第6章-控制系统及接口设计(机电一体化系统设计-冯浩)ppt课件.pdfVIP

第6章 控制系统及接口设计 ¡6.1 概 述 ¡机电一体化产品的控制系统种类繁多，但基 本结构和功能是相同的。以微控制器为基础 的数字式控制是控制系统实现的主要形式 1 6.1.1 控制系统的基本构成 ¡控制系统是机电一体化产品中重要的组成部 分，主要实现控制、协调和信息处理功能 控制系统是由控制装置、执行机构、被控对 象及传感与检测装置所构成的整体，其基本 构成如图所示 2 ¡以控制系统（微电子系统）为出发点，机电 系统中各要素与子系统的相接处必须具备一 定的联系条件，这种联系条件就是接口。接 口有联系机械系统与微电子系统（控制系统） ，对两者进行调整、匹配和缓冲的机电接口； 联系操作者与机电系统（主要是控制系统）， 负责两者之间信息交换的人机接口 3 6.1.2控制系统的分类 ¡被控对象从简单到复杂，千变万化，机电一 体化产品所采用的控制系统的形式也各有不 同。控制系统的分类方法繁多，常见的分类 方法有： ¡1) 按控制器所依据的判定准则中是否有被控 对象状态的函数，可将控制系统分为顺序控 制系统和反馈控制系统。 4 ¡2) 按系统输出的变化规律可将控制系统分为 镇定控制系统、程序控制系统和随动系统。 ¡ 3) 按系统中所处理信号的形式可将控制系统 分为连续控制系统和离散控制系统。 ¡ 4)按被控对象自身的特性，还可将控制系统 分成线性系统与非线性系统、确定系统与随 机系统、集中参数系统与分布参数系统、时 变系统与时不变系统等。 5 6.2单片机接口及控制系统设计 ¡单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规 模集成电路技术把具有数据处理能力的中央 处理器CPU 、随机存储器RAM、只读存储器 ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时 器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而 完善的计算机系统。 6 7 8 9 10 ¡单片机控制系统的设计的关键在于单片机接 口电路设计和控制算法的设计。 11 6.2.1单片机接口的作用和功能 ¡单片机接口主要负责接收、解释并执行CPU 发出的命令，传送外设的状态，以及双方的 数据传输，管理双方的工作逻辑，协调它们 的工作时序。总之，单片机接口部件作为 CPU与外设之间