课程总目录
?计算机控制系统概论
?过程输入输出通道技术
?数字控制器的设计
?工业控制计算机组成概述
?控制系统应用程序设计
?计算机控制策略与实现
?计算机控制系统设计与实现
?网络集成式分散控制系统
课程总目标
学完本课程后，你应具有以下能力,
?知道计算机控制系统的组成原则
?给出计算机控制系统结构图
?叙述计算机控制系统设计的方法
?熟悉控制系统应用程序设计方法
?灵活应用计算机控制技术解决一些实际应用
问题
课程安排
?共 56个学时
?理论教学 48学时
?实验 8学时
参考书目
1., 计算机控制系统,
何克忠等编著, 清华, 1998年
2., 计算机控制系统分析与设计,
刘恩仓编著, 华中 1997年
3., 计算机控制系统,
袁本恕编著 中科大 1988年
第一章 计算机控制系统 概述
1-1 计算机控制系统分类
1-2 计算机控制系统原理和组成
1-3 计算机控制系统的性能及其指标
1-4 计算机控制系统的发展与展望
本章主要内容
?本章主要介绍计算机控制系统的一般概
念、系统分类、评价性能及其指标、工
业控制机的特点、计算机控制系统的发
展概况和趋势。
第一章 计算机控制系统概述
1.1计算机控制系统分类
1.1.1 典型的计算机控制系统举例
1、计算机检测系统 (图 1.2)
2、气烧石灰窑计算机控制系统 (图 1.3)
3、智能家庭控制系统
1.1.2计算机系统分类
一、按控制系统的功能及结构特点分类
1、操作指导控制系统 ---属于开环控制型结构。
2、直接数字控制系统 DDC(图 1.6)
---计算机不仅能完全取代模拟调节器参加闭
环控制过程，而且不需改变硬件，只通过改变
程序就能有效地实现较复杂的控制规律
3,监督控制系统 SCC(图 1.7)
? 由计算机按照描述生产过程的数学模型或其它方
法，计算出最佳给定值送给模拟调节器或者 DDC
计算机。
（ 1） SCC＋模拟调节器
（ 2） SCC＋ DDC控制系统
4,集散控制系统 DCS（又称分布式控制系统）
---由若干台微处理器或微机分别承担部任务,
并通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起
来，进行集中的监视和操作，并实现复杂的控制
和优化 。
5,现场总线控制系统 FCS---将现场仪表和
控制室仪表连接起来的全数字化、双向、
多站的互联通信网络。
6,计算机集成制造系统 CIMS（新型分布
式控制系统） ---通过分布式数据库、网
络通信和自动化系统的环境支持下将产
品设计、产品制造及信息管理三个功能
集成在一起。
二、按控制规律分
1、程序和顺序控制
2,PID控制
3、最少拍控制
4,复杂规律的控制
例如：串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、
多变量解踊控制、最优控制、自适应控制、自
学习控制等
5、智能控制
是人工智能、运筹学和控制理论的交叉和汇合
1.2计算机控制系统原理和组成
1.2.1计算机控制系统原理
1、控制系统的一般形式,闭环、开环
2、基本原理
1.2.2 计算机控制系统组成
计算机和控制对象两大部分组成
1、硬件
计算机（数字调节器）、过程（输入输出）通道、
测量变送环节（传感器）、执行机构（液动、气动、
电动执行器），以及控制对象。
2、软件
系统软件和应用软件
?系统软件 ---操作系统、语言加工系统、
数据库系统、通信网络软件和诊断系统。
?应用软件 ---各种控制和管理程序
例如,过程控制程序、人 -机接口程序、打
印显示程序、数据采集及处理程序、巡
回检测及报警程序及各种公共子程序等
1.3 计算机控制系统的性能指标
稳定裕量、动态指标、稳态指标（经典控制理
论）和综合指标（现代控制理论）等 。
?稳定裕量 ---用相角裕量和幅值裕量来衡量计算
机控制系统的稳定程度。
?动态指标 ---
时域分析中,常用上升时间, 调节时间和超调
量 。
频域分析时：常用静态速度误差系数、相角
裕量、幅值裕量等 。
?稳态指标 ---稳态误差来表征。
?积分型指标 ---主要以误差对时间的
不同积分来表征 。
1.4 计算机控制的发展与展望
?现代控制策略
自适应控制, 变结构控制, 鲁棒控制,
预测控制,
? 智能控制策略
模糊控制, 专家控制, 神经控制和遗传
算法等 。
小结
?习题,1,2,3,6,7,8,9