操作、键盘输入等，方 便用户进行操作和控制。
常见的开环控制系统有步进电机 控制系统、温度控制系统等。
闭环控制系统
闭环控制系统是一种包含反馈环节的控制系统，通过检测系统输出结果，将检测结 果反馈给输入端，与输入信号进行比较，根据比较结果调整输入信号。
闭环控制系统的优点是能够实时调整系统输出，提高控制精度和稳定性，但结构相 对复杂。
常见的闭环控制系统有伺服电机控制系统、数控机床控制系统等。
自适应控制
通过调整控制器参数，使系统能够自动适应环境变化和不确定性， 保持最优性能。
鲁棒控制
设计具有鲁棒性的控制系统，使系统在存在不确定性和干扰的情况 下仍能保持稳定和良好的性能。
计算机控制技术
计算机控制技术计算机控制技术是一种非常重要的技术领域，它与计算机科学和工程学息息相关。
本文将就计算机控制技术的定义、应用领域、工作原理以及其在社会中的重要性展开讨论。
计算机控制技术简单来说是指通过计算机，对一些设备或系统进行控制和管理的技术。
计算机控制技术是近代科学技术的发展和应用，它与计算机科学、信息科学、自动控制理论等学科有着密切的联系。
同时，计算机控制技术广泛应用于各个行业和领域，如工业生产控制、交通运输控制、环境监测与控制、军事作战控制等。
在工业生产控制方面，计算机控制技术是实现工业自动化的重要手段。
通过搭载计算机控制系统，可以对工业生产中的各种设备和工艺进行精确的控制和监测，提高生产效率和质量，减少人力资源的浪费。
例如，在汽车制造业中，计算机控制技术可以自动化地控制整个生产线，实现汽车的快速生产和集中管理。
在交通运输领域，计算机控制技术也发挥着重要作用。
交通信号灯、地铁列车、高速公路收费系统等，都离不开计算机控制技术的支持。
计算机控制技术可以帮助交通管理部门对交通流量进行精确监测和管理，并根据实时情况调整红绿灯的时序，以减少交通拥堵，提高道路通行能力。
在环境监测与控制方面，计算机控制技术可以用于监测和控制大气质量、水质、土壤质量等环境因素。
通过搭载传感器和计算机控制系统，可以实时监测环境因素的变化，并及时采取相应的控制措施，保护环境和人民的健康。
例如，在一些污水处理厂中，计算机控制技术可以实现对污水处理过程的自动控制，有效提高污水的处理效率和水质的净化程度。
在军事作战控制方面，计算机控制技术在现代军事中起到了关键作用。
计算机控制系统可以用于军事装备和作战系统的控制和管理，实现敌情监测、指挥决策、武器装备控制等功能。
同时，计算机控制技术还可以用于军事仿真训练，提高军事人员的作战能力和实战经验。
总的来说，计算机控制技术是一种广泛应用的技术，它的重要性不言而喻。
通过计算机控制技术，可以实现对各种设备和系统的精确控制和监测，提高生产效率和质量，改善社会生活和环境质量，提高国家的竞争力和发展水平。
计算机控制技术简介
计算机控制技术简介计算机控制技术是一种应用计算机和自动控制原理实现对各类设备、系统和过程进行控制和管理的技术。
它通过计算机的高效运算、智能决策和迅速响应能力，为工业、交通、农业、医疗等领域提供了强大的支持和推动力。
本文将从计算机控制技术的起源、应用领域、关键技术和发展趋势等方面进行探讨。
一、计算机控制技术的起源和发展计算机控制技术的起源可以追溯到20世纪50年代，当时计算机技术刚刚起步，人们想通过计算机实现对工业生产过程的自动控制。
最早的计算机控制系统主要利用数字计算机进行控制，并实现一些简单的自动化操作。
随着计算机硬件和软件技术的发展，计算机控制技术得到了快速的推广和应用。
二、计算机控制技术的应用领域计算机控制技术在各个领域都有广泛的应用。
在工业生产中，计算机控制技术可以实现对生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在交通运输领域，计算机控制技术可以实现智能交通管理、优化调度和车辆导航等功能。
在农业生产中，计算机控制技术可以实现精准农业管理、智能化灌溉和自动化收割等操作。
在医疗健康领域，计算机控制技术可以实现医疗设备的精确控制和医疗信息管理等。
