2015计算机控制复习
计算机控制系统复习资料(精简版 列出重点知识点)
第一章概论，讲述计算机控制系统的发展过程；计算机控制系统在日常生活和科学研究中的意义；计算机控制系统的组成及工作原理；计算机控制的特点、优点和问题；与模拟控制系统的不同之处；计算机控制系统的设计与实现问题以及计算机控制系统的性能指标。
1.计算机控制系统与连续模拟系统类似，主要的差别是用计算机系统取代了模拟控制器。
2.计算机系统主要包括：．A／D转换器，将连续模拟信号转换为断续的数字二进制信号，送入计算机；．D／A转换器，将计算机产生的数字指令信号转换为连续模拟信号(直流电压)并送给直流电机的放大部件；．数字计算机(包括硬件及相应软件)，实现信号的转换处理以及工作状态的逻辑管理，按给定的算法程序产生相应的控制指令。
3.计算机控制系统的控制过程可以归结为：．实时数据采集，即A/D变换器对反馈信号及指令信号的瞬时值进行检测和输入；．实时决策，即计算机按给定算法，依采集的信息进行控制行为的决策，生成控制指令；．实时控制，即D/A变换器根据决策结果，适时地向被控对象输出控制信号。
4.计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。
5.自动控制，是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。
6.计算机控制系统的特性系统规模有大有小系统类型多种多样系统造价有高有低计算机控制系统不断推陈出新7.按功能分类1)数据处理系统2)直接数字控制（DDC）3)监督控制（SCC）4)分散型控制5)现场总线控制系统按控制规律分类1)程序和顺序控制2)比例积分微分控制（PID）3)有限拍控制4)复杂控制5)智能控制按控制方式分类1)开环控制2)闭环控制9.计算机控制系统的结构和组成控制算法软件网络硬件11.硬件平台运算处理与存储部分：CPU，存储器（RAM，ROM，EPROM，FLASH-ROM，EEPROM以及磁盘等），时钟，中断，译码，总线驱动等。
输入输出接口部分：各种信号（模拟量，开关量，脉冲量等）的锁存、转换、滤波，调理和接线，以及串行通讯等。
计算机控制技术复习资料
第一章1）简述计算机控制系统与常规仪表控制系统的基本结构及主要异同点。
基本结构：相同点：1、结构基本相同，功能相同。
2、计算机控制系统是在常规仪表控制系统演变而来。
不同点：1、计算机控制系统能够实现复杂的控制规律，从而达到较高的控制质量。
2、由于计算机具有分时操作的功能，所以计算机控制系统具有群控的功能。
3、由于计算机的软件有恢复功能，所以计算机控制系统灵活性强。
4、由于计算机控制系统有有效的抗干扰，抗噪声，所以可靠性高。
5、由于计算机有监控，报警，自诊断功能，所以计算机控制系统的可维护性强。
2）分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。
1.主机组成：中央处理器（CPU）和内存储器(RAM和ROM)组成。
作用：根据输入通道送来的被控对象的状态参数，进行信息处理、分析、计算，作出控制决策，通过输出通道发出控制命令。
2.常规外部设备外部设备按功能可分成三类：输入设备、输出设备和外存储器。
输入设备有键盘、光电输入机、扫描仪等，用来输入程序、数据和操作命令。
输出设备有打印机、绘图机、显示器等，用来把各种信息和数据提供给操作者。
外存储器有磁盘装置、磁带装置、光驱装置，兼有输入、输出两种功能，用来存储系统程序和数据。
3.过程输入/输出通道过程输入通道又分为模拟量输入通道和数字量输入通道两种；过程输出通道又分为模拟量输出通道和数字量输出通道两种。
作用：主机和被控对象实现信息传送与交换的通道。
4.操作台操作台是操作员与计算机控制系统之间进行联系的纽带，可以完成向计算机输入程序、修改数据、显示参数以及发出各种操作命令等功能。
5.通信设备在不同地理位置、不同功能的计算机之间通过通信设备连接成网络，以进行信息交换。
第二章1）课本14页的图2-2 以4 位 D/A 转换器为例说明其工作原理假设D3、D2、D1、D0全为1，则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。
根据电流定律，有：由于开关 BS3 ~ BS0 的状态是受要转换的二进制数 D3、D2、D1、D0 控制的，并不一定全是“1”。
计算机控制技术复习题(含部份答案)
4、采样定理的基本内容是什么？对频带受限的信号,当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时，可以从采样值完全恢复原始的信号5、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法?所谓数字滤波，就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理，以便减少干扰在有用信号中的比重,提高信号的真实性。
程序判断法、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法、一阶惯性滤波法6、计算机控制系统中有哪几种地线？在计算机控制系统中，一般有以下几种地线：模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。
7、简述Smith预估控制的基本思想。
