【摘要】:因此,计算机控制系统并不是连续控制的,而是离散控制的。计算机控制的基本元件主要有微处理器、微型计算机和单片机等三种。单片微型计算机,就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种I/O接口电路都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机,又简称为单片机或微控制器,是微型计算机的雏形,由于功能齐全,是自动控制的基本单元。
计算机控制除了其硬件之外,最大的特点是用软件程序来改变控制系统的功能,因而可实现多种控制功能,较模拟控制系统有很大的技术进步,其特点是:
(1)数字模拟混合的系统 在连续控制系统中,各处的信号是连续模拟信号。而在计算机控制系统中,除仍有连续模拟信号外,还有离散信号、数字信号等多种信号。因此,计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
(2)灵活方便、适应性强 一般的模拟控制系统中,控制规律是由硬件电路实现的,控制规律越复杂,所需要的模拟电路往往越多,如果要改变控制规律,一般就必须要改硬件电路。而在计算机控制系统中,控制规律是由软件实现的,计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制,需要改变控制规律时,一般不对硬件电路进行改动,只要改变控制程序就可以把复杂的继电器控制电路变成简单的控制电路。
(3)可实现复杂控制规律 计算机具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能,能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
(4)离散控制 在连续控制系统中,给定值与反馈值的比较是连续进行的,控制器对产生的偏差也是连续调节的。而在计算机控制系统中,计算机每隔一定时间间隔,向A-D转换器发出启动转换信号,并对连续信号进行采样获得离散时间信号,经过计算机处理后,产生的控制信号通过D-A转换器将离散信号转换成连续时间信号输出,作用于被控对象。因此,计算机控制系统并不是连续控制的,而是离散控制的。
(5)可以采用分时控制 在连续控制系统中,一般是一个控制器控制一个回路。而在计算机控制系统中,由于计算机具有高速的计算处理能力,一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式,同时控制多个回路。
(6)便于实现管控一体化 采用计算机控制系统可实现控制信息的全数字化,便于建立集企业经营管理、生产管理和过程控制于一体的管控一体化系统,即建立集成了生产过程控制系统PCS、生产执行系统MES和企业资源管理系统ERP的综合自动化系统,是大型工业控制的最佳控制、管理方法。
计算机控制的基本元件主要有微处理器、微型计算机和单片机等三种。用其及其他元件即可组成相应的控制电路。
微处理器(芯片)本身不是计算机,但它是小型计算机或微型计算机的控制和处理单元的中心部件。
微型计算机则是具有完整运算及控制功能的计算机,它除了包括微处理器(其中,中央处理单元为CPU)外,还包括存储器、接口适配器(即输入/输出接口电路)以及输入/输出(I/O)设备等。其中,微处理器由控制器、运算器和若干个寄存器组成;I/O设备与微处理器的连接需要通过接口适配器(即I/O接口);存储器是指微型计算机内部的存储器(RAM、ROM和EPROM等)。
单片微型计算机,就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种I/O接口电路都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机,又简称为单片机或微控制器,是微型计算机的雏形,由于功能齐全,是自动控制的基本单元。
由于单片机具有控制功能强、体积小、成本低、功耗小等一系列特点,使得它在工业控制、智能仪器仪表、节能技术改造、通信系统、信号处理及家用电器中都得到广泛应用。
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