《计算机控制技术》课程简介

第一篇：《计算机控制技术》课程简介

《计算机控制技术》课程简介

课程编号：04204055

课程名称：计算机控制/Computer Control

学分:2

学时：32

开课单位： 电气信息学院电气工程系

课程负责人：梁平

先修课程： 自动控制原理，微机原理与接口技术，考核方式： 闭卷考试

主要教材：《计算机控制系统》 李正军编著 机械工业出版社2005.1 参考书目：《计算机控制技术》薛弘晔等编著 西安电子科技大学出版社2003.7《微型计算机控制技术》黄一夫主编机械工业出版社1999.12 课程简介：

计算机控制课程主要讲授如何将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。

教学内容包括计算机控制系统的组成、分类和发展趋势，计算机控制系统数字量、模拟量输入输出通道的作用和构成，信号数字滤波和标度变换的方法以及应用，数字控制器的连续化和离散化两种设计技术，PID算法的数字实现方法以及应用，计算机控制系统总线技术，计算机控制系统的设计与实现

通过本课程的学习，使学生获得计算机控制系统的基本理论和基本应用技术，掌握各种数字控制技术的基本设计方法，初步具备分析和设计计算机控制系统以及将其应用于生产过程的能力。

起草人：梁平审核人：日期：2011 1

第二篇：计算机控制技术

一、填空题

1、所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。

2、计算机控制系统的工作原理的三个步骤：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出

3、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作出反应的特性。

4、计算机控制系统有哪几种典型类型：OIS、DDC、SCC、DCS、FCS、PLC5、工业计算机有哪些特点：可靠性高、实时性好、环境适应性强、模块化设计，完善的O/I通道、系统扩充性好、系统开放性好、控制软件包功能强。

二、作图题

1、作出计算机控制系统的组成框图

2、作出计算机制导控制系统（OIS）的系统框图

三、问答题

1、计算机总线大致可分为几类？其内部总线又可分为几类？

2、简述smith预估控制的基本思想。

3、常见的工业控制计算机总线体系结构有哪几种？

4、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法？

5、工业控制计算机系统的干扰来源有哪几类？各类干扰又有哪些具体形式？

6、现场总线的定义是什么？

四、论述题

1、论述DCS、FCS各自的含义是什么？

五、计算题

关于PID控制，要求：

1、写出模拟PID控制器的控制规律及其传递函数。

2、推导出位置式数字PID的控制算式。

3、推导出增量式数字PID的控制算式。

关于模糊控制

六、设计题

现要求用80C51单片机处理A、B、C三个输入信号，其中A为0-20V的交流信号，B为0-10mA的直流电流信号，C为0/24V的直流电压开关信号，要求得到A、B信号的幅值及C信号的状态。其中ADC采用ASC0809。请补充必要的电子元器件，并将元器件正确连接（可用网络符号）。

提示：交流信号？整流，开关

第三篇：计算机控制技术

《计算机控制技术》课程综述

09热工一班姚跃辉200910610118

计算机控制是自动控制理论与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。自动控制技术在许多工业领域获得了广泛的应用，但是由于生产工艺日益复杂，控制品质的要求越来越高，简单的控制理论有时无法解决复杂的控制问题。计算机的应用促进了控制理论发展，先进的控制理论和计算机技术相结合推动计算机控制技术不断前进。近年来，随着计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、网络与通信技术、微电子技术、CRT显示技术、现场总线智能仪表、软件技术以及自控理论的高速发展，计算机控制的技术水平大大提高，计算机控制系统的应用突飞猛进。利用计算机控制技术，人们可以对现场的各种设备进行远程监控，完成常规控制技术无法完成的任务，微型计算机控制已经被广泛地应用于军事、农业、工业、航空航天以及日常生活的各个领域。可以说，21世纪是计算机和控制技术获得重大发展的时代，大到载人航天飞船的研制成功，小到日用的家用电器，甚至计算机控制的家庭主妇机器人，到处可见计算机控制系统的应用。计算机控制技术的发展日新月异，作为现代从事工业控制和智能仪表研究、开发及使用的技术人员，必须不断学习，加快知识更新的速度，才能适应社会的需要，才能在工业控制领域里继续邀游。计算机控制系统是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。