按照过程的动态特性建立一个模型加入到反馈控制系统中，使被延迟了τ时间的被控量超前反映到控制器，让控制器提前动作,从而可明显地减少超调量和加快控制过程.8、工业控制计算机系统的干扰源有哪几类？各类干扰又有哪些具体形式?电源干扰（浪涌、尖峰、噪声、断电）；空间干扰（静电和电场的干扰、磁场干扰、电磁辐射干扰）；设备干扰9、RS-485串行总线采用什么传输方式？它与RS—422A串行通信总线的区别是什么?RS—485串行总线采用的是不平衡传输模式。
区别在于RS-485为半双工工作模式，而RS422A为全双工工作方式，且RS—422A适用于两点之间进行高速,远距离通信，而RS-485适用于多点之间进行高速，远距离通信10、数字PID控制算法中，K P，T i，T D的物理调节作用分别是什么？Kp为比例增益，能减小误差，但不能消除稳态误差,但Kp加大会引起系统不稳定;Ti为积分时间常数，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡；Td为微分时间常数,可以减小调整时间，从而改变系统的动态性能11、如何消除尖峰脉冲干扰？选用供电比较稳定的进线电源，利用干扰抑制器消除尖峰干扰,采用交流稳压器稳定电网电压，电源异常的保护图一12、模拟量输入接口设计主要解决哪几个方面的问题？数据输出线的连接方式；选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法；电源和地线的处理;与计算机信息传递的方式三、现已知某炉的温度变化范围为0—1000°C 。
2015测控专业计算机控制技术》复习大作业
2015年上学期《计算机控制技术》复习提纲=====================================================复习内容一：本学期每章节布置做过的习题复习内容二：如下整理的各题型一、选择题（共20题）1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。
A．A/D转换器B．双向可控硅C．D/A转换器D．光电隔离器2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（）器件完成控制量的切换工作。
A．锁存器锁存B．多路开关C．A/D转换器转换D．反多路开关3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值（）。
A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值4. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（）。
A．阳极B．阴极C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（）实现的。
A．改变定子的通电方向和通电占空比B．改变转子的通电方向和通电占空比C．改变定子的通电电压幅值D．改变转子的通电电压幅值6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（）A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作D．SCC计算机与控制无关7. 键盘锁定技术可以通过（）实现。
A．设置标志位B．控制键值锁存器的选通信号C．A和B都行D．定时读键值8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（）。
A．0．3 伏以下B．0．7伏以上C．-3伏以下D．+3伏以上9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（）提高信/躁比。
A．只能通过模拟滤波电路B.只能通过数字滤波程序C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（）。
计算机控制技术复习资料
填空题1.控制信号和时序信号2.被控对象、检测模块、反馈部分3.单工；半双工；全双工4.位同步、帧同步和网同步5.语义、语法、时序6.1物理层、2数据链路层、3网络层、4传输层、5会话层、6表示层、7应用层名词解释1. 通信的双方可以同时发送和接收信息的信息交互方式2. 同步是一种计算机术语，一般指的是在两个或多个数据库、文件、模块、线程之间用来保持数据内容一致性的机制3. 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。
时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。
4. 量化，在数字信号处理领域，是指将信号的连续取值（或者大量可能的离散取值）近似为有限多个（或较少的）离散值的过程。
5. 现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题简答题1.控制器由程序计数器(以下简称PC)和指令寄存器(以下简称IR)以及控制单元(以下简称CU)组成.PC用来存放当前将要执行的指令所在的地址,也就是地址指针.它于MAR(存储器地址寄存器)有直接的通路,MAR把指令地址提供给PC.同时PC自动加1.指向下一条要执行的指令.IR用来存放当前指令.IR的内容来自内存的MDR(存储器数据寄存器)他的控制过程是:PC做计数器安排指令的执行次序.并提供指令存储的地址供取指令.IR用来储存当前运行的指令,并送与CU解释指令,执行指令2.网络控制技术是大量采用了Internet技术的新型网络控制技术，它可以实现传统SCADA（管理控制与数据采集）系统的全部功能，同时在许多性能上实现了关键性的突破。
它是一个集合了Internet、嵌入控制、软件、网络、网页设计等技术的完善控制系统。
