微機(jī)控制系統(tǒng)第一章

微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷程

第一階段：1965年以前的試驗(yàn)階段1954用計(jì)算機(jī)構(gòu)成開環(huán)控制系統(tǒng)1959在一家煉油廠第一次實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制1960實(shí)現(xiàn)監(jiān)督控制但1965年前都屬于單項(xiàng)工程試驗(yàn)階段，仍然采用模擬常規(guī)儀表的控制規(guī)律，沒有在本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，控制效果還不理想。第二個(gè)階段：1965到1972年的實(shí)用階段，由于小型機(jī)的出現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)控制數(shù)量迅速增長第三個(gè)階段：1972年到現(xiàn)在的發(fā)展階段出現(xiàn)了多種專用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)類型圖1-1某熱電廠鍋爐儀表集中控制室

圖1-2某熱電廠鍋爐計(jì)算機(jī)控制室

第一章緒論——計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)計(jì)算機(jī)控制的一般概念：經(jīng)典控制理論的局限性,現(xiàn)代控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合促進(jìn)了自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展.用計(jì)算機(jī)來取代傳統(tǒng)的控制器就形成了典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),就是利用計(jì)算機(jī)(通常稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),簡稱工控機(jī))來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。A/D控制規(guī)律計(jì)算程序D/A執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象被控量檢測裝置給定值反饋量計(jì)算機(jī)因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信息，所以無論是給定值還是反饋量都要先用A/D轉(zhuǎn)換器（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）將其變?yōu)閿?shù)字量后才能送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算。計(jì)算機(jī)的控制作用也需要經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而完成控制功能。典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1.1.2計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的含義所謂計(jì)算機(jī)控制，就是利用檢測裝置將被監(jiān)控對(duì)象中的物理參量（如溫度、壓力、液位、速度）轉(zhuǎn)換為電量（如電壓、電流），再將這些代表實(shí)際物理參量的電量送入輸入裝置中的A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字量，并且在計(jì)算機(jī)的顯示裝置中以數(shù)字、圖形或曲線的方式顯示出來，從而使得操作人員能夠直觀而迅速地了解被監(jiān)控對(duì)象的變化過程。

更重要的是，如果需要對(duì)被監(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行控制，則由計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用軟件根據(jù)采集到的物理參量的大小和變化情況以及按照工藝要求對(duì)該物理量的設(shè)定值進(jìn)行判斷，處理；然后在輸出裝置中輸出相應(yīng)的電信號(hào)，并且推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)機(jī)）動(dòng)作從而完成相應(yīng)的控制任務(wù)。

計(jì)算機(jī)還可以將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，隨時(shí)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和顯示并制作各種報(bào)表。1.1.3控制系統(tǒng)微機(jī)化的重要意義

計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，為控制系統(tǒng)帶來以下一些新特點(diǎn)和新功能：

1）自動(dòng)清零功能。

2）量程自動(dòng)切換功能

3）多點(diǎn)快速測控

4）數(shù)字濾波功能

5）自動(dòng)修正誤差。6）數(shù)據(jù)處理功能7）復(fù)雜控制規(guī)律8）多媒體功能9）通信或網(wǎng)絡(luò)功能10）自我診斷功能在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的作用主要有三個(gè)方面：

①信息處理，對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，輸入信號(hào)和根據(jù)控制規(guī)律的要求實(shí)現(xiàn)的輸出和偏差信號(hào)的計(jì)算工作量很大，采用模擬解算裝置不能滿足精度要求，因而需要采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；②用計(jì)算機(jī)的軟件程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的校正以保證控制系統(tǒng)具有所要求的動(dòng)態(tài)特性；③由于計(jì)算機(jī)具有快速完成復(fù)雜的工程計(jì)算的能力，因而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等高級(jí)控制功能及多功能計(jì)算調(diào)節(jié)。模擬控制系統(tǒng)的控制規(guī)律改變必須改變硬件電路，計(jì)控系統(tǒng)只需要更改軟件程序即可，靈活方便計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本控制過程用計(jì)算機(jī)代替原始控制器的優(yōu)點(diǎn):利用了計(jì)算機(jī)本身的運(yùn)算,邏輯處理和記憶等能力幫助我們完成更加復(fù)雜的控制規(guī)律。從本質(zhì)上講，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作過程可歸納為以下三步：（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)來自檢測裝置的被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行采集和輸入；（2）實(shí)時(shí)決策：對(duì)采集到的被控量進(jìn)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(shí)時(shí)控制：根據(jù)控制決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。完成系統(tǒng)控制任務(wù)或輸出其它有關(guān)信號(hào)，如報(bào)警信號(hào)等。上述過程不斷重復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)能夠按照一定的動(dòng)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行工作，并且對(duì)被控參數(shù)和設(shè)備本身出現(xiàn)的異常狀態(tài)及時(shí)監(jiān)督并作出迅速處理。

二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成:硬件和軟件

硬件指計(jì)算機(jī)本身、外部設(shè)備、操作臺(tái)、輸入通道、輸出通道、檢測裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象等，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

軟件指管理計(jì)算機(jī)的程序及系統(tǒng)控制程序等，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂。生產(chǎn)過程包括被控對(duì)象、測量變送單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣開關(guān)等裝置。1.1.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成

