运动控制系统简介
深圳市雷泰控制技术有限公司
2008.12.08.
什么是运动控制？
?运动控制是自动化技术的一个重要分支。
?运动控制技术包括：
计算机技术、电子及微处理器技术、自动控制技术、电力半导体变流技术、电动机技术、机械设计等；
?运动控制技术的研究对象：
自动化设备中各种运动机构的位置控制、速度控制、力控制、轨迹控制等。
运动控制系统的主要类型
按电机类型分类：
?直流伺服电机运动控制系统
?步进电机运动控制系统
?交流伺服电机运动控制系统
?直线电机运动控制系统
?气压、液压等其它伺服系统
运动控制系统的主要类型1
开环控制系统：
步进电机控制系统是典型的开环控制系统。
PC 机
运动 控制器
驱动器
机械传动 系统
运动部件
I/O 接口
传感器、按键、继电器、阀、指示灯
控制 电机
运动控制系统的主要类型2
半闭环控制系统：
交流伺服电机运动控制系统是典型的半闭环控制系统。
PC 机
运动 控制器
驱动器
机械传动 系统
运动部件
I/O 接口
传感器、按键、继电器、阀、指示灯
控制 电机
运动控制系统的主要类型3 闭环控制系统：
注：光栅尺的测量精度应该比控制系统要求的定位精度高一个数量级。光栅尺
PC 机
运动
控制器
驱动器机械传动
系统
运动部件I/O接口
传感器、按键、继
电器、阀、指示灯
控制
电机
运动控制系统的性能指标三大指标：稳、准、快！
系统稳定性：系统能不能稳定工作？有没有共振点？
稳定性是运动控制系统能正常工作的前提。
闭环系统尤其要关注系统的稳定性。
系统的精度、响应速度：反映运动控制系统的品质。
稳定性、精度、响应速度是运动控制系统的基本特性，它们由系统的结构决定，每一个环节（元件）对这些指标都有影响。
但是，最重要的因素是机械结构、电机性能。
运动控制器只能对运动控制系统的性能进行有限的补偿。
开环系统的性能指标
控制信号的脉冲频率：影响系统的速度和精度。
例：某系统采用PLC控制两相步进电机。
PLC的脉冲频率为：10kHz（脉冲/秒）；
步进电机驱动器设为2细分，即400脉冲/转；
则，该系统电机的最大转速为10000/400=25 r/s，即1500 rpm；
精度为360o / 400 = 0.9o
精度和速度是一对矛盾!
如果，步进电机驱动器设为8细分，即1600脉冲/转；
则，该系统电机的最大转速为10000/1600=6.25 r/s，即375 rpm；
精度为360o / 1600 = 0.225o
闭环系统的性能指标
稳定性： 系统稳定性（响应曲线收敛）；
相对稳定性（超调量）；
精度： 稳态误差；
误差带（应该比位置传感器的分辨率高一个数量级） 响应速度：调整时间；
调整时间
超调量
X
误差带
t
期望值
响应曲线
稳态误差
运动控制系统的精度由谁决定？
开环位置控制系统的定位精度：
?与机械传动元件的精度有关；
（元件的加工精度、装配精度、间隙、弹性变形）
?与脉冲当量有关。
（脉冲当量由电机和运动控制器设定）
运动控制系统的精度由谁决定？
闭环位置控制系统的定位精度：
?与机械传动元件的精度有关；
（元件的加工精度、装配精度、间隙、弹性变形）
?与位置传感器的分辨率有关。
?与运动控制器的算法和参数有关。
系统的响应速度由谁决定？
系统的响应速度（响应频率）：
主要由系统的最大加速度决定。
m
F a dt a V dt V S =
==?? 加速度不但与电机的驱动力有关，和系统的运动部件质量也有关。 运动控制系统中：
机械元件响应速度最慢；
电器元件响应速度次之；
控制器（计算机）的响应速度最快。
开环和闭环系统的特点开环控制系统：
控制脉冲信号；
系统元件便宜、成本低，
控制算法简单、系统稳定；
定位精度较低（10微米级）。
闭环控制系统：
控制模拟信号；
系统结构复杂、定位精度高（微米级），
控制算法参数多、
系统元件高级、成本高。
半闭环系统的特点介于开环和闭环系统之间。
位置控制系统1
转动惯量的折算
直流伺服位置控制系统原理图
2
02?
?
?
??=πL m J 工作台折算到丝杆上的转动惯量：
电机轴上的转动惯量：工作台的等效惯量、丝杆的惯量、电机转子的惯量
m
s J J J J ++=0丝杆的头数为1，导程为L 。
工作台
直流伺服电机
反馈电位器 W 1
指令电位器 W 2
X out
X in
放大器
?v
v
θ
m
以最简单的直流伺服电机位置控制系统为例， 分析闭环系统的数学模型
位置控制系统2
设联轴器、丝杆的综合扭转刚度为K ； 阻尼系数为C 。 则机械系统可简化为：
机械系统简化模型
θ i
θ o
K
J
c
i
o o o K K c J θθθθ=++ 电机驱动器的特性可简化为比例环节，增益为k 0；
V
k V ?= 0 只要系统有2个储能元件，如：质量块（储存动能）和弹簧、电容和电感等，系统的能量就有可能在这2个元件中不停的转换，即发生振荡现象。
位置控制系统3
系统的动态方程： T
k i =θθo
R k 0
L 0
X i
X out
V
θi
e
k
+ s k k 21
K
+ s s J K
2c +闭环系统方框图
i
k V k T θ 21-=V
k V ?=0o
i Rx Rx V -=?o
o L x θ=i
o o o K K c J θθθθ=++ 位置反馈：
电机驱动：
电机特性：
运动平台特性：
由于电机响应速度比机械系统快，所以，闭环系统
的响应速度取决于机械系统；闭环系统的特性主要与机械系统的转动惯量J 和阻尼系数C 和弹性系数K 有关。
位置控制系统4
运动平台传递函数： 2
2
2
22n
n n
i o s s J
K
s J
c s J K
ω?ωωθθ++=++=
θo
R k 0
L 0
X i
X out
V
θi
e
k
+ s k k 21
K
+ s s J K
2c +闭环系统方框图
固有频率和阻尼比决定了运动平台的动态响应特性。
J
K n =
ωJK
c
2=
?其中：固有频率 阻尼比
位置控制系统5
运动平台的频域响应特性： 2
2
2
2n
n n
i o s s ω?ωωθθ++=Bode 图
o
θi
θ
位置控制系统5
运动平台的时域响应特性：
1=i
θ单位阶跃响应曲线
)
1sin(112
2
?ω??