这一控制技术的出现堪称是控制技术领域的一次革命。
计算机控制复习资料
复习资料1.从本质上讲，计算机控制系统的工作过程可归纳为：实时数据采集、实时控制决策、实时输出控制。
2.计算机控制系统的软件组成包括：系统软件、应用软件3.计算机控制系统的硬件组成包括：4.计算机控制系统的典型形式有：数据采集和监视系统、直接数字控制系统(DDC)、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统。
5.具有如下特点的控制系统属于集散控制系统：“采用分散控制、集中操作、分级管理和综合协调的设计原则与网络化的控制结构，形成分级分布式控制。
”6.所谓总线就是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和传输信息的信号线，信息包括指令、数据和地址。
7.总线按其传送数据的方式可分为串行总线和并行总线；8.数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息（数据和指令代码）。
具有三态（高阻、“1”和“0”三种状态）控制功能，而且是双向传输的，即CPU通过数据总线可以接收来自其它部件的信息，也可以通过数据总线向其它部件发送信息。
9.数据线的宽度表示了总线数据传输的能力，反映了总线的性能。
10.地址总线用来传送CPU要访问的存储单元或I/O接口地址信号。
地址信号一般由CPU发往其它芯片，属于单向总线，但也具有三态控制功能。
11.地址总线的数据位数决定了该总线构成的微机系统的寻址能力。
12.控制总线用于传输控制命令和状态信息。
根据不同的使用条件，控制总线有的为单向，有的为双向；有的为三态，有的为非三态。
13.接口是计算机与外部设备（部件与部件之间）交换信息的桥梁，它包括输入接口和输出接口。
14.CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：速度不匹配、时序不匹配、信息格式不匹配、信息类型不匹配。
因此，I/O设备一般不和微机内部直接相连15.接口的作用主要就是为了解决计算机与外部设备连接时存在的各种矛盾。
16.在计算机和生产过程之间传递和变换信息的装置称为输入输出过程通道。
17.计算机控制系统的过程通道分为四类：模拟量输入通道和模拟量输出通道，数字量输入通道和数字量输出通道。
计算机控制复习笔记
第一章：绪论1)计算机控制系统典型结构：2)计算机控制系统的控制过程三个骤：（1）数据采集（2）计算控制量（3）输出控制信号3)计算机控制的特点：（1）控制规律的实现灵活、方便。
（2）控制精度高。
（3）控制效率高。
（4）可集中操作显示。
（5）可实现分级控制与整体优化。
（6）存在着采样延迟。
4)计算机控制系统的分类：一、操作指导控制系统二、直接数字控制系统三、监督计算机控制系统四、分布式控制系统5)计算机控制系统的控制器是由计算机承担的，控制规律是计算机通过软件来实现的。
计算机控制系统的核心部分是数字控制器，控制性能的优劣主要由计算机控制器的设计决定。
由计算机控制系统包含数字信号也包含连续信号第二章：计算机控制系统的设计1)计算机设计方法两种：1、基于连续系统设计方法的模拟化2、基于离散系统设计方法的直接数字化 2) 信号类型：按时间分：连续时间信号、离散时间信号 按幅值分：模拟量：时间、幅值都连续 离散量：时间轴离散，幅值连续数字量：时间离散，幅值离散（用二进制编码表示） 3) 采样：把时间和幅值上均连续的模拟信号，按一定的时间间隔 （采样周期T ）转变为只在瞬时才有脉冲输出信号4) 保持：在满足采样定理的条件下，采用保持器将计算机输出的离散信号恢复为被控对象能够接受的连续模拟信号。
5) 脉冲传递函数定义：在初始条件为零时，系统输出量的Z 变换与输入量的Z 变换之比6) 控制系统的差分方程一般表示为:7) 两者可以互换：ay(k-i) 的Z 变换为a*（z 的﹣i 次方）*Y(z) 8) S 平面到Z 平面的映射 :单位圆内部对应左半s 平面 9) 计算机控制系统的设计步骤： 1．设计模拟控制器 2．选择合适的采样周期)()()(z R z Y z G =)()2()1()()()2()1()(21021m k r b k r b k r b k r b n k y a k y a k y a k y m n -+-+-+=-++-+-+3．模拟控制器的离散化 4．仿真校验是否达到设计要求 5．数字控制器的计算机实现 10) 模拟控制器离散化方法（计数）1．后向差分法：2．双线性变换法：3．加零阶保持器的Z 变换方法(可能不考):11) 直接数字化设计步骤：(书P26)1．求系统广义脉冲传递函数 G(Z) ，即对带有零阶保持器的被控对象传递函数进行 Z 变换。
2015计算机控制技术复习提纲
2015计算机控制技术复习提纲1.计算机控制系统概念及其组成。
2.计算机控制系统的工作原理。
3.在线方式与离线方式。
4.常用计算机控制系统主机。
5.计算机控制系统的典型形式种类与特点。
（操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散型控制系统、现场总线控制系统）。
6.了解几种常用的片级总线、系统总线和外部总线。
7.RS-232、RS-485、RS-442、USB总线的特点（电气、物理）与区别。
8.CPU与I/O设备进行数据交换时存在的问题。
9.IO端口的分类与功能。
10.计算机IO端口地址选用原则。
11.熟悉IO端口的三种地址译码方法和原理，看懂图2-9译码电路图。
