理论教育 计算机控制系统构成简介

计算机控制系统构成简介

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:此脉冲输出为一数字信号e*,经过数字计算机的运算处理,给出数字控制信号u*,然后通过D-A转换器使数字量恢复成连续的控制量u,再去控制被控对象(负载)。由数字计算机、接口电路、A-D转换器、D-A转换器等组成的控制器称为数字控制器,如图0-1所示。

计算机控制系统构成简介

图0-1表示一个典型的闭环计算机控制系统的原理框图。在这个系统中,给定和反馈的连续信号被A-D转换器采样后得到一串脉冲输出,其时间和幅值都是离散的,采样时间具有均匀的频率,幅值代表采样瞬间连续信号et)的大小。此脉冲输出为一数字信号e*(t),经过数字计算机的运算处理,给出数字控制信号u*(t),然后通过D-A转换器使数字量恢复成连续的控制量ut),再去控制被控对象(负载)。由数字计算机、接口电路、A-D转换器、D-A转换器等组成的控制器称为数字控制器,如图0-1所示。其中,数字校正装置(调节器)的控制规律是由编制的计算机程序来实现的。

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图0-1 闭环计算机控制系统的原理框图(www.daowen.com)

在分析数字控制器时,经常把A-D转换器和D-A转换器的工作过程理想化,即认为A-D转换器相当于一个采样周期为T、采样时间为零的理想采样开关,且不考虑有限字长的量化精度问题,数字计算机相当于离散控制器或数字调节器,D-A转换器则相当于一个保持器。从图0-1可以看出,数字控制系统的一些主要特点:

首先,计算机只能接收和处理数字量,所以必须配备A-D、D-A转换器和各种接口电路;其次,指令、反馈、校正都是由计算机来完成的,即用程序来实现的,因此通过修改软件即可改变系统控制策略和结构,但同时,因为采样周期受计算机和运算速度的限制,不可能无限小,受采样频率的限制,动态响应的快速性往往赶不上模拟系统。

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