θ?ω+---
=-t e
n t
o n ?
?
?2
1-=arctg
其中： 当： （单位阶跃信号）
PID 调节器原理 1
PID 控制器算法：
加入控制器的系统方框图
θo
R k 0
L 0
X i
X out
V
θi
e
PID
u
k
+ s k k 21
K
+ s s J K
2c +dt
t de K dt t e K t e K t u D
t
I P )
()()()(0++=? 为了提高闭环控制系统的性能，一般都要用控制器（也叫调节器、滤波器）对其性能进行校正。
PID 控制器是最简单、实用的控制器。
PID 控制器可以由模拟电路实行，但现在一般都用计算机进行数字模拟PID 算法。 闭环系统的本质是：用系统偏差e 来调节系统误差。是一种动态的平衡。
计算机管理系统基本情况 介绍和功能说明 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
计算机管理系统基本情况介绍和功能说明 我公司为医疗器械批发经营企业，为了结合自己企业情况和医疗器械发展要求现状，采用北京用友 T1 企业管理软件。 一、目的：为适应公司现代化快速办公需要，确保公司计算机管理系统上医疗器械进、销、存及相关数据资料完整、准确、及时、安全。 二、范围：本制度适用于本公司的医疗器械经营计算机信息系统的管理。 三、职责：综合管理部、质量管理部、各个岗位操作员对本制度的实施负责。 四、内容和功能说明： 1. 公司全员树立"一切服务于公司 "" 一切围绕质量" 的思想，行政部负责对公司所有电脑设备配备、医疗器械经营软件系统的配备、网络系统的配备以及故障的及时维修与排除、用户和密码的安全管理等，安全有效地做好公司网络系统畅通及医疗器械经营软件系统的维护、改造工作,保证公司经营业务正常进行。质管部负责对公司的医疗器械经营软件系统的质量管理进行技术要求和控制，负责对每个操作员的权限设置，负责监控医疗器械购销存数据 2. 公司的计算机管理信息系统配备能够对在库医疗器械的分类、存放和相关信息进行检索，能够对医疗器械的购进、验收、养护、出库复核、销售等进行真实、完整、准确地记录和管理，具有接受医疗器械监督管理部门监管的条件，运用医疗器械经营管理软件，能对医疗器械的购进、入库验收、在库养护、销售、出库复核进行记录和管理，对质量情况能够进行及时准确的记录, 实现质量管理工作的科学信息化。
典型计算机控制系 统简介 第8章典型计算机控制系统简介 本章的教学目的与要求 掌握典型的计算机控制系统的结构、特点和设计方法。
●授课主要内容 ●基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统 ●基于数字调节器的计算机控制系统 ●基于可编程控制器的计算机控制系统 ●基于嵌入式系统的计算机控制系统 ●分散控制系统（DCS） ●现场总线控制系统（FCS） ●计算机集成制造系统（CIMS） ●主要外语词汇 Micro-Controller Unit (MCU):微控器，Digital Signal Processor(DSP)数字信号处理器 ●重点、难点及对学生的要求 说明：带“***”表示要掌握的重点内容，带“**”表示要求理解的内容，带“*”表示要求了解的内容，带“☆”表示难点内容，无任何符号的表示要求自学的内容 ●基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统*** ●基于数字调节器的计算机控制系统*** ●基于可编程控制器的计算机控制系统** ●基于嵌入式系统的计算机控制系统** ●分散控制系统（DCS）** ●现场总线控制系统（FCS）* ●计算机集成制造系统（CIMS）*
●辅助教学情况 多媒体教学课件（POWERPOINT） ●复习思考题 ●基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统 ●基于数字调节器的计算机控制系统 ●基于可编程控制器的计算机控制系统 ●基于嵌入式系统的计算机控制系统 ●分散控制系统（DCS） ●现场总线控制系统（FCS） ●计算机集成制造系统（CIMS） ●参考资料 刘川来，胡乃平，计算机控制技术，青岛科技大学讲义
目录 1引言 (3) 1.1编写目的 (3) 1.2背景 (3) 1.3技术简介 (4) https://www.doczj.com/doc/e918315278.html,简介 (4) 1.3.2SQL Server2008简介 (5) 1.3.3Visual Studio2010简介 (5) 1.4参考资料 (6) 2总体设计 (8) 2.1需求规定 (8) 2.2运行环境 (8) 2.3数据库设计 (8) 2.3.1数据库的需求分析 (9) 2.3.2数据流图的设计 (9) 2.3.3数据库连接机制 (10) 2.4结构 (11) 2.5功能需求与程序的关系 (11) 3接口设计 (12) 3.1用户接口 (12) 3.2外部接口............................................................................................错误！未定义书签。 3.3内部接口............................................................................................错误！未定义书签。4运行设计.....................................错误！未定义书签。 4.1运行模块组合....................................................................................错误！未定义书签。 4.2运行控制............................................................................................错误！未定义书签。 4.3运行时间............................................................................................错误！未定义书签。5测试 (13)