12.计算机数字量接口和过程通道的概念和特点(看懂电路和编程)。
13.熟悉数字量通道三种输入调理电路的原理和特点。
14.小功率直流驱动电路的形式和特点。
15.熟悉大功率驱动电路的形式和特点（光电隔离、继电器、接触器），了解固态继电器原理。
16.由三极管驱动的继电器的电路形式是怎样的？其中的续流二极管的作用。
如果将继电器接在三极管e级有什么缺点？17.理解图2-19原理。
18.模拟量输入接口和过程通道的概念和特点(看懂电路和编程)。
19.哪些是标准的接口信号？为什么要采用标准的电压、电流信号？哪一种最常用？为什么？20.理解图2-21与2-22调理电路的原理作用。
21.画出有源I/V变换和无源I/V变换的电路，并说明其工作原理。
22.简述多路转换器的作用，什么时候需要采用多路转换器？23.为什么要对模拟信号采样？模拟信号的采样特点，香农采样定理的要点。
24.量化的概念：用一组数码逼近离散模拟信号的幅值，量化误差：± q/2，量化单位q=(y max-y min)/(2n-1)。
25.采样保持器电路结构、工作原理。
26.模拟信号最高频率、孔径时间和量化精度的相互关系。
27.A/D转换器的主要技术指标。
（转换时间、分辨率、量程）28.A/D转换器ADC0809与计算机的连接（带8通道模拟开关的8位逐次逼近A/D转换器，转换时间100us, 误差±1/2LSB）。
计算机控制系统复习资料
计算机控制系统复习第一章·绪论一．计算机控制系统的基本结构，控制过程，实时概念？基本结构：控制过程：1数据采集及处理2.实时控制和信息处理实施概念：信号的输入计算和输出都要在一定时间（采样间隔）内完成二．计算机控制系统的组成（框图）硬件：计算机过程输入、输出通道外部设备操作台软件：系统软件应用软件三．计算机控制系统的特点1.模拟、数字混合系统2. 便于修改控制规律3. 可实现复杂的控制规律4. 离散控制5.可分时控制多个回路6.便于实现控制与管理一体化四．计算机控制系统的类型及各自特点1.操作指导控制系统：结构简单控制灵活和安全，但人工操作，速度受限2.直接数字控制系统：参与闭环控制，最普遍3.监督计算机控制系统：4.分级计算机控制系统：将控制任务分散，用于多台计算机分别执行不同任务，既能控制又能管理第二章一．开关量输入信号的基本类型，几种预处理方法及光耦器件的工作原理及作用基本类型：1. 一位的状态信号。
如阀门的闭合与开启、电机的启动与停止、触点的接通与断开。
2. 成组的开关信号。
如用于设定系统参数的拨码开关组等。
3. 数字脉冲信号。
许多数字式传感器(如转速、位移、流量的数字传感器)将被测物理量值转换为数字脉冲信号，这些信号也可归结为开关量。
预处理方法：1信号转换处理2安全保护措施 3 消除机械抖动影响4 滤波处理5隔离处理6光电耦合器件原理与使用光耦器件工作原理：采用光作为传输信号的媒介，实现电气隔离。
作用：用于现场设备与计算机系统之间的隔离保护二．开关量输出信号的具体通道设计1. 隔离处理2. 电平转换和功率放大：小功率低压开关量输出继电器输出可控硅输出功率场效应输出集成功率电子开关输出三．多路A\D转换系统的设计方案三种1采用集成多路A/D转换器2每个模拟量输入配置一个A/D转换器3多路模拟量输入复用一个A/D转换器四．采样/保持器的作用，工作原理作用：在进行模数转换时，如果模拟信号的频率较高，就会由于A/D转换器的孔径时间(即转换时间)而造成较大的转换误差，其作用为克服该误差原理：采样保持器平时处于“采样”状态，跟踪输入信号变化：进行A/D转换之前使其处于“保持”状态，则在A/D转换期间一直保持转换开始时刻的模拟输入电压值；转换结束之后，又使其变为采样状态是否设置采样保持器应根据模拟输入信号的变化频率和A/D转换器的孔径时间来确定五．模拟输入信号的隔离措施1.光电隔离：在计算机接口和A/D转换电路之间实施光电隔离。
计算机控制复习
1.计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。
软件由系统软件和应用软件两部分组成。
硬件包括哪些内容。
2.计算机控制系统的四种类型的信号及位置，结合图能够进行说明。
3.控制的过程通常被分为实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
4.能够区分实时、在线、离线的概念。
5.计算机控制系统的分类及主要特点。
（明确以什么分类，各个分类又有哪些内容。
）6.分散控制系统的特点。
（分散控制，集中管理）7.按照被控对象的规模，参加控制的计算机可被分为单片微型计算机、可编程逻辑控制器（PLC）、STD总线工业控制机、工业PC机。
8.嵌入式的概念。
9.大型火电机组过程计算机控制的主要功能系统。
10.火电厂热工自动化发展前景。
11.能说明常规控制系统、计算机控制系统、分散控制系统、现场总线控制系统、厂级监控系统的概念和内涵，并能说明这些系统之间的主要区别。
12.集散控制系统和现场总线控制系统有什么区别和联系。
第二章：计算机控制系统的硬件基础1.计算机理论的三个层次。
2.冯·诺依曼(Von Neumann)计算机由5个组成部分构成，他们是？系统总线（内部总线）有那些？3.能够区分微处理器、微机、微机系统的概念，多板机、单板机、单片机的概念。
4.能够区分接口和端口。
5.计算机与外设之间的数据传送方式有程序控制方式(分为无条件传送方式和条件传送方式查询方式)、中断方式和DMA(Direct Memory Access，直接存储器存取)方式。
6.OPC的概念。
7.能说明PC总线、ISA总线、PCI总线的关系和特点。
8.能说明I/O接口有那些实现方式及功能。