计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机）来实现工业过程自动控制的系统。在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出时数字信号，而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号，因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比，计算机控制系统需要有莫属转换器和数模转换器这两个环节。

计算机把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设

定值上。这种系统称为闭环控制系统。

计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。

（1）数据采集系统

在这种应用中，计算机只承担数据的采集跟处理工作，而不直接参与控制。它对生产过程各种工艺变量进行巡回检测、处理、记录及变量的超限报警，同时对这些变量进行累计分析和实时分析，得出各种趋势分析，为操作人员提供参考。

（2）直接数字控制系统

计算机根据控制规律进行运算，然后将结果经过过程输出通道，作用到被控对象，从而使被控变量符合要求的性能指标。与模拟系统不同之处在于，在模拟系统中，信号的传送不需要数字化；而数字系统必须先进行模数转换，输出控制信号也必须进行数模转换，然后才能驱动执行机构。因为计算机有较强的计算能力，所以控制算法的改变很方便。

微型计算机控制技术是一门跨学科以及应用性、技术性、综合性都很强的专业技术课程，要求具备较强的自动控制理论、微型计算机原理、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础知识。通过学习，要求掌握计算机控制系统的控制原理和分析设计方法，具备基本的设计技能，能够设计出简单的计算机控制系统。学习该课程对我们工科专业的学生是十分重要而有用的。

09热工(1)班姚跃辉

第四篇：计算机控制技术课程论文要求-1

《计算机控制技术》课程论文要求

机械交通学院电气工程及自动化专业 072班 说明

《计算机控制技术》课程考试成绩由两部分组成：  课程论文：占总成绩的70%。

平时成绩：占总成绩的30%，根据课堂考勤、作业、及课程论文的参考文献评定成绩。论文题目自拟 3 论文要求

课程论文内容必须符合以下内容要求，否则成绩为不及格或无成绩。

1）论文内容和选题范围

 介绍一个计算机控制系统：详细说明其工作原理及特点。

 计算机控制系统的硬件平台：详细介绍该计算机控制系统的硬件平台，包括各组成部分的原理及作用。

 计算机控制系统的软件：绘出此计算机控制系统的程序流程框图，应用汇编语言编写相应的程序。要求程序在结构上必须合理，否则该项不予计分。

2）独立完成，不得完全抄袭。可引用他人及网上成果，但要说明出处。

3）如果课程论文雷同率超过50%，所有有关学生论文均视为抄袭，成绩评定不合格； 4）符合科技论文格式。5）篇幅要求：5～8页（A4）

6）提交要求：在要求期限前提交打印文档，评阅后合格后交打印文档及电子文档。7）提交截止时间：2010年11月20日 格式要求

注意：凡未明确指定的地方均采用word缺省设置。参照新疆农业大学机械交通学院课程论文格式。成绩评定依据

1）权重：课程论文中纸质论文按100分计，即满分为100分，占总成绩的70%；课堂考勤、作业各占15%。

2）评分依据：课程论文以内容的丰富程度与科学性、符合内容与格式要求为基准，所附图片的多少与精美程度为参考，参考文献电子文档以内容的丰富程度与科学性为准，所附图片的多少与精美程度为参考。课堂考勤、作业各占10%，以统计记录为准。

3）评分标准：课程论文符合内容要求得及格分（60分），好的递加，满分100分。4）所交论文不符合内容和格式要求者，不能得分，特别是“论文内容和选题范围”方面。

新疆农业大学

题

目: 课

程: 姓

名: 专

业: 班

级: 学

号: 指导教师:

课 程 论 文

职称:

200 年

月

日

题目（3号黑体）

作者及指导教师（小四宋体）

摘要：××××××××××××××××××（200—300字，小四宋体）××××××××××××××××ׄ„„

关键词：×××；××××；×××××；×××（3-5个，小四宋体）

Title（3号Times New Romar）

Name（小四Times New Romar）

Abstract： ××××××（小四Times New Romar，200—300个实词）××××××××××××ׄ„„

Key words: ×××；××××；×××××；×××（3-5个，小四Times New Romar）

前言（引言）： ×××××（标题用小四号黑体，其它文字用小四宋体）×××××××××××××××××ׄ„„

正文： ×××××（标题用小四号黑体，其它文字用小四宋体）×××××××××××××××××××××ׄ„„

结论：××××××（小四宋体）×××××××××××××××××××××××××××××××××××ׄ„„ 参考文献：

[1] 作者姓名，作者姓名.参考文献题目.期刊或杂志等名称，年份，卷数（期数）:起始页号～终止页号.[2] 刘凡丰.美国研究型大学本科教育改革透视[J].高等教育研究，2003，24(1):24～27.[4] 作者姓名.书名.地址：出版社，年份.[4] ×××（五号宋体，10篇以上；其中外文文献至少1篇, 五号Times New Romar）×××××××××ׄ„„

（说明：以上所有红色、蓝色文字仅供参考，学生在写作论文时请保留字体、字号，改写或删除掉文字，黑色文字请保留。每一页的上方(天头)和左侧(订口)分别留边25mm，下方(地脚)和右侧(切口)应分别留边20mm，页眉和页脚为0。论文题目使用黑体三号字，小标题使用黑体小四号字，正文使用宋体小四号字；首行缩进2个字符，行距为单倍行距，段前段后为0.5行，字符间距为标准。

第五篇：计算机控制技术学习体会

计算机控制技术学习体会

时间过得真快，不知不觉间，又有一门课程结课了。而通过本课程，我也学到了不少东西，同时也培养成了记笔记的好习惯。

一、主要内容

课上老师主要讲了数据通信技术、输入输出通道、控制算法的计算机实现、计算机监控系统常用软件以及毕业设计等内容。课程注重理论联系实际，从实际应用出发，为学生的毕业设计和将来的工作奠定基础。

其中，在数据通信技术方面，老师首先讲了数据通信中一些名词的基本概念，便于在后续学习过程中对一些名词的出现有一定的了解。然后讲了传输代码，就是将待传输的数据转换成二进制代码。这在我们以前的数字电子技术的学习过程中有所涉及，所以听起来很容易明白。还有像同轴电缆和双绞线这样的传输介质和对串行通信技术的更深一步的讲解。最后讲了无线通信技术（如ZigBee技术和GPRS技术等）和工业以太网。

在输入输出通道方面，先讲了接口部件数据缓冲、信号转换、驱动功能、中断管理等功能，接着是过程通道和I/O接口，还简要介绍了多路模拟开关和采样以保持。然后是A/D与D/A转换器，这是老师重点介绍的内容，因为A/D与D/A转换器是以后设计时的核心部分。这部分内容包括了A/D转换原理、各个管脚的作用、它的连接以及对它的编程。课后老师还让我们在网上查询一个A/D转换器以及它的详细数据，我查的是AD7887。通过查询，使我对各种转换器的认识与了解更进一步。还有对数字和模拟输入与输出通道的介绍，这在我们的数字电子技术和模拟电子技术中都有详细的介绍和计算。

在控制算法的计算机实现方面，首先将模拟原件和数字元件做了对比介绍，分别解释了模拟元件的优缺点和数字元件的优缺点，以及由模拟信号转换成数字信号的方法。接着是数字滤波方法：

1、算术平均值滤波

2、程序判断滤波

3、中值滤波。非线性补偿：

1、公式计算法

2、查表法

3、线性插值法。最后是控制系统的直接数字化设计法方面。其中讲了它的基本思想和优点，以及设计法的具体步骤和要求。

计算机监控系统常用软件技术方面，具体内容可分为办公类（WPS、office等）、学习类（CAD等）、游戏类（CS等）、应用软件、网络（IE、QQ、MSN等）。还有操作系统的发展史和编程语言，以及动态连技与嵌入技术、动态链接库、动态数据交换技术。