外部設(shè)備操作臺(tái)輸入通道檢測裝置輸出通道執(zhí)行機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)被控對(duì)象計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成——硬件I/O接口和通道是計(jì)算機(jī)和外部連接的橋梁。傳感器的功能是把各種非電學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，變送器是將傳感器得到的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于計(jì)算機(jī)接口使用的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)(0~10mADC)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成——軟件軟件是指能完成各種功能的計(jì)算機(jī)程序的總和。它是微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，整個(gè)系統(tǒng)的工作都是在程序的指揮下進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的。軟件通常分為兩大類：一類是系統(tǒng)軟件，另一類是應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件指為提高計(jì)算機(jī)使用效率，擴(kuò)大功能，為用戶使用，維護(hù)和管理計(jì)算機(jī)提供方便的程序總稱。包括操作系統(tǒng)，語言加工系統(tǒng)和診斷系統(tǒng)等，具有一定通用性，一般由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家提供。應(yīng)用軟件是用戶根據(jù)需要解決的實(shí)際問題編寫的各種程序，在計(jì)控系統(tǒng)中指完成各種任務(wù)的程序：控制程序，數(shù)據(jù)采集及處理程序，巡回檢測及報(bào)警程序計(jì)算仙機(jī)控液制系蹄統(tǒng)的辭特點(diǎn)運(yùn)算脅速度約快，揮精度學(xué)高，征可以沖實(shí)現(xiàn)度一些觸常規(guī)旁系統(tǒng)搭無法垃實(shí)現(xiàn)拜的控曉制規(guī)誰律：卡多變臂量控綱制，踢非線之性控島制，裂自適浸應(yīng)控胖制等控制館規(guī)律梅大部嫩分用匠軟件挺來實(shí)廁現(xiàn)，貨容易吉修改婚，成占本較申低，坊靈活裂性好管?？梢詻_實(shí)現(xiàn)肚分時(shí)嚴(yán)控制田，一齡臺(tái)計(jì)科算機(jī)氣可以錘同時(shí)準(zhǔn)控制腦多個(gè)罵回路弟，性誕價(jià)比辱高。由于痕采取算了一疊些抗昌干擾悟，抗棕噪聲鍵的方翠法和艷容錯(cuò)語等技晨術(shù)，受可靠奴性高計(jì)算慈機(jī)具肅有監(jiān)撕控，渠報(bào)警蜘等功父能，蹄可維箱護(hù)性秧好一個(gè)乳簡單計(jì)算研機(jī)控何制系地統(tǒng)的胞工作舉原理上述摩溫度壟監(jiān)控錘計(jì)算忙機(jī)系礎(chǔ)統(tǒng)對(duì)兇生產(chǎn)懼過程釋實(shí)現(xiàn)櫻自動(dòng)炸控制鄙可以椒分解壁為四拾個(gè)過贊程：1）生坊產(chǎn)過翅程的叨被控涉參量息（過損程信鍛號(hào)）另通過萍測量意環(huán)節(jié)尼轉(zhuǎn)化總為相技應(yīng)的另電量啟或電倉參數(shù)超，再岔由變川送器徹或放沃大器筑變換份成標(biāo)芬準(zhǔn)的然電壓什信號(hào)績或電朵流信庸號(hào)；2）電歐壓信育號(hào)或芬電流造信號(hào)堂經(jīng)過A/鎮(zhèn)D轉(zhuǎn)換談后變薯成計(jì)寶算機(jī)拌可以艙識(shí)別最的數(shù)雷字信廈號(hào)，航并將問其轉(zhuǎn)鴨換為成人們雙易于友理解狼的工攻程量罩（測攏量值麻）；3）計(jì)震算機(jī)曉根據(jù)沿測量鹿值與款給定后值的羞偏差舞，按層一定迫的控馬制算俊法輸拼出控胖制信蜜號(hào)；4）控世制信擺號(hào)作洞用于廣執(zhí)行色機(jī)構(gòu)啄，通盲過調(diào)斃節(jié)物悄料流甩量或幟能量弦的大少小來向?qū)崿F(xiàn)悉對(duì)生氣產(chǎn)過休程的白調(diào)節(jié)沙。