9.过程通道的概念、功能、分类10.采样的概念、香农定理的内容，为什么要对输入输出信号进行保持、简述什么是零阶保持器。
11.量化、量化过程、量化单位、量化误差。
12.为什么要使用采样保持器。
13.能解释逐次逼近式A/D转换器的原理，并能计算具体的逐次逼近过程。
14.模拟量输入通道分辨率、精度的概念。
计算机控制工程复习(含答案)资料
计算机控制工程复习题一、填空题1.根据计算机在控制中的典型应用，可将计算机控制系统划分为操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分布式控制系统和现场总线控制系统。
2.计算机控制系统由硬件和软件两部分组成。
3.假设比特率为B bps，一次谐波频率为B/8 Hz，普通语音级线路截至频率为3000Hz，则允许通过最高谐波次数为24000/B 。
4.数字通信系统主要技术指标为传输速率、出错率、信道容量。
5.实现数据交换方法主要有电路交换、报文交换及分组交换。
6.RS232串口标准传输方式为单端收发，RS485标准传输方式为平衡传输方式。
7.常用的软件调试方式有强行排错法、回溯排错法、归纳排错法及演绎排错法。
8.MSComm控件传输数据类型可分为纯文本数据和二进制数据。
9.使用WinAPI编写串口通信程序读写操作有同步和异步两种方式。
10.基于WinAPI串口通信程序数据接受主要有查询和事件驱动两种方式。
11.Windows多线程编程方式主要有Win32API、标准C库以及MFC类库三种方式。
12.在Windows多线程编程方式中，线程之间主要采用全局变量和自定义消息两种方式进行通信。
13.Win32API提供临界区、互斥对象、信号量及事件对象实现线程之间的同步。
14.控制网络和信息网络集成主要采用网络互联、动态数据交换及数据库技术。
15.软件体系结构主要包括B/S、C/S及单机三种模式。
二、简单题1、试阐述网络体系结构、层次模型及协议之间的关系。
参考答案：层次模型决定是网络模型的分层数及每层的功能定义；协议描述对等层之间的数据传输方式；网络体系结构包括层次模型及协议两个方面。
2、试阐述协议、服务、接口之间的关系；参考答案：服务即功能；接口即调用方式；协议则是服务的实现方式。
三者是紧密相关的。
3、在计算机和单片机通信过程中，考虑下位机（单片机）程序为测试程序，上位机（PC）程序为被测试程序，试举例说明二者正常数据采集（通信）过程。
计算机控制系统复习资料
一、填空（每空1分，共15分）1、计算机控制系统的工作可归纳为三个步骤，分别是实时数据采集、实时控制决策和实时控制输出。
2、实时是指信号的计算、输入和输出都要在一定时间范围那完成。
在线是指生产过程和计算机连接并受计算机控制。
一个实时系统一定是在线系统，一个在线系统不一定是实时系统，3、在计算机控制系统中，抑制共模干扰的常见方法有变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽及采用仪表放大器提高共模抑制比。
4、数字量输入接口元件74LS244的作用是用来隔离输入和输出线路，在两者之间起缓冲作用。
6、串口通讯速率9600 bps 的含义为每秒钟传送9600位二进制数。
7、在PID控制中，微分的作用是可以减小超调量，克服振荡，使系统稳定性提高。
8、假设步进电机转子有40个齿，采用双三拍工作方式，则其步距角为360/3*40=3度。
9、RS-485采用平衡差分电路，能有效消除信号地线干扰，因此其抗干扰能力较好。
10、前馈控制完全补偿的条件是使扰动引起的被控量变化为零。
11、多变量控制系统解耦的条件是系统的闭环传递函数矩阵为对角线矩阵。
二、选择题(每题2分，共18分)1．一个连续系统，在参数不变的情况下将其改造为计算机控制系统，它的稳定性与原连续系统相比将 B 。
A变好； B 变坏； C 不变。
2．设要加工第一象线逆圆弧AB，当前加工点的偏差判别式0F，为了逼进圆弧，则下一>m步应向A进给一步。
A x-；B x+；C y-。
+；D y3．某系统的Z传递函数为Φ(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是 B 。
A稳定的；B不稳定的； C 临界稳定的。
4．连续系统传递函数的一个极点P=-5，Z变换后将映射到Z平面的 C 。
A单位园外；B 单位园上； C 单位园内。
5．在最小拍控制系统中，针对一种典型输入函数)Φ用(z(zR设计得到的闭环脉冲传递函数)于次数较高的输入函数)R时，系统输出将 B 。
计算机控制技术复习要点
1.计算机控制系统是以计算机为控制核心的自动控制系统或过程系统。
2.计算机控制系统是由计算机和工业对象两大部分组成。
3.计算机控制系统的硬件一般由微型计算机，外设部分，输入/输出通道，操作台等组成。
4.工控机的一般特点①工控机的可靠性和可维修性比较强。
②环境适应性强。
③控制的实时性。
④较完善的输入/输出通道。
⑤较丰富的软件。
⑥适当的计算机精度和运算速度。
5.什么是过程通道：为了实现计算机对生产过程或装置的控制，需要将对象的各种测量参数按要求的方式送入计算机，经计算机运算处理后的数字信号也要变换成适合于对生产过程或装置进行控制的形式。
因此，在计算机和生产过程之间必须设置信息传递和变换装置，这种装置称为过程通道。
6.过程通道包括模拟量输入通道，模拟量输出通道，数字量输入通道和数字量输出通道。
7.开关量输入信号的调理方法：①信号转换电路。
②滤波电路。
③保护电路。
④消除触电抖动。
⑤光电隔离技术。
8.发光二极管的作用是将电信号转换为光信号。
