计算机控制技术
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
03
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。
计算机控制技术复习总结
计算机控制技术复习总结
一、计算机控制技术
计算机控制技术是处理自动化控制系统的一种技术，它可以控制外部设备、测量参数和控制变量，从而实现设计目标。
计算机控制技术主要涉及到对自动化控制系统的模型及结构、系统设计、信号处理、计算机控制算法和硬件技术等多个方面。
1、模型及结构
2、系统设计
系统设计是指选择适当的控制系统以及其组件，组成系统，达到设计要求。
系统设计需要考虑的因素有系统的实验数据、实际控制要求、安全性、精度等。
3、信号处理
信号处理指通过信号极化、误差补偿、延迟、非线性处理等方法，使控制系统的信号在到达控制端时，达到最佳控制效果。
4、计算机控制算法
5、硬件技术
硬件是指控制系统的硬件组件，合理组合各种硬件组件，形成安全可靠的自动控制系统是所有计算机控制技术的重要基础。
二、应用。
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。
计算机控制技术
智能家居控制系统
总结词
智能家居控制系统是计算机控制技术在家庭生活中的应用，通过智能设备、传 感器和执行器等硬件，实现对家居环境的智能化管理和控制。
详细描述
智能家居控制系统利用计算机技术实现对家居设备的监测、控制和智能化管理 ，提高居住舒适度和便利性。常见的智能家居控制系统包括智能照明、智能安 防、智能环境监测等。
器人等领域。
反馈控制原理
01
反馈控制原理是通过比较实际输出与期望输出的差 值来调整系统参数，以达到控制目标。
02
反馈控制原理具有较好的抗干扰能力和适应性，能 够自动调节系统参数，提高控制精度。
03
反馈控制原理是计算机控制系统的核心原理，广泛 应用于各种控制领域。
计算机控制系统的
04
设计方法
连续系统设计方法
THANKS.
交通控制系统
总结词
交通控制系统是计算机控制技术在交通管理中的应用，通过交通信号灯、传感器 和执行器等硬件，实现对交通流量的智能化管理和控制。
详细描述
交通控制系统利用计算机技术实现对交通信号灯的控制、车流量的监测和交通拥 堵的缓解，提高道路通行效率和交通安全。常见的交通控制系统包括智能交通信 号灯、交通监控系统等。
计算机控制技术
汇报人： 202X-12-23
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 • 计算机控制系统的性能分析 • 计算机控制系统的应用实例
计算机控制技术概
01
述
定义与特点
定义
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。
交通领域
计算机控制技术在交通领域的 应用包括自动驾驶、交通信号
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计算机控制技术教学大纲
一、课程名称：计算机控制技术
二、课程代码：17002025
三、课程英文名称：Computer Control Technology
四、课程负责人：黄勤
五、学时和学分：2.5学分 40学时（32学时理论+16学时实验）
六、课程性质：专业主干课程（必修）
七、适用专业：自动化专业、物流工程专业、机电类相关专业
八、选课对象：本科三年级学生
九、预修课程：电子技术基础、复变函数与积分变换、自动控制原理、计算机硬件技术基础、过程控制系统
十、使用教材：黄勤等编.《微型计算机控制技术》.机械工业出版社，2010年1月出版十一、参考书目：
于海生等编. 《计算机控制技术》. 机械工业出版社，2007年6月出版
谢剑英等编. 《微型计算机控制技术》. 国防工业出版社，2001年9月出版
十二、开课单位：自动化学院
十三、课程的目的和任务
本课程是自动化专业必修的专业主干课程之一。
它以自动控制理论和计算机技术为基础，以微型计算机为控制工具，介绍计算机控制系统的基本知识和基本应用技术，讲授数字控制系统的基本原理，数字采样控制的基本理论，是一门综合性较强的课程。
通过本课程的学习，培养学生的独立思考、分析问题和解决问题的能力，学会和掌握控制器的设计方法以及计算机控制系统硬、软件的组织与设计，培养学生的创新意识、创新能力，为今后控制系统的设计、开发和实现打好坚实的基础。
十四、课程的基本要求
1．掌握计算机控制系统的概念，了解计算机控制系统的特点、组成、分类以及计算机控制系统的发展趋势。
2．理解计算机控制系统中输入输出通道的一般结构，掌握模拟量输入输出通道中各部分的功能，掌握D/A转换原理、常用D/A转换芯片的结构原理及接口技术，掌握A/D转换原理、常用A/D转换芯片的结构原理及接口技术，了解数字量输入输出通道中各部分的作用。
3．掌握数字滤波技术、标度变换、线性化处理，掌握数字控制器的连续化设计方法、离散化设计方法，理解数字PID控制、最少拍控制、大林控制、模糊控制等常用控制技术和设计方法。
理解并掌握位置式和增量式数字PID控制算法，理解数字PID算法的改进方法，数字PID控制器参数的整定和选择方法。
了解模糊控制的原理、模糊控制器的设计思想。
4．了解工控机的运行环境，基本的抗干扰措施，理解看门狗的工作原理和实现方法。
5．理解微型计算机控制系统的设计原则，掌握微型计算机控制系统的设计步骤、软硬件
设计方法。