第二滔節(jié)拌計(jì)算同機(jī)在賞控制瞎中的臉典型車應(yīng)用壘方式補(bǔ)（計(jì)耗控系場統(tǒng)的匠分類薯）（1）操布作指棒導(dǎo)控講制系般統(tǒng)該系雕統(tǒng)屬息于開港環(huán)控哲制結(jié)飾構(gòu)。眨計(jì)算度機(jī)根使據(jù)一元定的榨控制戀算法曬，依懸賴測跳量元架件測樣得的差信號(hào)忍數(shù)據(jù)肅，計(jì)館算出葉的最尖優(yōu)操守作條構(gòu)件及妙操作設(shè)方案腎，供操好作人吉員選腔擇，操蘇作人顯員根挑據(jù)計(jì)勻算機(jī)貪輸出沉的信剛息去撐改變循調(diào)節(jié)墨器的書給定膚值或脂直接環(huán)操作挪執(zhí)行他機(jī)構(gòu)趴。是一紛種半軌自動(dòng)康的系陣統(tǒng)，徑需要揭人員父的參右與，紅由操撲作員美去控陶制執(zhí)季行機(jī)菌構(gòu)操作蹦指導(dǎo)搭控制訪系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)戒是結(jié)好構(gòu)簡休單，顯控制窄靈活飄，安封全。燈缺點(diǎn)護(hù)是需禿要人弟工操測作，是速度佩受限植制，囑不適什用于灣快速恨過程劈燕和多沸個(gè)對(duì)佳象的彼控制適用游于一懲些尚工未摸減清規(guī)檔律正著處于屢摸索集階段宰的控槽制系妙統(tǒng)，項(xiàng)是計(jì)震算機(jī)莫控制嗽的初坊級(jí)階遷段。（2）直屢接數(shù)僻字控持制（Di日re頂ct錢D蘇ig倦it矮al峽C土on桐tr筐ol）系姿統(tǒng)DD治C系統(tǒng)屬于等計(jì)算忙機(jī)閉車環(huán)控朋制系招統(tǒng)。帶計(jì)算久機(jī)首央先通鬼過模倦擬量覽輸入閃通道促（AI）和甚數(shù)字龜量輸余入通露道（DI）實(shí)辦時(shí)采喬集數(shù)板據(jù)，例然后曲按照翅一定斷的控隨制規(guī)度律進(jìn)少行計(jì)摟算，鉛最后僚發(fā)出攜控制省信息棉，并燙通過愁模擬緞量輸秘出通垮道（AO）和旨數(shù)字展量輸嶼出通亭道（DO）直賄接控惡制生嬸產(chǎn)過名程。易可以完全躺取代涉模擬滾控制型器，通嬌過改功變程怠序就詠可以姓完成破各種云復(fù)雜什的控既制規(guī)魔律外設(shè)操作文臺(tái)計(jì)算遼機(jī)D/兆A轉(zhuǎn)換保持爸器執(zhí)行驢機(jī)構(gòu)被控對(duì)象檢測乘裝置A/田D轉(zhuǎn)換3）監(jiān)介督控普制（Su太pe幅rv速is錄or篇y藍(lán)Co犧mp襲ut常er匯C李on咱tr斤ol柿)系統(tǒng)DD士C中，鄭對(duì)生籠產(chǎn)過專程產(chǎn)喚生直婚接影吊響的鍛被控勒參數(shù)給定華值是預(yù)喇先設(shè)命定，育存入樸計(jì)算隸機(jī)內(nèi)乳存。息它不縫能根穿據(jù)生霸產(chǎn)過宰程條風(fēng)件和鉤生產(chǎn)靠工藝撕的變拋化及父時(shí)地店修改猾，因他此DD鴉C系統(tǒng)含無法槳使生荒產(chǎn)過押程處失于最俊優(yōu)狀宇態(tài)。監(jiān)督北控制(S扎CC德)中，破計(jì)算鑄機(jī)根扎據(jù)原附始工巷藝信茂息和鞭其他艙的參吧數(shù)，按照咸描述跟生產(chǎn)呢過程址的數(shù)糊學(xué)模吊型或眠其他褲方法件，自秋動(dòng)地臣改變測模擬足控制振器或DD儀C計(jì)算濤機(jī)中鐮的給載定值伸，從而藥使生目產(chǎn)過鑒程始沒終處壘于最腰優(yōu)工拐況（纏如保爺持高幫質(zhì)量犯、高記效率賓、低掌消耗傳、低上成本趕等等償）。從這豈個(gè)角組度上現(xiàn)說，刺它的井作用鄭是改隙變?cè)O(shè)工定值漫，又漸稱為野設(shè)定玻值控摸制SP希C(另Se神tPo飼in忽t壺Co撿nt溉ro關(guān)l)掉.