9.若键盘上闭合键的识别由专门硬件实现，则称为编码键盘。
若靠软件实现，则称为非编码键盘。
10.非编码键盘包括：①独立式连接的非编码键盘。
②矩阵式连接的非编码键盘。
11.将七段发光二极管阴极都连接在一起，则称为共阴极接法，当某个字段的阴极为高电平时对应的字段就点亮。
共阳极接法是将LED显示器的所有阳极并接后连接+5v电源上，当某一字段的阴极为0时，对应的字段就点亮。
12.液晶显示器的显示方式有笔段式，点阵字符式及点阵图式。
13.顺序控制方式，是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序顺序的经行工作。
14.顺序控制包括时间顺序控制系统，逻辑顺序控制系统和条件顺序控制系统。
15.所谓逐点比较插补法，就是它每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行一次比较，看这点在给定轨迹的上方或下方，还是在给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向。
如果在给定轨迹的下方，下一步就向给定轨迹的上方走，如果在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走，，，，，如此，走一步，看一看，比较一下，决定下一步的走向，以逼近给定轨迹，即形成逐点比较法插补。
计算机控制期末复习
计算机控制技术复习第一章2. 什么是计算机控制系统？计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。
3．常规控制系统的一般形式分为那两类？闭环控制系统、开环控制系统4. 计算机控制系统的工作步骤分为哪几步？答:计算机的工作步骤分为3步:实时数据采集,实时数据决策和实时数据处理.5. 计算机控制技术的工作方式有哪几种和各自的含义？答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式.生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式，生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人们进行联系并做相应操作的方式称为离线方式。
所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定时间范围内完成。
在线系统不一定是实时系统，丹实时系统必定是在线系统。
6.为什么要强调计算机控制中的实时性？答:所谓实时性,就是指信号的输入,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性.7．如何保证系统的实时性？8. 常用的计算机控制系统主机有哪几种？答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器. 9．生产过程主要包括哪些装置？（被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等）10. 计算机控制系统中集散控制系统的体系结构分为哪几部分？答:计算机控制系统中集散控制系统(DCS)的体系结构分为分散过程控制级,集中操作监控级,综合信息管理级三部分.11．什么是操作指导控制系统？有那些优缺点？计算机测得的信号数据，根据一定的控制算法，计算出可供操作人员选择的最优操作条件及操作方案优点：结构简单，控制灵活和安全缺点：开环控制。
由人操作，实时性12．什么是直接数字控制(DDC)？有那些优缺点？计算机首先通过模拟量输入通道、开关量输入通道实时采集数据，然后按照一定的控制规律进行计算，最后发出控制信息，并通过模拟量输出通道、开关量输出通道直接控制生产过程。
计算机控制复习资料
1.计算机控制系统的组成以及采集系统和控制系统的作用? 答：微机接口电路计算机系统组成外围设备工业生产对象采集系统作用：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。
控制系统作用：对采集到的被控量进行分析和处理，并按照已定的控制规律，决定将要采取的控制行为，最后根据控制决策发出控制信号，完成控制任务。
2．各种微机系统的优缺点？（只需写出常见的三种即可）答：1）直接控制系统（DDC）优点：结构紧凑、轻便灵活、便于维护、有较高的抗干扰能力和控制精度、操作方便。
缺点：受运行速度和内存容量的限制，一般只能按预定工艺参数进行工艺过程控制。
2）操作指导控制系统优点：结构简单，控制灵活和安全。
缺点：人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
3)集散控制系统（DCS）优点：系统结构灵活、操作管理便捷、控制功能丰富、安装调试方便、安全可靠性高。
缺点：系统成本较高、各厂商的DCS有各自的标准，不能互联。
4）现场总线控制系统（FCS）优点：较高的性价比、安装简便、强大的故障诊断能力、设计、安装、调试、维护费用低。
缺点：与经历了二十多年不断发展和完善的DCS系统相比在某些方面尚存在着一些问题，要在复杂度很高的过程中应用FCS尚有一定的难度，还需不断完善。
