MFC电机运动控制的上位机模拟系统设计与实现(3)

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1.4 计算机控制理论发展简介

计算机控制是自动控制理论和计算机技术相结合的一门新兴学科，计算机控制技术是随着计算机技术的发展而发展起来的。自动控制技术在许多工业领域被广泛应用，但由于日益复杂的生产过程，质量控制的要求越来越高，控制简单理论有时也不能解决复杂的控制问题[9]。控制理论、先进的控制理论和计算机技术的发展结合起来，促进计算机应用计算机控制技术的不断进步。

近年来，计算机技术，自动控制技术，检测与传感技术，网络与通信技术，微电子技术，CRT显示技术，现场总线智能仪表，软件技术和自动控制理论的快速发展，计算机控制技术标准大大提高应用程序的计算机控制系统的跨越式发展。使用的计算机控制技术，人们可以生活在各种设备进行远程监控，控制技术无法完成日常任务，微电脑控制已经广泛应用于军事，农业，工业，航空航天及日常生活中的各个领域。

微型计算机控制技术是一门跨学科以及应用性、技术性、综合性都很强的专业技术课程，要求具备较强的自动控制理论、微型计算机原理、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础知识。通过学习，要求掌握计算机控制系统的控制理论分析和设计方法，具备基本的设计技能，能够设计一个简单的计算机控制系统。

1.5 论文研究内容

1.5.1 研究背景及意义

早在19世纪30年代，已进出现步进电机，那时候的步进电动机实际上是一种可以自由回转的电磁铁，工作原理同今天的反应式步进电动机没有什么区别[10]。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的致动器。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。改变脉冲频率可以很容易地改变速度。因为你可以精确地控制步进电机的旋转角度，实现开环控制，步进电机广泛应用于打印机等办公自动化设备及各种控制设备。

随着工业生产和计算机技术的日新月异, 微型计算机在工业控制领域的应用越来越广泛。利用微型计算机可以存储更多的数据, 进行复杂的运算, 还可以通过多种形式对信息进行显示[2]。此外，您可以设计一个高效，友好的用户界面，对系统进行控制。因此吸引众多科研人员的关注，并已取得了一定的成果。在实际应用中，往往首先通过上位机模拟的方式验证控制系统的逻辑功能。

步进电机的角位移或线位移正比于的脉冲数，并且其线速度或转速正正比的脉冲频率。在负载能力范围内不会因电源电压、负载、环境条件的波动而变化。步进电机也可以在很宽的范围内，通过改变脉冲频率，速度，能够快速启动，反转及制动，也有一定的自锁功能。步进电动机的上述特点使得由它和驱动控制器组成的开环数控系统。既具有较高的控制精度可以稳定可靠地工作。

步进电动机的特殊工作原理使得它不能简单的直接接到普通的交流或直流电源上运转，并需要专门的驱动器，步进电机及其驱动是一个不可分割的整体。步进电机运动控制系统的性能在很大程度上由驱动器的性能限制。一个很好的控制器，可以在很大程度上提高运行性能，所以步进电机运动控制系统，驱动控制器的设计是一个重中之重。文献综述

随着计算机系统的普及与外围设备技术的发展，计算机及外围设备之间的通信变得越来越重要[11]。由于串行通信的传输线路发送信息位的位，使用的导线的传输，并且可以利用现有的电话网进行信息传送，因此，特别适合于长距离传输。对于那些与计算机相距不远的人－机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等，采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面，采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中，各CPU之间的通信一般都是串行方式。因此，串行接口是一个常用的接口的计算机应用系统。