有兩城種類些型：SC哨C+模擬吵控制逃器；SC貨C+令DD笑CSc閉c+模擬清調(diào)節(jié)悄器Sc爐c+帝DD是C計(jì)算賊機(jī)D/稼A轉(zhuǎn)換保持海器執(zhí)行農(nóng)機(jī)構(gòu)被控對(duì)象檢測堪裝置A/電D轉(zhuǎn)換SC期C模擬巴控制際器計(jì)算似機(jī)D/成A轉(zhuǎn)換保持名器執(zhí)行音機(jī)構(gòu)被控對(duì)象檢測幕裝置A/織D轉(zhuǎn)換SC梨CDD率C計(jì)算近機(jī)兩種SC底C系統(tǒng)案比較SC濕C+模擬痛調(diào)節(jié)剃器的辱控制奏系統(tǒng)惹：計(jì)抓算機(jī)速計(jì)算厲出的洗最優(yōu)戚設(shè)定薪值送屆入模遼擬調(diào)冠節(jié)器捷進(jìn)行耗后續(xù)閥控制殿，當(dāng)SC果C計(jì)算朱機(jī)發(fā)鉆生故車障時(shí)心，可盲由模松擬調(diào)筋節(jié)器王獨(dú)立話執(zhí)行貫控制制任務(wù)詢，變嫩為傳圈統(tǒng)的撿控制掙方式SC企C+戀DD珍C實(shí)際營上采知用了握兩級(jí)閥計(jì)算誓機(jī)控康制，扮工作丟可靠雹性更燈高，渣當(dāng)SC農(nóng)C出故領(lǐng)障時(shí)陳，可乖以由媽下級(jí)默的DD嶼C進(jìn)行衛(wèi)控制速，并首且因浮為SC擠C不參壘與直絡(luò)接的肆輸出冰控制暑，所急以可良以有因時(shí)間鎮(zhèn)進(jìn)行嬸更加投復(fù)雜億的運(yùn)帽算分級(jí)枯計(jì)算庸機(jī)控些制系藍(lán)統(tǒng)實(shí)際父生產(chǎn)桌過程慚中除撞了大寧量的碼控制智問題砌，還稀存在愉很多駛管理怎問題征。工秒業(yè)設(shè)朋備分士布于恢不同道的區(qū)介域，拘各設(shè)歪備往芳往是卷并行期工作榴，相籌互獨(dú)粱立。需真正小自動(dòng)板化的初工廠示應(yīng)該味有一蹦個(gè)系捷統(tǒng)擔(dān)五負(fù)起六管理垂的任些務(wù)。飼于是室出現(xiàn)劑了分雕級(jí)計(jì)腿算機(jī)應(yīng)控制歡系統(tǒng)分級(jí)鋤計(jì)算阻機(jī)控梅制系的統(tǒng)是流一個(gè)謙四級(jí)影系統(tǒng)凡，各槐級(jí)計(jì)撈算機(jī)接的功貴能如圖所示稠。裝置哨控制鄉(xiāng)豐級(jí)（DD秋C級(jí)）車間搖監(jiān)督哄級(jí)（SC妥C級(jí)）工廠步集中誼控制研級(jí)（MI錄S）企業(yè)斧管理握級(jí)（MI陷S）特點(diǎn)釘：①分散碰過程咱控制泳級(jí)：割這是盒最底匯層，釀直接已和現(xiàn)礦場控矩制點(diǎn)沿打交老道；②集中勻操作豈控制銹級(jí)：體集中薦在控框制室慮通過絡(luò)顯示直屏等齡幾種蘆監(jiān)控跨、操怎作③綜合爽信息妥管理愚級(jí)：慣實(shí)現(xiàn)變整個(gè)還企業(yè)怠的綜打合信氣息、限管理廈，主崗要執(zhí)睛行生少產(chǎn)管敵理和濁經(jīng)營剝管理獅功能暢，能遷夠提氏供管燥理決侵策信恩息。DD免C處于戀分級(jí)屢控制捕的底竭層，倡用于碰管理毀的計(jì)熊算機(jī)罷在上菊層，視各種蓮類計(jì)居算機(jī)碗之間容采用羞高速繡通信滑線路谷互相班連接狹，傳柏遞信訂息，豎協(xié)調(diào)很工作晨。SC饒C既要碌實(shí)現(xiàn)撈一些花高級(jí)握的控槽制又童要向計(jì)上級(jí)宰計(jì)算臉機(jī)反蓬饋信陷息。這種西系統(tǒng)涼將控檢制任尤務(wù)分片散，聽用多弦臺(tái)計(jì)遼算機(jī)鼠分別咱執(zhí)行泰不同革的任膀務(wù)，陜既能敬控制促又實(shí)銳現(xiàn)了深管理紀(jì)工作漸。2.計(jì)算仍機(jī)控俘制理伯論的躍發(fā)展激過程計(jì)算頂機(jī)控述制系皺統(tǒng)理哪論主瓦要包聰括離散慚系統(tǒng)廣理論和采樣萍系統(tǒng)激理論。離散棚系統(tǒng)溉理論鄉(xiāng)豐主要琴指對(duì)掠離散石系統(tǒng)葡進(jìn)行鳳分析創(chuàng)和設(shè)譜計(jì)的讓各種勢方法危的研搖究。嚷包括掘：（1）差很分方互程及z變換賞理論伯；（2）常決規(guī)設(shè)賊計(jì)方圖法；（3）按萍極點(diǎn)阻配置熟的設(shè)萄計(jì)方拍法；（4）最抱優(yōu)設(shè)羞計(jì)方概法；（5）系鄉(xiāng)豐統(tǒng)辨勾識(shí)及赴自適妻應(yīng)控?fù)苤?。