三、计算机控制技术的关键技术1. 传感器技术：传感器是计算机控制技术的重要组成部分，可以将物理量、化学量等转化为计算机可读取的电信号。
传感器技术的发展使得计算机可以实时获取各种信息，并根据信息进行反馈和控制。
2. 数据采集与处理技术：数据采集与处理技术是计算机控制技术的核心。
通过各种设备和传感器采集到的数据，计算机可以进行高速、准确的数据处理和分析，从而实现对控制系统的精确控制。
3. 控制算法与模型技术：控制算法和模型技术是计算机控制技术的关键。
通过建立准确的数学模型和设计合理的控制算法，可以实现对各种复杂系统和过程的自动控制。
4. 人机交互技术：人机交互技术是计算机控制技术的重要组成部分，可以实现人与计算机之间的信息交流和指令传递。
通过人机交互技术，用户可以直观地了解和控制计算机控制系统，提高系统的可用性和易用性。
计算机控制技术知识点
计算机控制技术知识点计算机控制技术是指利用计算机进行控制的一种技术。
它通过编程和算法，将计算机作为控制器来实现对各种设备和系统的控制。
计算机控制技术在各个领域中得到广泛应用，如工业自动化、智能交通、航空航天等。
本文将从计算机控制技术的基本原理、控制方法和应用领域等方面进行介绍。
一、计算机控制技术的基本原理计算机控制技术的基本原理是利用计算机的处理能力和算法来实现对设备和系统的控制。
它的核心思想是将控制过程分解为一系列离散的控制步骤，通过计算机将这些步骤转化为指令，然后通过执行这些指令来实现对设备和系统的控制。
计算机作为控制器，通过不断地采集和处理传感器的信息，判断当前系统状态，并根据预先设定的控制策略生成相应的控制指令，从而实现对系统的控制。
二、计算机控制技术的控制方法计算机控制技术有多种控制方法，常见的包括开环控制、闭环控制和模糊控制等。
1.开环控制：开环控制是一种简单的控制方法，它通过预先设定的控制策略直接生成控制指令，不考虑系统的反馈信息。
这种控制方法适用于控制过程简单、稳定性要求不高的系统。
2.闭环控制：闭环控制是一种基于系统反馈信息的控制方法。
它通过采集传感器的反馈信息，与预期输出进行比较，然后根据差异生成控制指令。
闭环控制能够实时调整控制指令，使系统保持稳定并快速响应外部变化。
3.模糊控制：模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法。
它通过建立模糊规则库，将模糊的输入转化为模糊的输出，然后通过解模糊过程得到具体的控制指令。
模糊控制能够处理系统模型复杂或不确定的情况，具有较强的鲁棒性。
三、计算机控制技术的应用领域计算机控制技术在各个领域中得到广泛应用。
1.工业自动化：计算机控制技术在工业生产中起到重要作用。
它可以实现对生产过程的自动化控制，提高生产效率和质量。
通过计算机控制技术，可以实现对各种工业设备的自动控制，如机械臂、数控机床、流水线等。
2.智能交通：计算机控制技术在交通领域中的应用越来越广泛。
计算机控制系统知识点
计算机控制系统知识点一、计算机控制系统的定义计算机控制系统是一种利用计算机技术进行控制的系统，通过计算机对被控制对象进行监测、分析、控制和调度，实现自动化生产和运行。
计算机控制系统广泛应用于工业生产中的自动化设备、交通运输系统、医疗设备等领域。
二、计算机控制系统的组成1. 控制器：控制器是计算机控制系统的核心部件，负责对整个系统进行控制和监测。
控制器通常由计算机主机、输入输出设备、运算器、存储器等组成。
2. 输入输出设备：输入设备用于将外部系统中的数据传输到计算机控制系统中，输出设备则将计算机处理后的数据传输到外部系统中。
3. 运算器：运算器是计算机控制系统的“大脑”，负责进行各种数学运算和逻辑运算。
4. 存储器：存储器主要用于存储程序和数据，包括内存和外存两种形式。
三、计算机控制系统的工作原理计算机控制系统通过输入设备获取外部信息，经过运算和逻辑判断后，通过输出设备输出控制指令，实现对被控制对象的自动控制。
整个过程中，计算机控制系统需要经历输入、运算、输出三个基本过程。