电厂电气专业简介 发电厂电气专业是发电厂的重要组成部分，也是电力系统的重要部分，它是发电厂联系系统的纽带，对整个发电厂和电力系统的稳定运行起着举足轻重的作用。我们厂电气专业在设计和生产运行方面都有特殊性，为了更好了解我厂电气专业的概况，特编写本专业简介。 一．电气一次部分 1. 主接线形式： ●一期工程安装两台600MW汽轮发电机组，采用发电机——主变压器——220KV线路组接入聊城北 郊变电站的220KV母线，厂区内不设电气升压站。220KV高压系统为中性点直接接地。 ●规划中的二期工程同样安装两台600MW汽轮发电机组，采用发电机——主变压器——500KV线路 组接入聊城北郊变电站的500KV母线，厂区内不设升压站。 2 . 厂用电接线形式： 2.1接地方式 高压厂用电6KV系统，高厂变及高备变中性点中阻接地，接地电流约600A，电阻值为6.06欧。 发电机中性点经接地变压器二次电阻接地，接地电阻0.59欧。 2.26KV厂用电接线： 2.2.1 高厂变由主变低压侧经封闭母线引接电源。高压厂用变压器低压侧采用分裂绕组，每台机组均设四段高压厂用工作母线，四段母线分别由两台高厂变的四个低压绕组供电。互为备用及成对出现的高压电动机及低压变压器，分别由不同变压器的相应绕组供电。一期两台机组输煤除灰的6KV负荷设两个母线段，在负荷中心附近设配电装置，分别从主厂房工作段引接，两段6KV母线之间配置有分段开关。 2.2.2 6KV厂用系统采用中电阻接地系统，接地电阻为6.06欧。开关采用XX开关厂生产的真空开关。 2.3 400V厂用电接线： 低压厂用电400V系统采用动力配电中心（PC）—电动机控制中心（MCC）的接线方式。容量为75KW以上，220KW以下的低压电动机及MCC由PC供电。容量为75KW以下的电动机由分散的电动机控制中心供电。 每台机组主厂房内设置动力配电中心，辅助车间根据负荷分布情况分区设置动力配电中心，具体情况如下： 2.3.1 汽机动力配电中心（2*1250KVA，低压厂变容量下同） 2.3.2 锅炉动力配电中心（2*2000KVA） 2.3.3 电除尘动力配电中心（2*2000KV A） 2.3.4 公用动力配电中心（2*2000KVA两台机组共用） 2.3.5 翻车机动力配电中心（2*1000KV A） 2.3.6 输煤动力配电中心（2*2000KVA） 2.3.7 除灰动力配电中心（2*800KV A） 2.3.8 化学水处理动力配电中心（2*1000KVA） 2.3.9 循环水处理动力配电中心（2*1000KVA） 2.3.10 动力配电中心（2*400KV A） 2.3.11工业水处理动力配电中心（2*400KV A） 2.3.12机组的检修及照明动力中心（按机炉分开） 每段400V动力配电中心均用分段开关分为AB两个半段，每个半段由一台6.3/0.4KV变压器供电。两台变压器为暗备用。正常运行动力中心分段开关断开，当一台变压器检修时，分段开关手动投入。 电动机控制中心根据负荷分布情况分散成对配置，互为备用及成对出现的负荷，分别由对应的两段电动机控制中心供电。电动机控制中心均采用单电源供电方式。对单台1、2类电动机设单独的MCC，由不同的动力配电中心双电源供电。 低压厂用电400V系统采用中性点直接接地方式。 二．主设备部分 1．发电机本体： ●发电机为XX电机厂生产的水-氢-氢600MW汽轮发电机。 型号：QFSN-600-2型
城市轨道交通列车自动控制系统简介 、前言 随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。城市轨道交通列车自动控制系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。 二、列车自动控制系统的组成 列车自动控制（ATC系统由列车自动防护系统（ATP、列车自动驾驶系统（ATO和列车自动监控系统（ATS三个子系统组成。 一列车自动防护( ATP-Automatic Train Protection 系统 列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间 隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。 二列车自动驾驶系统 ( AT0?CAutomatic Train Operation 列车自动驾驶子系统（ATO与ATP系统相互配合，负责车 站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动 等功能。ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成；通过轨道
电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。ATP与ATO车载系 统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。 三）自动监控（ATS-Automatic Train Super -vision ）系统 列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥， 并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能主要由位于OCC 控制中心）内的设备实现。 三、列车自动控制系统原理 一）列车自动防护（ATP） ATP是整个ATC系统的基础。列车自动防护系统（ATP亦 称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定的运行速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。 ATP通过轨道电路或者无线GPS系统检测列车实际运行位 置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定地行车间隔。防止列车超速和越过禁止信号机等功能。 按工作原理不同，ATP子系统可分为“车上实时计算允许速