……采樣航系統(tǒng)灣理論采樣帝系統(tǒng)芹理論竭除了識(shí)包括澤離散迎系統(tǒng)隨的理黃論外夾，還嚇有以衛(wèi)下內(nèi)死容：（1）采菌樣理眠論-香農(nóng)嘗采樣潑定理恭。（2）連紫續(xù)模拒型及法性能宰指標(biāo)勾的離路散化單。（3）性柿能指球標(biāo)函腔數(shù)的奏計(jì)算駱。（4）采饅樣控塔制系社統(tǒng)的擁仿真憂。（5）采暴樣周裝期的餓選擇利。（6）數(shù)趴字信趁號(hào)整畏量化洞效應(yīng)濱的研忠究。二、令計(jì)算思機(jī)控在制系非統(tǒng)的篇發(fā)展陸趨勢1．可爸編程憂控制奇器：可編虜程控襯制器賺（Pr甩og輩ra壯mm峰ab貼le觸C咬on懂tr鹽ol站le儀r，簡攤稱PC），沿也可孟稱之雁為可蹈編程忘邏輯你控制抄器(P稀ro虎gr斃am艙ma腫bl偽e亦Lo頸gi修c破Co駝nt少ro逐ll她er，簡斧稱PL穴C），是一棒種專油為工團(tuán)業(yè)環(huán)求境應(yīng)衡用而億設(shè)計(jì)灘的計(jì)泄算機(jī)輸控制廊系統(tǒng)胸。它努具有晝可靠暮性高例、編擾程靈國活簡孤單、頓易于粗?jǐn)U展旅和價(jià)憤格低趣廉等錦許多蒸優(yōu)點(diǎn)約。隨著PL春C的發(fā)刑展，默它除淹了具昏有邏輯舅運(yùn)算危、邏筒輯判輛斷等功特能外統(tǒng)，還柿具有數(shù)據(jù)超處理沫、故股障自迅診斷辦、PI寧D運(yùn)算控及網(wǎng)麗絡(luò)等史功能，不蠢僅能敲處理著開關(guān)桌量，差而且貓還能夠虜實(shí)現(xiàn)廚模擬沈量的懲控制紡，多站臺(tái)PL捧C之間冷可方污便地火進(jìn)行析通訊云與聯(lián)植網(wǎng)。目擠前從治單機(jī)處自動(dòng)民化到粱工廠逆自動(dòng)裙化，物從柔仙性制膚造系鳥統(tǒng)、叮機(jī)器牙人到患工業(yè)鴨局部朽網(wǎng)絡(luò)愚都可憲以見亞到PL盲C的成加功應(yīng)藏用。2．集烘散控低制系艷統(tǒng)集散困控制粒系統(tǒng)渠就是禿分布茶式控村制系診統(tǒng)（DC儲(chǔ)S），甜發(fā)展坑初期潛以實(shí)鉗現(xiàn)分壞散控膊制為顧主，20世紀(jì)80年代跡以后業(yè)，集仇散控舍制系京統(tǒng)的丹技術(shù)鋤重點(diǎn)堤轉(zhuǎn)向全系群統(tǒng)信繡息的窗綜合望管理頃，使革其具及有分析散控靠制和狗綜合忘管理粱兩方構(gòu)面特懲征，因甩此稱乘為分放散型如綜合資控制公系統(tǒng)晌，簡噴稱為貫集散懸控制王系統(tǒng)牧。目溉前，慌在過爸程控伏制領(lǐng)均域，釀集散干控制混系統(tǒng)譽(yù)技術(shù)柳已日斑趨完說善而制逐漸敵成為悟被廣肌泛使往用的腦主流遵系統(tǒng)良。3.計(jì)算掛機(jī)集私成制抵造系鍋統(tǒng)計(jì)算百機(jī)集劍成制瞧造系救統(tǒng)（Co椒mp唇ut潮er亮I怕nt恐eg晚ra獲te休d將Ma燙nu竄fa洞ct迅ur姨e燥Sy銹st墳em筍,簡稱CI拌MS）是面皺向制近造業(yè)太的集鉛成自垃動(dòng)化耀系統(tǒng)，是罰計(jì)算虜機(jī)技欺術(shù)、馳自動(dòng)魯化技絲式術(shù)、宏制造貍技術(shù)戚、管悲理技丑術(shù)和截系統(tǒng)另工程豈等多到種技稼術(shù)的搜綜合多和全委企業(yè)侄信息知的集袍成，莖包括朋了生產(chǎn)跟設(shè)備略與過堡程控習(xí)制、魚自動(dòng)伐化裝由配與號(hào)工業(yè)命機(jī)器預(yù)人、識(shí)質(zhì)量減檢測規(guī)與故軟障診姑斷、CA鞋D與CA突M、立凝體倉呈庫與拐自動(dòng)期化物微料運(yùn)怪輸、下計(jì)算脆機(jī)輔燈助生貴產(chǎn)計(jì)偏劃制撫定、紗計(jì)算聯(lián)機(jī)輔窄助生貴產(chǎn)作啦業(yè)調(diào)復(fù)度、奪辦公徐自動(dòng)離化與延經(jīng)營閑輔助代決策銅等內(nèi)涌容。與計(jì)狐算機(jī)升集成福制造后系統(tǒng)截相類懲似，先在石孝化、搶冶金屢等流誼程工輕業(yè)中善具有皺廣闊客應(yīng)用療前景炎的是獄計(jì)算烈機(jī)集復(fù)成過駱程系減統(tǒng)（Co憲mp架ut悠er省I商nt薄eg燙ra溫te覺d橡Pr對(duì)oc逃es途s螞Sy猛st拼em梯,簡稱CI晝PS）。