四、计算机控制系统的应用1. 工业生产领域：计算机控制系统广泛应用于各种自动化生产设备中，提高了生产效率和生产质量。
2. 交通运输领域：交通信号灯、地铁列车调度系统等都是计算机控制系统的应用案例，提高了交通运输效率和安全性。
3. 医疗设备领域：医用X射线机、B超仪、电子胃镜等医疗设备都采用了计算机控制系统，提高了医疗诊断的准确性和效率。
五、计算机控制系统的发展趋势随着计算机技术的不断发展和进步，计算机控制系统将更加智能化、网络化和集成化。
未来，计算机控制系统将更加便捷、高效、智能，为人类社会的发展和进步提供更大的帮助和支持。
计算机控制技术
浅谈计算机控制技术引言：计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工控机）来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体（包括硬件、软件和网络结构）和受控对象两大部分组成。
随着计算机技术和现代控制理论的快速发展，计算机控制技术诞生并迅速蓬勃发展起来，其应用遍及国防、航空航天、工业、农业、医学等多种领域。
本文将主要针对计算机控制技术的发展历史、当今现状以及计算机控制技术的发展趋势做一介绍，并结合它的具体实例介绍计算机控制技术的一些主要应用领域。
正文：一、计算机控制技术的概述1、计算机控制的定义：计算机控制是自动理论和计算机技术相结合而产生的一门新兴学科，计算机控制技术是随着计算机技术的发展而发展起来的。
2、计算机控制的发展历史：计算机控制技术的思想始于上世纪五十年代中期，美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作，进行计算机控制的研究，他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配，根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。
这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术迅速发展，并被各行各业广泛应用。
伴随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术也紧随其后，迅猛的发展起来。
现如今，微型计算机的出现和发展使计算机控制技术又进入了一个崭新的阶段。
二、计算机控制技术的应用领域1、计算机控制技术在农业领域的应用实例在农业日趋机械化及自动化的今天，自动控制技术在农业中的应用也越来越广泛，利用计算机控制技术管理控制农业生产已成为目前研究的一个重点。
农业大棚、智能化养殖场等等都是计算机控制技术在农业生产领域应用的鲜明例子。
智能温室大棚中利用计算机进行远程监控和操作，还可设计自动控制无人管理温室大棚。
根据远程传感器搜集来的温度、湿度、光照等模拟信息，经输入通道进行AD转换，传入计算机，计算机既可以利用这些数据进行监控，同时又可以利用这些数据对大棚进行控制，进行加湿、加温、增加光照等控制，从而实现温室大棚的自动化智能控制。
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一、
•在电机速度闭环控制系统中，电机速度传感器的可测范围为50~2000转/s，线性输出电压范围为0~5V，某时刻输出的转速值经ADC0809转换后对应数字量为0E8H，求此时的转速值并计算ADC0809的分辨率。
解：
•(1) 速度转换范围：2000-50=1950 转/s (1分)•8位的ADC0809的输出数字量范围：0-255 （1分）
•设数字量为D时，对应速度为X，则有
•D=（X-50）*255/1950，即
X=50+D*1950/255 （4分）
•带入D=0E8H=232，求出X≈1824转/s。
•(2) 分辨率
•△=5/（28-1）=0.0196 （4分）
二、
•图1和图2为8031单片机和DAC0832的接口，试分析这两种接口方式下，DAC0832分别工作在什么模式？分析DAC0832的输出电压是多少？（给出表达式）。