自动控制系统简介 一、自动控制系统的组成 1、看以下框图 2、被控对象：需要实现控制的设备、机械或生产过程成为对象，如下塔、主冷、空冷塔、粗氩冷凝器。 3、被控变量：对象内要求保持一定数值（或按某一规律变化）的物理量称为被控变量。如下塔液空液位、空冷塔液位、粗氩冷凝器液位。 4、控制变量（操作变量）：受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值的物料或能量称为控制变量。如由下塔进入上塔经过液空节流阀（LV1）的液空。 5、干扰：除控制变量外作用于对象并能引起被控变量变化的一切因素。比如进下塔空气量改变，影响液空产量，对下塔液空液位有影响。 6、给定值：工艺规定被控变量要保持的数值。 7、偏差：设定值与测量值之差。 8、控制器：对来自变送器的测量信号与给定值相比较所产生的偏差，并根据一定的规律进行运算（PID运算），并输出控制信号给执行器。 9、检测与变送装置：它测量被控变量，并将被控变量转换为特定的信号送给控制器的比较环节。 10、执行器：它根据控制器送来的信号相应地改变控制变量，以达到控制被控变量的目的。如LV1根据控制器送来的信号，可以改变进入上塔的液空量（操作变
量），从而控制了被控变量下塔液空液位。 11、正作用环节：输出信号随输入信号增加而增加的环节称为正作用，输出信号随输入信号的增加而减小的环节称为反作用环节。 12、执行器、变送器、被控对象三个环节组成广义对象，当广义对象为正作用时，控制器为反作用特性。 13、选择控制器的正反作用： 13.1判断被控对象的正反作用方向。当控制变量增加时，被控对象的输出（被控变量）也增加，控制变量减小时，被控对象的输出（被控变量）也减小，则被控对象为正作用方向。如果被控变量与控制变量的变化方向相反，则被控对象为反作用方向。 13.2确定执行器的正、反作用方向。气开阀为正作用，气闭阀为反作用。执行器气开、气闭是根据工艺安全角度考虑。 13.3确定广义对象的正、反作用，一般变送器为正作用，只需根据被控对象和执行器的作用方向判断广义对象的作用方向，这两个环节同向，则广义对象为正作用，反之为反作用。 13.4确定控制器的正反作用。若广义对象为正作用方向，则控制器为反作用方向，若广义对象为反作用方向，则控制器为正作用方向。 14、自动控制系统运行的基本要求：要实现自动控制，系统必须闭环。闭环控制系统的稳定运行最基本的必要条件是负反馈。系统要构成负反馈，则广义对象为正作用特性时，控制器为反作用特性；当广义对象为反作用特性时，则控制器为正作用特性。被控对象与执行器的特性由实际的现场工艺条件确定，所以应通过控制器的正反作用特性来满足系统的负反馈要求。 二、过程参数的检测 1、一个检测系统主要由被测对象、传感器、变送器和显示装置等部分组成。对某一个具体的检测系统而言，被测对象、检测元件和显示装置部分总是必需的。 2、传感器又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测变量，经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于传送的输出信号，如电压、电流、频率等。 3、变送器是把传感器的输出转换为4～20mA的标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字信号的检测仪表。
计算机信息管理系统基本情况介绍和功能说明（一）计算机信息管理系统基本情况介绍 我单位具有符合医疗器械经营质量管理要求的计算机信息管理系统：千方百计系统，保证经营的产品可追溯。 1.管理销售计算机1台，并配置了扫码枪1把。安装了收款台系统。安装了协力商霸信息管理系统。安装了小票打印机。 2计算机管理信息系统能实现医疗器械质量管理规范要求的计算机功能，记录相关记录项目和内容，对信息进行收集、记录，并具有信息查询和交换等功能，系统能对设置的经营流程进行质量控制，采购、验收、贮存、销售、出入库、退（换）货应在系统中形成内嵌式结构，对相关经营活动进行判断。具有医疗器械经营业务票据生成、打印和管理功能。 （二）计算机信息管理系统功能说明 1具有实现岗位之间信息传输和数据共享的功能 建立所有岗位人员信息数据库，企业负责人、质量负责人、质量管理、验收等岗位，建立各自用户名密码，医疗器械经营管理过程中，用户名密码登陆才能操作，各岗位操作后，信息自动储存，各环节可以查询、共享。 2医疗器械经营业务票据生成、打印和管理功能 系统能实现采购记录、验收记录、入库记录、在库养护、出库复核记录、销售记录等记录功能及查询。支持票据打印。销售小票在收款台打印，与销售记录一致。系统具有与结算系统、开票系统对接，自动打印每笔销售票据功能。
3记录医疗器械产品信息和生产企业信息以及实现质量追溯跟踪的功能 系统具有质量管理基础数据控制功能，数据应包括名称、注册证号或者备案凭证编号、规格型号、生产批号或者序列号、生产日期或者失效日期供货单位、经营品种资质等相关内容。信息由各岗位人员密码登陆录入，后台建立记录，才能进行采购、销售等经营行为。 4各经营环节的质量控制功能 具有包括采购、收货、验收、贮存、检查、销售、出库、复核等各经营环节的质量控制功能，能对各经营环节进行判断、控制，确保各项质量控制功能的实时和有效； 5首营审核功能 具有供货者、购货者以及购销医疗器械的合法性、有效性审核控制功能，实现系统中的首营审核流程和记录。审核合格，才能采购，销售。相关信息到期，计算机自动提醒，过期锁定，支持资质更新功能。 6有效期进行自动跟踪和控制功能 有近效期预警及超过有效期自动锁定等功能，防止过期医疗器械销售。系统具有依据质量管理基础数据，对医疗器械有效期进行跟踪，实现近效期预警提示、超有效期自动锁定功能。 7 数据备份 操作计算机人员每日备份系统数据，使用移动硬盘完整备份当日数据。移动硬盘保存在办公室。随时可以恢复系统，防止数据丢失。
污水处理厂自控系统工艺介绍 污水处理厂位于市区或市郊，出水排入河流，水质达到国家一级排放标准。 工程采用水解－AICS处理工艺。其具体流程为：污水首先分别经过粗格栅去除粗大杂物，接着污水进入泵房及集水井，经泵提升后流经细格栅和沉砂池，然后进入水解池，。水解池出水自流入AICS进行好氧处理，出水达标提升排入河流。AICS反应器为改进SBR的一种。其工艺流程如下图1所示：矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 污水处理厂自控系统设计的原则 从污水处理厂的工艺流程可以看出，主要工艺AICS反应器是改进SBR的一种，需要周期运行，AICS反应器的进水方向调整、厌氧好氧状态交替、沉淀反应状态轮换都有电动设备支持，大量的电动设备的开关都需要自控系统来完成，因此自控系统对整个周期的正确运行操作至关重要。而且好氧系统作为整个污水处理工艺能量消耗的大户，它的自控系统优化程度越高，整个污水处理工艺的运行费用也会越低，这也说明了自控系统在整个处理工艺中的重要性。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 为了保证污水厂生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，同时提高污水厂的现代化生产管理水平，在充分考虑本污水处理工艺特性的基础上，将建设现代化污水处理厂的理念融入到自控系统设计当中，本自控系统设计遵循以下原则：先进合理、安全可靠、经济实惠、开放灵活。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
