本站原创本文是一篇计算机控制系统论文范文,关于计算机控制系统类在职研究生毕业论文,关于微型计算机控制系统设计相关毕业论文的格式范文。适合计算机控制系统及自动控制及控制系统方面的的大学硕士和本科毕业论文以及计算机控制系统相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：本文主要详细的介绍了应用微型计算机来实现控制系统,分别对控制系统的原理、组成及其在工业过程中的应用进行了阐述.主要针对炉温计算机控制系统的硬件与软件进行设计分析.
关 键 词：微型计算机；生产过程；炉温控制
近年来利用计算机来实现生产过程自动控制的系统已经逐渐占据了自动控制技术的主导地位,并且为自动控制技术的发展和应用开辟了广阔的新天地.计算机技术自20世纪50年代以来完成了从开创时期到微型计算机时期的蜕变,而其控制理论也在不断的完善,从基本的香农采样定理到模糊智能控制.随着科学技术的不断进步,计算机控制技术在系统中的应用也越来越广泛,而计算机控制系统终会实现网络化、扁平化、智能化和综合化.
一、微型计算机控制系统概述
1、计算机控制系统的定义及组成
计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机,简称工控机）来实现生产过程自动控制的系统.其主要由计算机和生产过程两大部分组成,其中可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等都可作为控制器,而其生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置.
2.计算机控制系统的工作原理
由图中可以看出控制器输出的数字信号经过D/A转换器输入到执行机构,执行机构作用在被控对象上来改变其被控变量,而被控量经测量变送及A/D转换器后可将模拟的被控量信号变换成数字信号反馈给控制器,再由给定的算法来确定控制器的输出值.这样就会形成了一个闭合的回路,可以通过自身的调节来实现工业过程的自动控制.
计算机控制系统原理图
三、微型计算机控制系统实例-炉温控制
下面以炉温控制系统为例,来设计一简单的微型计算机控制系统.
硬件设计下图是炉温控制硬件系统控制总体结构图：
这里主要采用无源的I/V变换电路,通过无源器件电阻来实现电流到电压的转换,并且加上电容来滤波和二极管来起到输出限幅等保护措施.多路转换开关是用来切换模拟电压信号的关键元件,利用多路开关可将各个输入信号依次地或随机地连接到信号放大电路上.常用的多路开关有CD4051、A/D7501、LF13508等.而A/D转换器可采用ADC0809,它是一种8位的A/D转换器,可以和单片机直接接口.它由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成.多路开关可选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入,共用A/D转换器进行转换.
其工作原理为：经温度传感器检测到被控对象的温度变量,由多路转换开关完成信号的采样、保持、滤波,再经信号放大电路放大信号,再由I/V变换单元,将电流信号转换为电压信号,送到A/D转换器中,其输出信号送到微处理器中,处理器根据反馈的温度信号与给定的温度进行比较,通过输出通道,使输出接近理想的输出值.
软件设计按照模块化设计思想,软件程序设计中包含多个子程序,主要包括：初始化子程序、温度采集子程序、控制算法子程序、中断服务子程序等,其中控制算法子程序可以采用PID控制算法、Smith预估算法、达林算法等.
结语本文详细的介绍了微型计算机控制系统的组成及其设计,了解了组成计算机控制系统的各个模块,并阐述了他们的原理与作用.最后,为了更好的加深理解,列举了炉温控制系统,实验结果表明,该系统能很好的控制炉温,使输出实时的跟随输入,温度偏差小.