計算機控制系統(tǒng)的工作原理

計算機控制系統(tǒng)的工作原理計算機控制系統(tǒng)的工作原理計算機控制系統(tǒng)的工作原理xxx公司計算機控制系統(tǒng)的工作原理文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度計算機控制系統(tǒng)的工作原理1}。實時數(shù)據(jù)采集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進行檢測和輸入2}。實施控制決策：對采集到的被控量進行分析和處理并按已定的控制規(guī)律決定將要采取的控制行為。3}實時控制輸入：根據(jù)控制決策，實時的對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)（有圖）2.在線方式和離線方式在計算機控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)過程和計算機直接連接，并受計算機控制的方式稱為在線方式或聯(lián)機方式;生產(chǎn)過程不和計算機相連，且不受計算機控制，而是靠人進行聯(lián)系并做相應(yīng)操作的方式稱為離線方式或脫機方式3實時的含義：所謂實時，是指信號的輸入，計算和輸出都要在一定的時間范圍內(nèi)完成二、RS-232/RS-422/RS-485串行通信總線串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路通常有兩種方式：平衡和不平衡傳輸方式不平衡方式是單線傳輸線號，已地線作為信號回路，接收器是用單線輸入信號的平衡方式是用雙絞線傳輸信號，信號在雙絞線中自成回路不通過地線。接收器是雙端差動方式輸入信號的。在不平衡方式中，信號線上所感應(yīng)到的干擾和地線的干擾將迭加后影響輸入信號;而在平衡方式中，雙絞線上所感應(yīng)的干擾相互抵消，地線上的干擾又不影響接收端。因此平衡傳輸方式在干擾方面有較良好的性能，并核實較遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。（RS-232C所采用的電路是單端驅(qū)動單端接收電路缺點：它不能區(qū)分由驅(qū)動電路產(chǎn)生的有用信號和外部引入的干擾信號）（RS-485/RS422A都是采用平衡差動分電路RS-485為半雙工工作方式工作方式）三．采樣保持器1.孔徑時間和孔徑誤差的消除在模擬量輸入通道中，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量總需要一定的時間，完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時間稱為孔徑時間。2.采樣保持原理A/D轉(zhuǎn)換過程（即采樣信號的量化過程）所需要的時間，這個時間稱為A/D轉(zhuǎn)換時間。在A/D轉(zhuǎn)換期間，如果輸入信號變化較大，就會引起轉(zhuǎn)換誤差。所以一般情況下采樣信號都不直接送至A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，還需加保持器作信號保持，。保持器把t=kT時刻的采樣值保持到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。T為為采樣周期，k=0,1，2.。。。為采樣序號。（有圖）四．串模干擾及其抑制方法1.串模干擾所謂串模干擾是指疊加在被測信號上的干擾噪聲，這里的被測信號是指有用的直流信號或緩慢變化的交變信號，而干擾噪聲是指無用的變化較快的雜亂交變信號。船模干擾和被測信號在回路中所處的位是相同的，總是已兩者之和作為輸入信號。串模干擾又稱常態(tài)干擾2.串模干擾的抑制方法串模干擾的抑制方法應(yīng)從干擾信號的特性和來源入手，分不同情況采取相應(yīng)的措施。1）如果串模干擾頻率比被測信號頻率高，則采用輸入低通濾波器來抑制高頻率串模干擾2）當尖峰型串模干擾成為主要干擾源時，采用積分式A/D轉(zhuǎn)換器可以消弱串模干擾的影響（因為此類轉(zhuǎn)換器對輸入信號的平均值而不是瞬時值進行轉(zhuǎn)換所以對尖峰干擾具有抑制能力.）3)對串模告饒主要來自電磁感應(yīng)的情況下，對被測信號應(yīng)盡可能早地進行前置放大，從而達到提高回路中的信號噪聲比的目的：或盡可能早的完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換或采取隔離和屏蔽措施。4）從選擇邏輯器件入手，利用邏輯器件的特性來抑制串模干擾5）采用雙絞線作信號引線2.共模干擾及其抑制方法1）共模干擾所謂共模干擾是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上公有的干擾電壓，這種干擾可能是直流電壓，也可以是交流電壓，其幅值可達到幾伏甚至更高，取決于現(xiàn)場產(chǎn)生干擾的環(huán)境和計算機等設(shè)備的接地情況。共模干擾也稱為共態(tài)干擾。2）共模干擾抑制的方法：1.變壓器隔離2.光電隔離3.浮地屏蔽3.接地技術(shù)地線系統(tǒng)分析在計算機控制系統(tǒng)中，一般有以下幾種地線：模擬地數(shù)字地安全地系統(tǒng)地交流地步進電動機的工作方式：1）步進電動機單三拍工作方式(A→B→C→A→……)2)步進電動機的雙三拍工作方式（AB→BC→CA→AB→……）3)步進電動機的三相六拍工作方式（A→AB→B→BC→C→CA→A……）(有圖)模擬PID控制器比例控制能迅速反應(yīng)誤差，從而減小誤差，但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，Kp的加大，會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定；積分控制的作用是：只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷地積累，輸出控制量以消除誤差，因而，只要有足夠時間，積分控制將能完全消除誤差，積分作用太強會使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩；微分控制可以減小超調(diào)量，客服震蕩是系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時加快系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時間嗎，從而改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。增量式算法與位置式算法相比，具有以下優(yōu)點：1）增量算法不需要做累加，控制量增加的確定僅與最近幾次誤差采樣值有關(guān)，計算誤差或計算精度問題，對控制量的計算影響較小，而位置算法要用到過去的誤差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差2)增量式算法得出的是控制量的增量，例如閥門控制中，只輸出閥門開度的變化部分，誤動作影響小，必要時通過邏輯判斷限制或禁止本次輸出，不會嚴重影響系統(tǒng)的工作。而位置算法的輸出是控制量的安全輸出，誤動影響大。3）采用增量算法，易于實現(xiàn)手動到自動的沖擊切換積分分離在一般的PID控制中，當有較大的擾動或大幅度改變給定值時，由于此時有較大的偏差，以及系統(tǒng)有慣性和滯后，故在積分項的作用下，往往會產(chǎn)生較大的超調(diào)和長時間的波動。特別對于溫度，成分等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象更為嚴重。為此可采用積分分流措施，即偏差e（k）較大時，取消積分作用：當偏差e（k）較小時才將積分投入。亦即當|e(k)|>β時，采用