自控系统的构建 污水处理厂的自控系统是由现场仪表和执行机构、信号采集控制和人机界面（监控）设备三部分组成。自控系统的构建主要是指三部分系统形式和设备的选择。本执行机构主要是根据工艺的要求由工艺专业确定，预留自控系统的接口，仪表的选择将在后面的部分进行描述。信号采集控制部分主要包括基本控制系统的选择以及系统确定后控制设备和必须通讯网络的选择。人机界面主要是指中控室和现场值班室监视设备的选择。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1、基本系统的选择 目前用于污水处理厂自控系统的基本形式主要有三种DCS系统、现场总线系统和基于PC控制的系统。从规模来看三种系统所适用的规模是不同。DCS系统和现场总线系统一般适用于控制点比较多而且厂区规模比较大的系统，基于PC的控制则用于小型而且控制点比较集中的控制系统。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 基于PC的控制系统属于高度集成的控制系统，其人机界面和信号采集控制可能都处于同一个机器内，受机器性能和容量的限制，本工程厂区比较大，控制点较多，因此采用基于PC的控制系统是不太合适的。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
第一部分DCS系统介绍 第一章计算机控制系统简介 第一节概述 计算机控制系统是指以计算机为控制设备所组成的自动控制系统。计算机具有实现各种数学运算和逻辑判断的能力。其主要特点是： 1运算速度快，能存储大量的数据，具有很强的信息处理能力； 2、容易实现各种控制规律（PID控制、串级控制、复合控制等）； 3、将显示、打印、报警、给定参数等功能集中在控制台上，方便运行人员操作与监视； 4、指导运行人员正确地进行操作和控制。 计算机在电厂生产过程自动化中的应用，主要有以下三个方面。 1数据采集和处理 计算机数据采集和处理系统的功能是：定时采集生产过程中大量的，经过一次测量仪表 发送、统一信号、模/数转换后的过程参数信号，并按预定的要求对它们进行分析、计算和处理，最后进行CRT显示、报警、打印或储存。 计算机数据采集处理系统的结构示意图如下图实线部分所示。 数据处理的另一种应用形式是操作指导。计算机根据生产过程提出的数学模型进行计 算，寻找出生产过程的最优操作条件和数值，并CRT显示屏上显示出来或通过打印机打印 给操作人员。由操作人员去改变模拟调节器的给定值或直接操纵执行机构，从而把生产过程控制在最佳状态。 操作指导属于计算机开环监控方式。
简图：计算机数据处理与操作指导系统 2、直接数字控制（DDC） 生产过程的被调参数通过模拟量输入计算机，由计算机按预定的控制规律进行运算，并运算的结果由输出通道去直接控制执行机构，从而把被调参数保持在给定值上。这样的控制方式称为直接数字控制。 简图：直接数字控制系统 3、监督计算机控制（SPC） 监督计算机控制是指计算机根据生产过程的信息，按照过程的数学模型，求出生产过程 最优运转的操作条件和数值，并直接去改变模拟调节器的给定值，由模拟调节器或DDC控制机实行对生产过程的控制，从而使生产过程处于最优化状态。 简图：监督计算机控制系统
本科毕业论文（设计）题目状态反馈控制 学院计算机与信息科学学院专业自动化（控制方向）年级2009级 学号222009321042049 姓名王昌洪 指导老师何强 成绩
2013 年4 月18 日 状态反馈控制 王昌洪 西南大学计算机与信息科学学院，重庆400715 摘要：现代控制理论的特色为状态反馈控制，状态反馈控制经过近几十年的发展演变，在 现实控制系统中应用越来越是广泛，由于系统的内部特性可以由状态变量全面的反应出来，因而相对于输出反馈控制，状态反馈更加的有利于改善系统的控制性能。但是，在实际的系统中，状态变量由于其难于直接测量，所以进行状态反馈总是很难实现。本论文将论述状态反馈基本原理，并通过举例说明状态反馈控制的优越性，同时将对状态反馈控制进行Matlab仿真，使系统满足提出的设计要求。 关键词：状态反馈；极点配置；Matlab仿真；时域指标 State Feedback Control Wang changhong Southwest university school of computer and information science, chongqing, 400715 Abstract:Modern control theory, the characteristics for the state feedback control, state feedback control through decades of development and evolution, in the real control system is applied more and more widely, because the internal characteristics of the system can be fully reflected by the state variables,So relative to the output feedback control, state feedback are more favorable to improve the control performance. However, in practical systems, the state variable because of its difficult to measure directly, so the state feedback is always difficult to achieve.This paper will describe the state feedback principle, and illustrates the superiority of the state feedback control, at the same time, the state feedback control for Matlab simulation, the system meets the requirements of the design. Key words:State feedback;Pole assignment;Matlab simulation;Time domain index
