第一章 计算机控制系统概述习题与思考题1
1什么是计算机控制系统
计算机控制系统较模拟系统有何优点
解答:由计算机参加并作为核心环节的自动控制系统,被称为计算机控制系统
与模拟系统相比,计算机控制系统具有设计和控制灵活,能实现集中监视和操作,能实现综合控制,可靠性高,抗干扰能力强等优点
例如,典型的电阻炉炉温计算机控制系统,如下图所示:炉温计算机控制系统工作过程如下:电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后,变成电信号(毫伏级 ),再经变送器变成标准信号(1-5V 或 4-20mA)从现场进入控制室;经 A/D 转换器采样后变成数字信号进入计算机,与计算机内部的温度给定比较,得到偏差信号,该信号经过计算机内部的应用软件,即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量,再经由 D/A 转换器将该数字量控制信号转换成模拟量;控制信号模拟量作用于执行机构触发器,进而控制双向晶闸管对沟通电压(220V)进行 PWM 调制,达到控制加热电阻两端电压的目的;电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小,从而调节炉温变化,最终达到计算机内部的给定温度
由于计算机控制系统中,数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的,所以很容易实现多种控制算法,修改控制算法的参数也比较方便
还可以通过软件的标准化和模块化,这些控制软件可以反复、多次调用
又由于计算机具有分时操作功能,可以监视几个或成十上百个的控制量,把生产过程的各个被控对象都管理起来,组成一个统一的控制系统,便于集中监视、集中操作管理
计算机控制不仅能实现常规的控制规律,而且由于计算机的记忆、逻辑功能和推断功能,可以综合生产的各方面情况,在环境与参数变化时,能及时进行推断、选择最合适的方案进行控制,必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预,这些都是传统模拟控制无法胜任的
在计算机控制系统中,可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能,使计算