REF
简答题
•1、简述计算机控制系统的5种典型形式，并说明优缺点。
2、DAC0832有哪
些工作模式，并说明其特点。
3、简述数
字量输入通道的组成结构，并用框图描
述。
4、对微分项的PID改进算法有哪些
（至少2种），并简述设计思想。
5、简
述串级控制系统主控和副控调节器的选
择原则。
四、
设计题（10分）
•设计一个锅炉温度闭环控制系统，应用计算机控制知识，给出设计方案，画出实现该控制系统的原理框图，并说明每一部分的作用及采用的控制算法。
五、
•如图所示，判断电压输出为单极性还是双极性,推
导输出V
OUT2表达式，当输入数字量为200时，计
算对应的模拟输出电压值。
（VCC为外接+5V电压源）
六、
•设有一温度控制系统，温度测量范围是0～600℃，温度采用PID控制，控制指标为450±2℃。
已知比例系数Kp=4，积分时间Ti=60s，微分时间Td=15s，采样周期
=5s，当测量值c(n)=448, c(n-1)=449, c(n-2)=442时，计算增量输出△u(n)。
若u(n-1)=1860，计算第n次阀位输出u(n)。
•简答题（共40 分）
•1、计算机控制系统主要分成几类，至少写出5类。
•2、在计算机控制系统中，实时、在线方式和离线方式的含义是什么？
•3、简要说明凑试法PID参数整定的方法。
•4、数字控制器的连续化设计方法特点及设计步骤。
•5、计算机控制系统中采样周期的选取应注意哪些方面。
•6、简要说明集散控制系统和现场总线控制系统的区别。
•7、计算机控制系统在选择A/D转换器时应注意哪几项指标并简要说明。
七、
•2、1）写出位置式PID和增量式PID数字调节器的表达式。
•2）某PID系统测得的某时刻参数为
e(k)=5V,e(k-1)=7V,e(k-2)=10V,Ts=8ms,
Ti=40ms,Td=16ms,Kp=0.125,u(k-1)=10,计算当前采样周期内u(k)。
八、
•现已知某炉温变化范围为0~1000℃，测试时，采用8位的A/D转换器，试问此时系统对炉温变化的分辨率为多少。
若测试时，通过变送器将测试起点迁移到500℃（输出的模拟信号和前面相同都是0-5V），保持同样的系统对炉温变化的分辩率，试问此时至少采用几位的A/D转换器。
九、
•设计一个水箱液位闭环控制系统，应用计算机控制知识，给出设计方案，画出实现该控制系统的原理框图，并说明每一部分的作用及采用的控制算法。
•1、画图说明集散控制系统的层次结构,并说明每一层次的作用。
2、画图说明模拟量输入通道的组成，并说明每一部分的作用。
3、简要说明串级控制系统设计原则。
4、FCS系统对DCS系统有哪些改进。
5、数字控制器有哪几种设计方法，简要说明设计思路。
6、计算机控制系统中采样周期的选取应注意哪些方面。
7、给出时间最优PID 控制算法形式，并简要说明其在位置随动系统中的应用。
十、
•1、已知某PID控制系统模拟调节器的传递函数为
•①给出比例系数Kp、积分时间常数Ti及微分时间常数Td的值，并写出位置型和增量型PID表达式。
②若系统的采样周期为
Ts=10ms，测得的某时刻参数为
e(k)=6,e(k-1)=8,e(k-2)=10，u(k-1)=15,求u(k)。
•1、计算机控制主要研究什么内容。
2、写出三种改进型PID算法并简要说明其思想。
3、计算机控制系统主要分成几类，至少写出5类。
4、简要说明输入/输出通道类型及其主要功能。
5、计算机控制系统在选择
A/D转换器时应注意哪几项指标并简要说明。
6、简要说明集散控制系统和现场总线控制系统的区别。
十一、
•在温度控制系统中，温度传感器的可测范围为400℃～1200℃,线性输出电压范围为0～5V，其某时刻输出的温度值经
ADC0809转换后对应数值量为99H，计算ADC0809的分辨率和此时的温度值为多少？
解：
•ADC0809的分辨率为：
•5/（28-1）=0.0196或5/28=0.0195 （4分）
•（1200-400）*（16*9+9）
/255+400=880 （4分）。