4.嵌入促式系腦統(tǒng)嵌入訴式系侵統(tǒng)是將一皆個(gè)微割型計(jì)囑算機(jī)巧嵌入銹到一抬個(gè)具黑體應(yīng)沈用對(duì)昌象的勾體系女中，周實(shí)現(xiàn)勾應(yīng)用華對(duì)象防智能畫化控在制的蘋計(jì)算虜機(jī)控叔制系蒙統(tǒng)。這事樣的濱應(yīng)用皇對(duì)象巾從MP浴3、手勿機(jī)等嚼微型摸數(shù)字子化產(chǎn)底品，僑到智骨能家穿電、像車載格電子朽設(shè)備哀、智劑能醫(yī)茄療設(shè)茅備、吩智能肌工具括、數(shù)販字機(jī)秤床、骨各季種機(jī)已器人竄、網(wǎng)湊絡(luò)控錢制等斜各個(gè)擾領(lǐng)域舌。嵌入牲式系死統(tǒng)以糠其成本殃低、涌體積盟小、腔功耗愈低、惜功能纏完備嶺、速桑度快必、可敢靠性亭好等特桃點(diǎn)在械諸多周的領(lǐng)斗域體炮現(xiàn)出襖強(qiáng)大般的生摔命力脾，也貧使計(jì)疼算機(jī)徐控制廟技術(shù)探在這痕些領(lǐng)麻域獲候得了脆更加價(jià)廣泛罰的應(yīng)凡用。沙與通河用計(jì)刷算機(jī)學(xué)在技料術(shù)上標(biāo)追求陜高速皺運(yùn)行刊、海結(jié)量存扁儲(chǔ)等歲性能貓不同瓜，嵌入?yún)R式計(jì)韻算機(jī)拉控制斜系統(tǒng)蠻的技醫(yī)術(shù)要有求是穩(wěn)對(duì)對(duì)共象的磁智能搞化控信制能愚力、記嵌入輝性能揚(yáng)和控單制的舒可靠聰性。5.網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)控制近系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)魚控制傷系統(tǒng)傷是以網(wǎng)絡(luò)獨(dú)為媒軍介對(duì)鍛被控糖對(duì)象次實(shí)施燭遠(yuǎn)程隊(duì)控制召、遠(yuǎn)尊程操仇作的灰一種意新興托的計(jì)句算機(jī)乒控制姨系統(tǒng)養(yǎng)。在這泛類系腹統(tǒng)中久，管能理決退策、我資源佛共享長、任聚務(wù)調(diào)吃度、愈優(yōu)化挨控制即等上罪層機(jī)狂構(gòu)可恢以方衫便地芽與各饒種現(xiàn)翠場設(shè)貨備或拌裝置彎連接啟在一育起，內(nèi)從而浩實(shí)現(xiàn)糾全系勺統(tǒng)的微整體搖自動(dòng)占化和謀性能物優(yōu)化倘，另外語，在抬人不勾易操鐵作或型無法閃到達(dá)棒的場出合，貌可以漆采用燙基于婆網(wǎng)絡(luò)渠的遙此控方濱式實(shí)怠現(xiàn)有艦效的廊控制貧，如訓(xùn)強(qiáng)核發(fā)輻射切下、期深海臥作業(yè)帖、小倆空間廚范圍役內(nèi)的犧作業(yè)海等。在一敏些特乞殊的另場合劣，網(wǎng)威絡(luò)控眠制也沸顯示邁出明椅顯的庸優(yōu)勢篇，如血用于管醫(yī)療咐領(lǐng)域稀的遠(yuǎn)禮程病賽理診餃斷、聽專家閃會(huì)診坊、遠(yuǎn)餓程手滋術(shù)等啟。在酒不久特的將燥來，紅多數(shù)值電器鑒都會(huì)蹦有上靜網(wǎng)的漫功能蕩，可守以通雁過網(wǎng)磚絡(luò)對(duì)癢電器丙實(shí)施波遙操愉作。現(xiàn)場誼總線呆控制坑系統(tǒng)現(xiàn)場涂總線炒控制牙系統(tǒng)或（FC隙S），僻是新塊一代水分布脂式控耀制結(jié)個(gè)果。翁它改朝進(jìn)了DC頌S系統(tǒng)屢成本贈(zèng)高和盛產(chǎn)品酸通訊住標(biāo)準(zhǔn)晝不統(tǒng)巾一造駛成的知不能券互聯(lián)礦等弱撫點(diǎn)，堵采用霸工作良站——現(xiàn)場移總線銳智能溪儀表折的二桃層結(jié)通構(gòu)模胳式。愈降低析成本間，提甩高了冊(cè)可靠爹性。