6．了解分散型控制系统DCS和现场总线控制系统FCS。
十五、课程描述（较详细）
1.微型计算机控制系统概论(
2.5学时)
微型计算机控制系统的特点、组成、分类和发展趋势。
（1）微型计算机控制系统的一般概念及其发展
（2）微型计算机控制系统的特点、组成和分类
（3）微型计算机控制系统的发展趋势
重点：微型计算机控制系统的概念、分类及基本组成，微型计算机控制系统的特点。
2．微型计算机控制系统的过程输入输出技术(10.5学时)
（1）过程输入输出通道的一般结构
（2）模拟量输出通道的设计：D/A转换器及其接口技术、模拟量输出通道的设计思路（3）模拟量输入通道的设计：A/D转换器及其接口技术、模拟量输入通道的设计思路（4）数字量输入输出通道的一般结构
（5）脉冲量输入通道的一般结构
重点：D/A转换器及其接口技术，A/D转换器及其接口技术
难点：AI、AO通道的设计
3．微型计算机控制系统的常用控制算法(11学时)
（1）数字滤波，线性化处理，标度变换
（2）数字控制器的连续化设计方法，离散化设计方法
（3）数字PID控制算法（标准型算法、改进型算法），数字PID控制器参数的整定（4）最少拍控制的基本原理，最少拍无纹波控制器的设计。
（5）大林控制算法的基本原理，振铃现象及其抑制方法。
（6）模糊控制的基本原理，模糊控制器设计的基本思想，模糊控制在家电中的应用。
重点：数字控制器的连续化设计方法、离散化设计方法；位置式和增量式数字PID调节器算式；PID参数整定方法；PID算法程序流程图；
难点：PID算法的改进方法；PID控制器的计算机实现。
4．工控机的抗干扰与可靠性技术（2学时）
（1）工控机的运行环境
（2）常用的抗干扰措施
（3）看门狗的工作原理及实现方法
5．微型计算机控制系统设计与应用（4学时）
（1）控制系统设计原则
（2）控制系统设计的方法及步骤
包括工程项目控制任务的确定；系统总体方案、硬件方案、软件方案的确定；系统的软硬件实现；系统调试与运行；系统集成技术与方法；计算机控制系统工程设计实例。
重点：控制系统设计原则；系统方案的确定与实现；系统集成技术与方法。
6．分散型控制系统及现场总线控制系统（2学时）
（1）DCS控制系统的概念及特点（2）DCS的体系结构
（3）FCS控制系统的概念及特点十六、学时分配
周别
讲
次
授 课 章 节 的 内 容 摘 要 需要时间
(min)
各章
所需
学时
作业数量 第一章 微型计算机控制系统概论 1课程教与学的特点，教学目标、方法，考核方式 15 2 微型计算机控制系统的结构原理及特点 30 1
3 微型计算机控制系统的分类及对比
45 第一章 微型计算机控制系统概论 1 微型计算机控制系统的组成及发展趋势 30 2.5
第二章 微型计算机控制系统的过程输入输出技术
2 过程输入输出通道概述 40 1
2 3 D/A 转换器的转换原理
20 第二章 微型计算机控制系统的过程输入输出技术 1 DAC0832及其接口技术、举例 45 3 2 DAC1210及其接口技术、举例
45 第二章 微型计算机控制系统的过程输入输出技术 1 模拟量输出通道设计举例
75 2
4 2 模拟量输入通道中的信号变换
15 第二章 微型计算机控制系统的过程输入输出技术 1 A/D 转换器的转换原理 40 2 ADC0809及其接口技术、举例 35 5 3 AD574A 的内部结构
15 第二章 微型计算机控制系统的过程输入输出技术 1 AD574A 接口技术、举例 20 2模拟量输入通道设计举例 40 3
6
3 数字量输入输出接口技术
30 第二章 微型计算机控制系统的过程输入输出技术 1 数字量输入信号调理、输出驱动电路 30 2 脉冲量输入通道
20 10.5 第三章 微型计算机控制系统的常用控制算法 7 1 数字滤波的概念、分类及其特点
40 第三章 微型计算机控制系统的常用控制算法 1 线性化处理 20 2 标度变换
15 3 数字控制器的连续化设计方法 15 4 数字控制器的离散化设计方法
15 4
8
5数字控制器的脉冲传递函数D(z)的软件实现
25
周 别
讲次
授 课 章 节 的 内 容 摘 要 需要时间
(min)
各章
所需
学时
作业数量 第三章 微型计算机控制系统的常用控制算法 1 数字PID 控制算法 25 9
2 数字PID 控制算法的改进
65 第三章 微型计算机控制系统的常用控制算法 1 数字PID 控制器参数的选择 30 5
10
2 最少拍数字控制器设计
60 第三章 微型计算机控制系统的常用控制算法 1 最少拍数字控制器设计举例
45 11 2 大林控制算法、振铃现象及其抑制方法 45 第三章 微型计算机控制系统的常用控制算法 1 模糊控制器设计的基本思想 45 6
12
2 模糊控制器的应用
45 11 第四章 工控机的抗干扰与可靠性技术
1 噪声干扰、过程通道干扰、供电与接地干扰的抑制措施
45 13 2 看门狗的工作原理及实现、容错设计 45 2 第六章 微型计算机控制系统设计与应用 1 系统的设计原则 20 2 系统设计的方法及步骤 25 7
14
3 系统设计举例一
45 第六章 微型计算机控制系统设计与应用 1 系统设计举例二
45 15 2系统设计举例三（提前布置学生查阅资料，由学生上讲台讲解） 45 4 第七章 现场总线控制系统
8
16
1 企业技术人员对全年级进行集中讲座
90
2
十七、能承担此课的教师：
黄勤
李楠
凌睿
高富强 唐丹
时颖
游纪原 王延川 甘思源
教学大纲制定者：李楠 教学大纲审定者：黄勤。