最后老师根据历届毕业生的结业设计实例给我们讲了微机控制系统设计步骤和在做毕业设计时需要注意的一些细节，让我们学到了很多。

二、学到的方法

通过本门课程的学习，我首先学会了一种记笔记的方法。这是一种很有效的笔记方法，看上去一目了然，在复习的时候也很容易记忆。虽然我没有记笔记的习惯，也没能将这种方法在别的方面应用，但在以后记笔记的时候首先想到的一定是这种方法。

除此之外，我还学会了如何查询集成电路芯片以及它各管脚的功能。在本门课程讲到A/D与D/A转换器时，老师让我们自己查一个A/D转换器。通过查询，我对A/D7887有了一个详细的了解。在一次模拟电子技术实验时，电路中出现了一个我们以前没学过的集成电路芯片，让我们自己安装，由于上课听的不怎么认真，对这个实验不怎么了解，一时间不知该怎么办。过了一会，突然想起了在计算机控制技术课程中老师让我们查的A/D转换器，想着应该和这个差不多，于是先找着集成芯片上的缺口，将芯片安装在了电路实验板上，然后上网查了它的各管脚的用途以及整个芯片的功能，最后结合电路图成功将实验圆满完成。还有在本课程中所学的模数转换的取样方法在模拟电子技术中同样也讲到了。由此可见，计算机控制技术不仅仅是对计算机的简单介绍，它其中的一些知识和应用方法对 别的课程也有所帮助，所以要细心品味书中的内容，对所学能容有一定的认识，在日后学习工作生活中注意和本课程的联系。尤其是在毕业设计时，本课程所学习的一些方法和理论一定能够用得上。

三、不明白的会否查参考文献

参考文献是优秀科技论文中必不考少的部分，参考着会对参考内容有更独到的理解，以加深自己对所学内容的印象。而在论文中，它的正确合理引用不仅可以反映论文研究工作的基础、创新性和学术水平，而且也表明作者的学术风格和学术水平。

本书（计算机控制技术 重庆大学出版社 何小阳主编）247页所列出的参考文献即本书在编写过程中所查阅的著作和报刊杂志。我们查阅才考文献，是为了加深对本课程内容的理解。在本课程学习过程中，我曾对数字滤波方法比较感兴趣，但又不是太明白，于是我在网上用我们学校的图书馆中的中国知网查了一下，有很多这方面的文献，我点击了“浅谈微机控制中的数字滤波方法（张辉 丹东师专学报 2000-12-25 期刊）”。在这里边，他对数字滤波作了更为详细的介绍。

其中，在数字滤波方面:

算数平均值法对信号的平滑程度完全取决于N。当N较大时,平滑度高,但灵敏度低;当N较小时,平滑度低,但灵敏度高。

在中值滤波方面：

设表首地址为DATA的N个数,先由小到大排列,再取中间1/3个数进行求平均运算,结果存放于SAMP单元。程序流程图如上。

四、以后面对问题如何解决

在工作中，每个人都会遇到很多问题，面对问题，我们应该如何解决、如何处理，如何把问题化小，最终把问题消除，这些都是值得探讨的。

有时问题与困难并非导致生活艰难的根本原因，而决定因素往往是你面对问题的心态，看待困难的角度不同造成了困难过后的结果不同，多数人苦恼的原因大多是因为他们面对问题时的负面、消极的情绪，而非困难本身。

通过课程学习，让我明白了面对问题要冷静思考解决的办法。首先要仔细检查问题产生的原因，最后再通过一切可能的办法将问题解决。

计算机控制技术结课作业

姓

名：张建国

学

院：机械学院

班

级：测控11-1

学

号：201110107021 主讲教师：徐刚