主要景有五走種：CA池N總線研（co富nt編ro咐ll膨er度a角re偷a極ne眼tw狂or冤k,控制醫(yī)器局誰域網(wǎng)腸絡(luò)）LO討NG脹WO膀RK杜S總線(l滾oc引al營o秧pe知ra雁ti康ng罵n沖et怒wo太rk局部吹操作際網(wǎng)絡(luò))PR爐OF鍵IB慘US傭(趣pr沒oc決es齊s亞fi魚el修d坊bu弓s過程借現(xiàn)場值總線)HA民TR總線仁（可秀尋址抓遠(yuǎn)程艷傳感孝器數(shù)頃據(jù)網(wǎng)之絡(luò)）FF總線哨（基劫金會(huì)番現(xiàn)場懼總線援）實(shí)用燙計(jì)算巾機(jī)控踐制設(shè)符備介叼紹美國盤羅克瓦韋爾咸（Ro悲ck遵we視ll）公塔司主要程產(chǎn)品雄：1邏輯瞧控制企產(chǎn)品孫：各疤種可坊編程役控制犁器2運(yùn)動(dòng)輕控制疏產(chǎn)品攀：高立，中墊，低未壓變陷頻器萌，電狡機(jī)驅(qū)災(zāi)動(dòng)和趕軟啟指動(dòng)控哈制器劫，機(jī)輝械動(dòng)忘力傳桿輸設(shè)游備等日本遍歐姆尊龍公睬司（OM廣RO逼N）：全球融知名膠的自藝動(dòng)化秘設(shè)備惜和電匙子設(shè)要備制薯造生回產(chǎn)商殼，核計(jì)心產(chǎn)森品是算各種PL鋤C和各恭類傳際感器中國疊研華捏公司享：各類覺數(shù)據(jù)亞采集忽卡，串控制大卡等本課低程特成點(diǎn)集中聾描述僵了自泉?jiǎng)踊輰W(xué)科承的知亂識(shí)結(jié)俱構(gòu)具有須綜合立性，臨應(yīng)用么性和倘實(shí)踐尼性設(shè)計(jì)袋要素栗的綜煙合：硬件題和軟助件的干綜合鴿，原燈件和削系統(tǒng)撞的綜有合，蘋弱點(diǎn)薯和強(qiáng)滾電的盼綜合導(dǎo)，模爆擬信庭號(hào)與警數(shù)字中信號(hào)戴的綜興合，拿，算蠅法研膀究與陰程序源實(shí)現(xiàn)帝的綜本合設(shè)計(jì)杠過程沒綜合求：從方盤案選味擇，兄硬件淺設(shè)計(jì)秘，算蒜法設(shè)輔計(jì)，調(diào)軟件故編程符到調(diào)越試通策過相關(guān)景課程皇的綜安合:電路姿理論喜，數(shù)特電，忽模電促，自換控理變論，磁信號(hào)臨系統(tǒng)搶，微短機(jī)原竹理與游接口光，匯碎編語反言，帝傳感蛛與檢腹測應(yīng)用蘋性實(shí)踐翅性計(jì)控比系統(tǒng)尚中的志信息閑轉(zhuǎn)換計(jì)算脊機(jī)只秤能處快理數(shù)隨字信群號(hào)，姨而計(jì)唱控系吐統(tǒng)中下需要莊控制丈，處訴理的犬大都抓是模請(qǐng)擬信璃號(hào)。臥將兩蓬套信稠息結(jié)忍合在多一個(gè)催系統(tǒng)深中，亞必定絮需要畢進(jìn)行段信息晶的轉(zhuǎn)路換模擬斷信號(hào)步：時(shí)鮮間和貼幅值訓(xùn)都是庸連續(xù)生的信掌號(hào)數(shù)字勢信號(hào)固：時(shí)率間和眠幅值睛都是攜離散查的信扁號(hào)模擬器信號(hào)改通過全采樣裕，量斧化后開可以夕轉(zhuǎn)換示成數(shù)聲字信椒號(hào)，欣這也轉(zhuǎn)是A/閥D轉(zhuǎn)換宏器的輔基本歡原理采樣良：利見用采寧樣開擱關(guān)，棵將模供擬信牲號(hào)按默照一澇定的就時(shí)間綱間隔核重復(fù)雪開閉博抽樣泥后變柴為離慨散信余號(hào)的稅過程領(lǐng)。采劉樣開筑關(guān)重果復(fù)開唱閉的槍時(shí)間環(huán)間隔達(dá)稱為歸采樣超周期供。量化蟻：用鞋一組但二進(jìn)丟制代脂碼逼算近離蕩散信身號(hào)的問幅值謝從而廚轉(zhuǎn)換成為數(shù)奶字信愈號(hào)。1.信2信號(hào)始的采島樣與捕恢復(fù)典型閉的計(jì)鏟算機(jī)套控制朝系統(tǒng)咽的結(jié)旋構(gòu)如惜圖所不示r(t)A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字控制器(計(jì)算機(jī))y(t)u(t)u*(t)u(kT)e(kT)D/A轉(zhuǎn)換保持器被控對(duì)象采樣器e*(t)e(t)離散看信號(hào)數(shù)字駁信號(hào)數(shù)字壩信號(hào)離散幅信號(hào)模擬蛋信號(hào)模擬質(zhì)信號(hào)計(jì)算搖機(jī)控衡制系坑統(tǒng)的冬動(dòng)態(tài)勻特性杏由采樣遭器，糾保持含器和尺數(shù)字餃控制貓器（計(jì)算嘉機(jī)）泳的結(jié)落構(gòu)形績式和控豎制規(guī)匹律決貨定。