3.数字量输入输出接口结构及常用调节电路答：数字量输入通道结构：总线数字量输出通道结构：总线调节电路在书本P30~P324.模拟输入通道的组成以及I/V有源/无源电路设计答：模拟输入通道的组成有源I/V转换电路5.已知ADC 字长，孔径等条件，求频率？例如已知A/D 转换精度小于0.1%，ADC 字长为10，孔径时间为10us ，计算正弦波的最大频率为多少? 答：σ（误差百分比）=2*pi*f*t (A/D)*100 0.1=2*3.14*f*10*10-6f=16HZ6.抗干扰的种类以及各自的优缺点？串模/共模干扰抑制方法？优点：效率高缺点：成本高，体积大优点：投资低，硬件开销小缺点：耗CPU,影响效率，实时性差与系统结构有关，和制造工艺有关（如分布电容）串模干扰抑制方法：1）滤波2）尖峰型串模干扰：通过双积型 电路3）来自电磁感应的干扰：在前置放大电路提高性噪比4） 选择逻辑器件，利用特性抑制噪声5）采用双绞线减少电磁干扰。
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第一章1.计算机控制系统的组成。
由控制器、D/A转换器、执行机构、A/D转换器、被控对象等组成。
2.计算机控制系统的分类。
按照功能分为：数据处理系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分级计算机控制系统、集散控制系统。
按控制规律分为：程序和顺序控制、比例积分微分控制、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。
按控制方式分为：开环控制系统和闭环控制系统。
第二章1.采样的定义，离散系统的定义。
把时间上连续的信号变成时间上离散的采样信号或数字信号的过程称为采样。
离散系统指的是：系统中一处或几处的信号是一串脉冲或数字信号，如采样系统或数字控制系统。
2.采样周期的定义、周期采样、同步周期采样、多速率采样、随即采样的定义。
采样开关相邻两次闭合瞬间的时间间隔T称为采样周期。
周期采样:若在采样过程中T不变，则为周期采样。
同步周期采样：指系统所有采样开关的T都为相等的常数且都同时开闭。
多速率采样：指各采样开关以各自不同的T进行采样。
随机采样：指各采样周期是随机变化的。
3.香农定理的内容、意义及确定。
若()f t 是一个带宽为2max ω的有限带宽信号，则由采样信号*()f t 能够无失真地恢复到原信号的()f t 条件为：s ω≥2max ω。
其中2s Tπω=为采样角频率意义：采样定理给出了采样后的离散信号能保持原连续信号全部特征所需的最低采样频率。
确定s ω≥2max ω依据：离散信号（采样信号）频谱的主频谱和辅频谱互相分离，不产生频谱混叠。
4.采样保持器的主要作用。
（1）将模拟信号在t=KT 时刻的采样值保持到A/D 转换结束，减少转换误差；（2）减少D/A 输出脉冲特性，保证控制信号输出的连续性；（3）通过一路D/A 输出，把信号分配到多路输出，实现多路同步动作；5.Z 变换及Z 反变换。
Z 变换是用来分析和综合线性离散时间系统的一种数学工具。
连续信号()x t 、采样输出信号*()x t 和单位脉冲序列()T t δ之间有以下关系：*0()()()()()T k x t x t t x kT t kT δδ+∞===-∑z 反变换即如何由象函数F(z)求得序列f(kt)或采样函数f*(t)。
6.Z 变换后的性质。
1．线性性质 2.延迟定理 3.超前定理 4.初值定理 5.终值定理6.复位移定理7.偏微分定理7.用Z变换求解差分方程。
解差分方程的步骤：1、利用超前定理，对差分方程两边取z变换；2、代入已知条件，整理后得Y(z)的表达式；3、对Y(z)求z反变换即可得原差分方程的解。
8.采样周期的选择原则及需考虑的因素。
采样周期选择：（1）系统受扰动情况若扰动和噪声都较小，采样周期T应选大些；对于扰动频繁和噪声大的系统，采样周期T应选小些；（2）被控系统动态特性滞后时间大的系统，采样周期T应选大些；对于快速系统，采样周期T 应选小些；（3）控制品质指标要求若超调量为主要指标，采样周期T应选大些；若希望过渡过程时间短些，采样周期T应选小些；影响采样周期选择的因素：（1）加于生产过程的扰动程度；（2）被控过程的动态特性；（3）使用的控制方式和执行机构的类型；（4）被控过程所要求的控制品质指标。
第三章1.脉冲传函的定义及求取，广义脉冲传函及求取。
脉冲传递函数定义为，在初始条件为零的前提下，系统输出信号的z 变换与系统输入信号的z 变换之比。
1()[()][[()]][()]G Z Z G s Z L G s Z g t -===所谓广义对象通常是指保持器环节和被控对象环节串联后所构成的连续时间系统。
广义对象的传递函数为12()()()()()()C z G z G z R z G z R z == 2.中间带采样开关与中间不带采样开关的串联系统的等效求法。
中间带采样开关的串联系统12()()()()()()C z G z G z R z G z R z ==其中()G z 12()()G z G z =为串联环节的开环脉冲传递函数。
中间不带采样开关的串联系统1212()[()()]()G z Z G z G z GG z == 其中，G1G2(z)是Z[G1(s)G2(s)]的简化记法。
3.闭环系统的脉冲传函的求取。
4.系统零极点在Z 平面上的分布情况对系统性能的影响。
采样系统脉冲传递函数的极点在z 平面上的位置，决定了系统动态响应的速度。
其中极点的模决定了系统脉冲响应序列是发散的还是衰减的，决定了系统的稳定性。
(1)如果系统所有的极点的模都小于1，或者说系统所有的极点都位于z 平面上以原点为圆心，以1为半径的单位圆内，则各项都对应着衰减的脉冲响应序列，随着，各项都趋向于零。
因此，系统是渐近稳定的。
()()()1()C z G z R z HG z =+(2)反之，若系统中有模大于1的极点，则当时，即使其它项都趋向于零，但是由于相应于模大于1的极点的那项的时间响应趋向于无穷大，造成系统单位脉冲响应也趋向于无穷大，因此系统为不稳定。