状态反馈控制的主要特性及发展 摘要： 控制理论是关于控制系统建模、分析、综合设计的一般理论，是一门技术科学。控制理论的产生及发展与控制技术的发展密切相关，是人类在认识世界和改造世界的过程中逐步形成的，并随着社会的发展和科学的进步而不断发展，状态反馈控制是现代控制理论中一个十分重要的部分，其在实际工程领域中占有举足轻重的地位。 本论文分为三个部分，第一部分主要是介绍了现代控制理论的发展与组成要素以及特点，第二部分介绍了状态反馈控制的主要特性，如：可控性、可观性等。第三部分主要是介绍了状态反馈控制的发展历程，随着科学技术的发展，状态反馈控制理论将在人们认识事物运动的客观规律和改造世界中将得到进一步的发展和完善。 1．前言 1.1现代控制理论概述 对系统或对象施加作用或限制，使其达到或保持某种规定或要求的运动状态。施加作用或限制的本质就是对系统的调节，其依据是给定任务目标和系统变化。因此，控制就是为了实现任务目标给系统或对象的调节作用。这种调节作用是由系统或对象自身完成时，就是自动控制。控制的基本要素如下： （1）控制对象或系统。要了解对象的性质，需建立或辨识系统模型 （2）控制方法。确定适当的调节作用 （3）反馈。检验和协调控制作用 按照控制系统分析设计方法和要求的不同，控制理论存在经典控制理论和现代控制理论之分。一般来说，1960年代以前形成的控制理论属于经典控制理论，其后形成的是现代控制理论。现代控制理论主要包括线性系统理论、系统辨识与建模、最优滤波理论、最优控制、自适应控制五个分支。其中，线性系统理论主要包括系统的状态空间描述、能控性、能观测性和稳定性分析，状态反馈、状态观测器及补偿理论和设计方法等内容。线性系统理论是现代控制理论中理论最完善、技术上较成熟、应用也最广泛的部分，是现代控制理论的基础。 从20世纪50年代末开始，随着科学技术的发展和生产实际的进一步需要，出现了多输入/多输出控制系统、非线性控制系统和时变控制系统的分析与设计问题。与此同时，近代数学的形成和数字计算机的出现为现代控制理论的建立和发展准备了两个重要的条件。近代
“ACE”控制系统简单介绍 我厂#1、#2机组自投入“ACE”控制以来，一直受到“双细则”的考核，现将“ACE”的基本定义及如何考核进行说明。 1、AGC简介 AGC（Automatic Generation Control）：现代电网控制的一项基本和重要任务，指以控制发电机输出功率来适应负荷波动的闭环反馈控制。AGC的四个基本目标：a) 发电出力与负荷平衡。b) 保持系统频率为额定值。c) 区域联络线潮流与计划相等。d) 区域内发电厂之间的负荷经济分配。通常AGC指4个目标中的前3个，特别是第2、3个，包含第4个的AGC称为AGC/EDC。 2、分区控制误差(Area Control Error)，即ACE： ACE = K i ?f + ?P tie. i ACE 理解上等同于频差，不同是还要考虑调节联络线交换功率偏差?P tie.i＝?P tie.i.a- ?P tie.i.s，即实际值减计划值。（方向为流出为正）。 控制方式包括： ①定频率控制（自动调频）：ACE = K i?f ②定交换功率控制：ACE = ?P tie.i ③联络线控制偏差模式：ACE = K i?f + ?P tie.i ④自动修正时差控制模式：ACE = K i?f + ?P tie.i+ K t?t，?t指与频率密切相关的电钟与标准的天文时间的偏差。 ⑤自动修正交换电能差控制模式：ACE = K i?f + ?P tie.i+ K w?w，?w
指在规定的合同时间内联络线传输电能与合同数额的偏差。 ⑥自动修正时差和交换电能差控制模式： ACE= K i? f+ ? P t i.e i+ K t ? t+ K w? w 3、AGC分区调频 实际的分区调频方程式：“ACE 积差”调节法： ? ACE dt + ? P i= 0 由于是积差调节，当ACE＝0 时，分区调频过程结束， 各个区的出力?P i不再变化。ACE＝0 表示?f＝0、?P tie .i＝0,实现了AGC 的2、3 个目标。 分区电网的调频特点：区内负荷的非计划变化，主要由该区域内的调频厂自己负责，其它区的调频厂只是支援性质。因此应维持联络线的交换功率。 对于A、B 区域电网，B 区负荷增加 a) 最初，调速器来不及动作，由发电机组的转动惯性 提供能量，系统频率下降，?f < 0 。 b) 负荷调节效应起作用，同时A、B 区域电厂的调速器都动作，增加出力，参加频率的一次调整，满足功率平衡，系统达到新的平衡状态，频率恢复到某个水平（低于额定值）。 c) 一次调整结束后，联络线上出现了功率增量?P AB> 0，同时?f < 0，A区电网据此（异号）可判断负荷变动发生在非本区，而B区电网发现
闭环控制系统 许多实时嵌入式系统使作出控制决策。这些决策通常是由软件和基于硬件反馈的基础上由它控制（被称为机械）。这些反馈通常采用的是模拟传感器，可以通过一个A / D转换器读取他形式。例如：传感器可能代表位置，电压，温度或其他任何适当的参数。每样提供软件和附加信息基础控制决策。 闭环控制的基本知识 基于反馈原理建立的自动控制系统。所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。自动控制系统多数是反馈控制系统。在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统，而把用来精确地跟随或复现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。 反馈控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成。比较环节，用来将输入与输出相减，给出偏差信号。这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。以炉温控制为例，受控对象为炉子；输出变量为实际的炉子温度;输入变量为给定常值温度,一般用电压表示。炉温用热电偶测量，代表炉温的热电动势与给定电压相比较，两者的差值电压经过功率放大后用来驱动相应的执行机构进行控制。 同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制）作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。 一个闭环系统采用反馈来衡量实际的系统运行参数，如温度，压力，流量，液位，转速控制。这种反馈信号发送回的地方是较理想的系统设定点控制器。该控制器发一个误差信号，即启动纠正措施和驱动器输出设备所需的值。在直流电动机驱动上很容