是研龜究的尤主要姜對(duì)象甚。A/缸D和D/拴A轉(zhuǎn)換沫器的坊分辨屬率影掙響系馬統(tǒng)的谷穩(wěn)態(tài)鄉(xiāng)豐精度不影撥響動(dòng)詢態(tài)指依標(biāo)，拋為了退突出疤重點(diǎn)剝，只討老論影抽響系華統(tǒng)動(dòng)法態(tài)特鵝性的袋基本抽問題誰，假蠢設(shè)A/冬D和D/滿A轉(zhuǎn)換票器的竄分辨介率足歇夠高收。上圖宇可以久簡化信號(hào)肢的采佛樣過貍程在計(jì)砍算機(jī)救控制垃系統(tǒng)幣中，機(jī)信號(hào)倒以脈沖挺序列錘或數(shù)顫字序齒列的方營式傳活遞。幸把連貢續(xù)信紛號(hào)變泄為數(shù)校字信超號(hào)的岸過程肯叫采定樣過陶程，夠?qū)崿F(xiàn)究采用沸的裝膊置是芬采樣由開關(guān)釘。計(jì)算戀機(jī)對(duì)曬某個(gè)教隨時(shí)徒間變嘉化的敞模擬御量進(jìn)練行采顛樣利既用的詞是由還定時(shí)巾器控皺制的狂開關(guān)碼，每央隔一欲段時(shí)秋間使朝開關(guān)午閉合士一次改從而猜得到棕一個(gè)喇連續(xù)插信號(hào)五在某剪個(gè)時(shí)離刻的茫瞬時(shí)巷值。遲隨著愚開關(guān)軌的不移斷重粗復(fù)閉浩合，圈我們過可以左得到伴一系擔(dān)列開關(guān)棍閉合答時(shí)刻監(jiān)的連讓續(xù)信飯?zhí)柕膿焖矔r(shí)藏值，于聰是一柔個(gè)連西續(xù)信告號(hào)f(臂t)可以偵演變載為采錄樣信震號(hào)f*土(t巾)。開羅關(guān)重稠復(fù)閉畝合的橡時(shí)間征間隔T為采裂樣周幫期。理想嗓的采戒樣開洲關(guān)應(yīng)桑該是擴(kuò)閉合星和打齊開這省個(gè)動(dòng)撓作都陳在瞬耽間完啟成。頌但實(shí)蔥際中界的電蹦子開嗚關(guān)不掩可能澤滿足貓這個(gè)話要求常。只算是因圓為開對(duì)關(guān)動(dòng)漠作時(shí)僻間相扯對(duì)于勵(lì)采樣優(yōu)間隔緞來說弓是很后短的轟，我碼們把拘它近店似為川理想選開關(guān)f(聾t)f*倡(t弊)采樣迷開關(guān)連續(xù)裳信號(hào)脈沖晴序列對(duì)于毒實(shí)際旨系統(tǒng)甩，當(dāng)t<0時(shí)，f(t)=0，f(鍬t)f*尊(t廟)0T2T3T0T2T3T采樣奴定理計(jì)算始機(jī)控筆制系時(shí)統(tǒng)是善利用蔽離散蝕的信肚號(hào)進(jìn)低行控革制運(yùn)各算，隊(duì)這就概帶來田一個(gè)柿問題鍵：采用上離散輸信號(hào)攀能否防實(shí)施執(zhí)有效預(yù)的控?cái)R制，憐或者妻連續(xù)濾信號(hào)碰所含羨的信寧息能哪否由而離散困信號(hào)港表示謹(jǐn)，或遠(yuǎn)者從傲離散故信號(hào)懼能否潮一定肚能代早表原園來的牢連續(xù)憂信號(hào)外。例如塵：有圓兩個(gè)林不同秒的連庭續(xù)信歐號(hào)f1(t)和f2(t)，假設(shè)晌選擇轎采樣鋸周期淚都為T，如圖1.寨15所示竄，從壺圖中騙可以董看出晌，f1(t)和f2(t)具有秘相同斬的采偉樣信束號(hào)f*(t)，這說翻明f*(t)未必近能完怠全反真映或蠟近似懶的反閑映連禁續(xù)信討號(hào)。tf(t)f*(t)f2(t)f1(t)1．香涌農(nóng)(Sh懲an槳no丘n)采樣午定理一個(gè)繁連續(xù)晴時(shí)間撈信號(hào)f(t)，設(shè)其織頻帶痛寬度紫是有摸限的旱，其備最高罰頻率堅(jiān)為ωma奮x(或fma箭x)，如果倉在等殺間隔黨點(diǎn)上堆對(duì)該佳信號(hào)f(t)進(jìn)行銷連續(xù)焦采樣駁，為竟了使密采樣宿后的滅離散糕信號(hào)f*(t)能包慨含原頓信號(hào)f(t)的全誼部信競息量針。則憲采樣妥角頻胸率只僚有滿擾足下滿面的抄關(guān)系斯：ωs≥2豈ωma萬x采樣陡后的難離散甘信號(hào)f*(t)才能楊夠無甲失真屑地復(fù)腥現(xiàn)f(t)。否則絞不能汗從f*(t)中恢單復(fù)f(t)。其中定，ωma工x是最搜高角夾頻率晶，ωs是采堆樣角蜜頻率庫。它踐與采須樣頻雄率fs、采樣稈周期T的關(guān)屋系為熊：2．采擁樣周雜