5.采样系统稳定性判据。
为了能利用劳斯判据，可以采用W 变换。
把z 平面上的单位圆变成ω平面上的虚轴,把单位圆的外部变成右半平面，把单位圆的内部变成ω左半平面，如图所示。
这样就可以通过劳斯判据判定ω平面上位于ω右半平面的特征根的个数来间接判定采样系统的稳定性。
W 变换是一双线性变换，令11z ωω+=-或11z z ω+=-，即构成W 变换。
朱利-阿斯特隆姆判据6.采样的稳态误差与什么有关？如何计算？采样稳态误差的一方面与系统本身的结构有关，另一方面与外作用特性有关。
采样控制系统的稳态误差与广义对象所对应的脉冲传递函数G(z)中所含z=1的极点个数密切相关。
在非阶跃输入时还和采样周期有关。
11()()()()1()lim lim k z z R z e e k z G z →∞→-∞==+ 7.建立计算机控制系统的数学模型常用的方法有哪两种？其基本思想是什么？一种是将连续的被控对象离散化，得到它所等效的离散系统模型，然后在离散系统的范畴内分析整个闭环系统。
另一种方法是将数字控制器等效为一个连续环节，然后采用连续系统的方法来分析与设计整个控制系统。
第四章1.数字控制器的两种设计方法及其思想是什么？数字控制器的设计方法：模拟设计法和直接数字设计法。
模拟设计法的思想：把整个控制系统看成是模拟系统，利用模拟系统的理论和方法进行分析和设计，得到模拟控制器后再通过某种近似，将模拟控制器离散化为数字控制器，并由计算机来实现。
直接数字设计法的思想：把广义对象离散化，得到相应的以差分方程、脉冲传递函数或状态方程表示的离散系统模型，然后用离散系统的理论和方法直接设计数字控制器。
2.PID参数整定的方法有哪些？其中的试凑法对参数整定的依据及整定的原则是什么？理论设计法、实验确定法（试凑法、工程整定法）依据：工程实践对控制系统的性能要求，PID参数对控制系统性能的影响。
原则：1）先整定kp。
将kp从小→大，使系统响应曲线略有超调，此时若系统无稳态误差或稳态误差已小到允许范围内，且认为响应曲线已属满意，则只需用比例调节器即可，而最优的kp即可确定。
2）若在1）的基础上稳态误差太大，则需加入积分环节。
整定时,先将1）中的kp略为缩小，再将Ti 置为一较大值并连续减少，使得在保持系统良好动态性能的前提下消除稳态误差。
反复进行，根据响应曲线的好坏反复修改kp和Ti ，以期得到满意结果。
3）若使用PI调节器消除了稳态误差，但动态响应仍不够满意，则可加入微分环节，构成PID调节器。
在整定时，先将Td设为零，再逐步增加Td并同时进行1）2）步的调整。
逐步凑试，直至满意。
3.位置式PID算法和增量式PID算法各有何特点？位置式PID算法：只要系统的偏差没有消除，积分作用就会继续增加或减少，最后使控制量达到上或下的极限值，使得系统进入饱和范围，此时有可能使输出超过正常范围，造成较大超调。
增量式PID算法：虽无累加和式，不会由积分项引起饱和，但当给定值突变时，比例及微分项的计算值也可能引起控制量超过极限值的饱和情况，从而减慢了系统的动态过程。
4.位置式PID算法存在的缺陷，减少的关键在于什么？克服方法？位置式PID算法：只要系统的偏差没有消除，积分作用就会继续增加或减少，最后使控制量达到上或下的极限值，使得系统进入饱和范围，此时有可能使输出超过正常范围，造成较大超调。
该现象称为积分饱和。
减少的关键在于不能使积分项积累过大。
克服方法：1、过限削弱积分法2、积分分离法5.与传统的模拟控制系统相比，计算机控制系统在结构上的特点及算法实现上的优势。
特点：1.以计算机微处理器为核心2.具有A/D、D/A转换通道优势：1.有很大的通用性和灵活性2.容易实现复杂和先进的控制算法6.最少拍控制系统的定义、缺陷及改进方法。
最少拍无纹波控制系统的D（Z）设计、U(Z)和C(Z)的求取并画出相应图形。
最少拍控制系统：是在最少的几个采样周期内达到在采样时刻输入输出无误差的系统。
五步法注意：此时w为G(z)的所有零点个数。
第七章1.CPU对过程通道的控制方式。
1、程序查询方式2、中断控制方式3、直接存储器存取（DMA）方式2.模拟量输入通道的组成。
传感器、放大电路、多路转换开关、采样保持、A/D转换、接口电路3.采样保持器的作用。
对模拟信号进行采样，在A/D转换期间对采样信号进行保持。
4．分辨率的定义。
分辨率是指A/D转换器对于输入模拟信号的分辨能力，其定义为满量程电压与最小有效位（LSB）的比值。
5.光电隔离的作用。
为隔断外界电信号对计算机控制系统的干扰，通常采用光电隔离技术，以阻断外界电信号电路的串扰。
6.模拟量输出通道的组成。
PC总线、接口电路、D/A转换器、光电隔离、功率驱动、执行机构第八章1.常用数字滤波的方法。
1.程序判断滤波2.平均值滤波(1).算术平均滤波 (2)去极值平均滤波(3).加权平均滤波 (4)滑动平均滤波3.中值滤波4.限幅滤波5.惯性滤波2.标度变换的任务及计算。
标度变换的任务是把计算机系统检测的对象参数的二进制数值还原变换为原物理量的工程实际值。
数字量Nx 对应的工程量Ax 的线性标度变换公式0000()X X m m N N A A A A N N -=-+- 式中：A0——一次测量仪表的下限（测量范围最小值）；N0——仪表下限所对应的数字量；Am ——一次测量仪表的上限（测量范围最大值）；Nm ——仪表上限所对应的数字量；Ax ——实际测量值(工程量)；Nx ——实际测量值所对应的数字量。
3.线性标度变换的前提条件。
前提条件是传感器的输出信号与被测参数之间呈线性关系.。