《现代控制系统》 [美] R . C . 多尔夫，R . H . 毕晓普著 第四章：反馈控制系统的特性 4.1 开环和闭环控制系统 既然我们已经能够设计出控制系统组成部分的数学模型，所以这节我们将研究控制系统的特性。在1.1节，控制系统被定义为组成系统的各部分的互联关系，该系统是能够实现预定响应的。因为理想系统响应是已知的，所以就会产生和偏差成比例的信号，这个偏差是理想响应和实际响应之间的差值。在闭环过程中，利用这个偏差信号来控制信号输出的系统就叫做反馈系统。这个闭环系统的操作过程如图4.1所示。为了改善控制系统，引入反馈是非常必要的。有趣的是，在自然环境中也存在这种反馈系统，例如生物和生理系统，在这些系统中反馈是与生俱来的。例如，心脏控制系统就是一个反馈控制系统。 为了解释引入反馈以后系统的特性和好处，我们将举一个单一回路的反馈例子。虽然很多控制系统都不是单一反馈的，但是单个回路反馈比较容易解释。研究单个回路反馈能够最好地说明反馈回路的所有优点，然后我们再把它延伸到多个回路反馈系统。 没有反馈的系统通常被称为直接系统或开环系统，如图4.2所示。 与之相反的是闭环系统，如图4.3所示的负反馈控制系统。 没有反馈的开环{直接}系统就是对应与输入直接产生一个输出。 闭环控制系统就是对输出信号进行测量，然后与理想值进行比较，产生一 个偏差信号，最后再把偏差信号送入调节器。
两种形式的控制系统都由相同的的方框图和信号流线图组成，但是，信号流线图对信号输出的结果起了主要作用。 一般情况下，H （s ）等于1或者不是1的其他常数。这个常数包括单位转换，例如，弧度转化为电压。首先，我们先讨论H （s ）=1时的单位反馈。那么这时Ea(s)=E(s)，并且 Y(s)=G(s)E(s)=G(s)[R(s)-Y(s)] 解出Y(s)，得到 ()()()1() G s Y s R s G s =+ (4.1) 偏差信号是 1()()1() E s R s G s =+ 因此，为了减小偏差，在S 的取值范围内，必须使[1+G （s ）]的值远大于1。 现在讨论H （s ）≠1的情况，这时闭环回路的输出是： Y(s)=G(s)Ea(s)=G(s)[R(s)-H(s)Y(s)] 因此： ()()()1() G s Y s R s GH s =+ (4.2) 实际的偏差信号是： 1()()1() Ea s R s GH s =+ (4.3) 显而易见，为了减少偏差，在S 的取值范围内，必须使[1+GH （s ）]的值远大于1。通过信号Ea(s)可以测量信号E(s)的大小。在S 的取值范围内，随着H(s)的值不断减小，甚至H(s)≌1，这个测量越精确。
计算机信息管理系统基本情况介绍和功能说明 我店具有专用的计算机和浪嘉科技的医疗器械管理系统，该系统通过采购管理、库存管理、销售管理、财务管理及往来管理等功能模块为医药企业建立了完善的经营管理平台。并通过产品价格跟踪，产品质量管理，销售（采购）退补价，严谨货位盘点、批次跟踪查询、销售成本查询、多种报警功能。为企业提供良好的信息管理渠道。最大程度的保障了经营企业的业务处理流畅和安全，促进企业的高效运作，满足企业的经营需求。符合《医疗监督管理条例》和《医疗器械经营监督管理办法》规定。 （1）采购管理功能。包括有首营企业和首营品种管理。医疗器械管理、质量验收数据录入及查询、退货管理功能，供货商资质预警以及质管部门的锁定功能。 （2）库房管理功能，包括库存查询及盘点功能、养护计划功能、效期预警功能、并能实现养护记录建档-维护功能。 （3）销售管理功能。包括打印销售小票及记录销售数据功能、统计销售月报管理功能。对效期产品进行锁定功能。 一、药店全员树立“一切服务于企业”“一切围绕质量”的思想，质量管理员负责对企业的医疗器械经营软件系统的质量管理进行技术要求和控制，负责对每个操作员的权限设置，负责监控医疗器械的购销存数据。 二、企业的计算机管理系统配备能够对在库医疗器械的分类、存放和相关信息进行检索，能够对医疗器械的购进、验收、养护、销售等进行真实、完整、准确的记录和管理，具有接受医疗器械监督管理部门的监管条件。运用医疗器械经营管理软件，能对医疗器械的购进、入库验收、在库养护、销售进行记录和管理，对质量情况能够进行及时准确的记录，实现医疗器械质量管理工作的信息化。 三、企业全员要爱惜设备，认真学习《医疗器械监督管理条例》，《医疗器械经营监督管理办法》等相关法律法规。努力学习先进的计算机技术，提高操作水平，规范操作相应的管理软件。 四、各岗位人员能够按照软件操作法提供的流程作为工作流程，按照软件提供的岗位作为工作岗位，顺利完成企业的业务流程。 五、质量管理员能定期对系统数据进行查询及拷贝保存。 王声英大药房六店 2016年月日
目录 摘要……………简要介绍电气自动化技术的概念及其包括的专业知识关键字………………………………控制、系统、检测、网络化 第一章自动控制系统 (1) 1.1自动控制与自动控制系统 (2) 1.2 自动控制系统的基本构成及控制方式 (3) 1.3 自动控制系统的分类 (4) 1.4 对控制系统性能的要求 (5) 1.5 自动控制理论发展简述 (6) 第二章自动检测系统 (7) 2.1 检测技术的基本概念 (8) 2.2 传感器与传感器的分类 (9) 2.3 测量方法 (10) 2.4 传感器的基本特性 (11) 2.5 温度检测 (12) 1、研究目的
