计算机控制技术培训大纲
5页1、计算机控制技术培训大纲(一) 计算机控制技术基础1. 自动控制的基本概念(1) 自动控制的一般概念, 闭环负反馈控制,开环控制(2) 自动控制系统的组成及各组成部分的功用(3) 自动控制系统分类,连续控制系统, 计算机控制系统(4) 计算机控制系统的组成,特点,应用分类(5) 自动控制系统的基本要求, 脉冲响应, 阶跃响应2. 连续控制系统的数学描述(1) 控制系统的数学模型及建立数学模型的方法(2) 连续控制系统的微分方程描述, 线性系统, 非线性系统(3) 拉氏变换定义,主要性质,拉氏变换与反变换,拉氏变换的应用(4) 传递函数定义,性质, 零点, 极点, 特征方程(5) 典型环节及其传递函数(6) 系统方块图表示,串并联及反馈系统方块图的等效变换。 3. 连续控制系统分析与校正 (1) 一阶、二阶系统时域特性,系统时域特性的计算机求解(2) 系统稳定性的定义,连续系统稳定性的充要条件,稳定性的代数判据, 影响稳定性的因素(3) 系统稳态误差的定义, 计算稳态误差的方法, 系统无静差度, 减少稳态误差的方法(4) 频率特性的概念, 幅频相频特性, 对数频率特性, 典型环节的渐近对数
2、频率特性,系统开环频率特性(5) 稳定裕度、穿越频率概念, 稳定性的频域判据, 开环频率特性与闭环系统性能的定性关系(以二阶系统为例说明)(6) 闭环系统频域指标, 频带的概念(7) 系统校正概念,串联校正(PID校正), 测速反馈并联校正。4. 计算机控制系统的信号特性 (1) 计算机控制系统信号特性分析(2) 采样开关特性,采样信号的时域表示,采样定理(3) 信号幅值的量化,量化误差,量化方法。计算机控制系统的量化,量化对系统的影响(4) 零阶保持器的时域特性、频率特性、传递函数(5) 前置及后置滤波器的概念与作用5. 计算机控制系统的数学描述及系统分析(1) 离散系统差分方程描述(2) Z变换定义,主要性质,Z变换与反变换方法,用Z变换求解差分方程(3) 脉冲传递函数定义及性质,差分方程与脉冲传递函数的关系(4) 离散系统的方块图表示,方块图的等效变换,闭环传递函数的求取(5) 离散系统的稳定性,稳定的充要条件,低阶(1,2阶)系统代数判据,影响离散系统稳定性的因素(6) 离散系统的稳态误差(7) 离散系统的动态响应求取方法6. 计算机控制系统的控制算法及程序实现(1) 连续控制
3、算法的计算机实现:一阶差分变换及双线性变换(2) 数字PID算法:位置及增量算法,积分分离法,微分算法的改进,数字PID的参数整定(3) 控制算法的程序实现(直接实现,串联实现,并联实现)7. 控制用计算机系统(1) 控制用计算机系统的基本组成与配置(2) 对主机、模入模出通道、开入开出通道、采样保持等部件的要求以及性能指标的选取(3) 对实时控制软件的要求,实时控制软件的组成,编程语言选择,实时应用软件的开发过程(4) 实时控制系统中采样周期的选择及经验规则(5) 实时控制算法的编程:采样信号的变换处理,控制算法差分方程的实现, 控制算法编排实现时减少时延的方法, 控制算法中非线性特性的程序实现, 抗积分饱和算法, 速率及位置限制的程序实现等(6) 实时操作系统简述。8. 计算机控制系统的抗干扰与可靠性技术(1) 实时计算机控制系统的运行环境,干扰源,干扰种类(2) 抗干扰措施:屏蔽技术, 接地技术, 电源系统抗干扰措施, 看门狗电路的应用(3) 干扰的滤波技术:模拟滤波网络, 数字滤波算法及应用(4) 计算机控制系统可靠性:系统故障,可靠性特征量概念,提高单机可靠性措施,余度技术的
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