自动化广泛应用于现代工业生产中，在很大程度上减轻了人的劳动强度改善了工作环境，同时也提高了产品质量。随着钢铁工业工艺的不断成熟、国际、国内市场的不断发展，对产品质量的要求越来越高。因此，追求高质量的产品、低成本的消耗成为企业能否在激烈的市场竞争中立于不败之地的最首要保证，自动控制系统实现了这一发展。 2，研究意义 本专业主特点是强电弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术得到了广泛的应用。所谓自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值或给定信号变化规律去变化的过程。 2、研究内容 控制装置和受控对象为物理装置，而给定值和被控量均为一定形式的物理量。自动控制系统由控制装置和受控对象构成。对自动控制系统的性能进行分析和设计则是自动控制原理的主要任务。 2.1自动控制系统的基本构成及控制方式 1.开环控制控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。 开环控制的特点是系统结构和控制过程很简单，但抗扰能力差、控制精度不高，故一般只能用于对控制性能要求较低的场合。 2.闭环控制 控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。闭环控制系统又被称为反馈控制或按偏差控制。 闭环控制系统是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的，故这种控制常称为按偏差控制，或称反馈控制。此类系统包括了两种传输信号的通道：由给定值至被控量的通道称为前向通道；由被控量至系统输入端的通
教学模块1计算机控制系统概述 教学单元2 计算机控制系统内容 简介
教学单元2计算机控制系统内容简介主要内容： ◆计算机控制系统的基本概念 ◆计算机控制系统的基本结构 ◆计算机控制系统的性能指标 ◆计算机控制系统的发展历程 ◆计算机控制系统的基本类型
2.1计算机控制系统的基本概念 （1）什么是计算机控制系统 定义：计算机控制系统就是由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，即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。 计算机：指各种规模的数字计算机，如从微型到大型的通用或专用计算机； 控制：使事物按照一定的规律运行(变化)。 辅助部件：主要指输入输出接口、检测装置和执行机构等。
被控对象：包括生产过程、机械装置、机器人、实验装置、仪器仪表等。 与被控对象和部件之间的联系：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。 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。
（2）计算控制系统的主要特点 数字信号（时间上离散、幅值上量化）：r (k )-给定输入，y (k )-系统输出，e (k )= r (k )-y (k )-偏差信号，u (k )-控制信号； 模拟信号（时间上连续、幅值上连续）：y (t )-系统输出（被控量），u (t )—控制量；离散模拟信号（时间上离散，幅值上连续）：y*(t )，u *(t ). 图1 计算机控制系统典型结构
（2）计算控制系统的主要特点 结构混合：控制器离散，而被控对象一般是连续的； 信号混合：包括模拟信号、离散模拟信号、数字信号等。 结构混合的特点决定了计算机控制系统存在两类设计方法：模拟化设计方法和离散化设计方法。 而信号混合的特点使信号变换和分析问题成为计算机控制系统的基础理论问题。
过程控制实验报告 学院： 学号： 姓名： 实验指导老师： 日期：
一、实验要求与简介 (3) 二、控制原理 (4) 三、实验设备详细介绍 (6) 四．实验过程调试 (15) 五．单回路控制系统 (16) 六．课程总结 (16)
一．实验要求与简介 要求：设计液位控制系统，利用实验室过程控制设备构建单回路PID液位控制系统。了解设备的结构框架，学习对象模型建立的方法和技术、PID参数整定技术、自动化仪表选择相关技能。根据实验条件和系统配置确定实验过程性能指标。综合考虑抗干扰问题、系统稳定性问题、动态性能、稳态偏差等，对实验结果进行分析。实验目标如下： A.了解实验设备，能够根据实物画出系统框图； B.了解和掌握P909自动化仪表的应用场合和使用方法； C.熟悉PID参数整定技术，在实验中正确运用，分析参数整定的作用和效果； D.熟悉液位控制系统中各种自动化测量点、调节阀的相关技术参数； E.实现单回路液位控制，有基本的系统调节能力。 液位的自动控制在工业生产领域应用的非常普遍，就控制系统本身而言，其含有压力传感器、计算机与采集板组成的控制器、执行器（水泵）、控制对象（水箱）等。本次实验的主要任务是了解一个完整的液位系统的组成、构成液位控制系统的各个部件的工作原理及连接方式、工业上离散控制系统的通信标准、熟悉p909仪表的操作并实现单回路液位控制，有基本的液位调节能力。 液位系统结构图： 整个系统主要有水泵、电磁阀、传感器、水箱组成。 由水泵供水，电动阀调节流速（实验系统中还含有手动调节阀）通过两个入水口进入水
箱，在通过一个出水口进入排水箱，之所以用两个入水口是考虑到进水会带来液位的波动从而给控制器的控制带来困难所以通过两个入口从底部进水，但虽然减少了液位波动但也造成了一些负面影响：入水管中的压强会随着液位的上升而变大，在实际成产中可能会导致事故。 安置在系统中的传感器将系统的状态（温度，水箱液位，入水管压强）通过电流形式上传给上位机，通过控制器的计算再输出电流控制执行器，如：电动阀的开度，加热器等从而达到系统的反馈控制。 传感变送系统 传感器：压力传感器：测量液位高度用的压力传感器为集成压力传感器，通过内部电路将压力信号转化为4~20mA标准信号传送给控制器P909。传感器安装在容器的底部，传感器信号传送至P909。 二．控制原理 控制系统框图： 本系统使用的是PID控制，但PID控制器的参数与系统所处的稳态工况有关。一旦工况改变了，控制器参数的“最佳”值也就随着改变，这就意味着需要适时地整定控制器的参数。但PID 参数复杂繁琐的整定过程一直困扰着工程技术人员。因此研究PID参数整定技术具有十分重大的工程实践意义。 在实时控制中，一般要求被控过程是稳定的，对给定量的变化能够迅速跟踪，超调量要小且有一定的抗干扰能力。一般要同时满足上述要求是很困难的，但必须满足主要指标，兼顾其它方面。参数的选择可以通过实验确定，也可以通过试凑法或者经验数据法得到。