计算机控制技术2010-2011
1.《计算机控制技术》2009秋国防科技大学考试试卷(A)卷 答案
学院：
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密
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封
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线
7
得分 五、综合分析设计题（ 14 分） 以下两题任选一题加以完成： 1. 给定控制对象的差分方程如下： y (k ) x1 (k ); x3 (k 1) u (k ) 2 x2 (k ) 3 x3 (k ) 求： （ 1）将差分方程化为对应离散状态方程的可控标准型； （ 2）判断离散系统的能控和能观性； （ 3）对该离散系统，试确定状态反馈系数矩阵 K ，使得由 u (k ) Kx(k ) r (k ) 与被控对象构成的闭环控制系统的极点为： Z1 0.1; Z 2 0.2; Z 3 0.3; (1) x1 (k 1) 0 1 0 x1 ( k ) 0 x1 (k ) x2 (k 1) 0 0 1 x2 ( k ) 0 u ( k ), y(k) (1 0 0) x2 (k ) (3分) x (k 1) 0 2 3 x ( k ) 1 x (k ) 3 3 3 2 (2)QC ( H GH G H ); 0 0 1 ...........................(2分） QC 0 1 3 ; 故QC 满秩，系统完全 1 3 7 C 1 0 0 ............(2分） QO CG ; QO 0 1 0 ; 故QO 满秩，系统可观 0 0 1 CG 2
封 － 密
0.09366z + 0.04762 z 2 - 1.819 z + 0.8187 G z 0.09366z + 0.04762 2 1 G z z - 1.819 z + 0.8187 0.09366z + 0.04762
机械工程及自动化学院课表
星期六 星期日
化学院课表
第九节 第十节 第十一节 第十二节
《面向对象的设计与分析》1周-13周9节-12节 B102
《CAD/CAM技术》1周-13周9节-12节 B119
《制造系统建模与仿真》10周-9节-12节 （四）317
《非均匀有理B样条》1周-13周9节-12节 B204
星期一
星期二
星期五
《嵌入式功率系统的集成设 《先进制造技术学科综合课(博)》2周-12周5节-8节 主 南403 计》1周-17周3节-4节 B204 《切削加工原理及表面完整性》1周-17周5节-6节 B122 《材料成型与焊接力学》1周-9周1节-4节 （四）315 《材料加工数值模拟技术》10周-18周1节-4节 （四） 315
2010-2011学年第二学期机械工程及自动化学院课表
星期｜节次 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 《板料塑性成形理论及工程 解析》1周-17周3节-4节 《计算机控制技术》1周-9周5节-6节 （三）313 《飞机数字化制造工程》1 B119 周-17周1节-2节 B122 《加工过程监控与传感器技 《有限元方法》1周-9周5节-8节 主南405 术》1周-17周3节-4节 《机械振动学》1周-17周3 《先进成形技术》10周-18周5节-6节 B202 节-4节 B201 《计算机动画与模拟》1周《材料加工自动化理论》10周-18周5节-8节 （三）309 17周3节-4节 （三）309 《板料成形物理模拟基础》1周-9周5节-6节 B202 《科学写作报告》5周-9周1节-4节 主M102 星期三 《机械系统动力学》1周-17周1节-2节 B119 《数据库系统原理与应用》1周-17周3节-4节 B202 《科学计算可视化》1周-17周1节-2节 （三）308 星期四 《计算机辅助工业设计》1 《机电伺服控制原理及应用 周-17周3节-4节 （三）308 （2）》1周-9周1节-2节 《人工智能与专家系统》1 B104 周-17周3节-4节 B104 《工业测控网络技术》1周-9周5节-8节 （三）310 《高等机械原理》1周-17周5节-6节 B104 《先进制造技术学科综合课(博)》2周-12周5节-8节 主 南403 《计算机控制技术》1周-9周5节-6节 （三）313 第一节 第二节
计算机控制技术第一章、概论
1.1计算机控制系统的概述
7）缺点 • 初期投资大；
计算机控制系统的主要特点
• 由于系统中插入数字部件，信号复杂，给设计实 现带来一定困难； 随着微电子技术的发展，大规模集成电路的出现，
计算机体积减小，重量轻、成本下降；
随着对自动控制系统功能要求的不断提高，计算
机控制系统的优越性表现得越来越突出。
内容介绍：
第一部分：计算机控制系统的概论 第二部分：I/O接口与过程通道 第三部分：控制策略的实现 组态软件
第四部分：计算机控制系统的构成
*集散系统 *现场总线系统
第五部分：计算机控制系统的设计与实现
1. 绪论
何谓计算机控制？
控
控 制 部 分
制
器 执行 装置
检测
装置
被 控 对 象
1.1计算机控制系统的概述 1.计算机控制系统
1.1计算机控制系统的概述
2. 直接数字控制系统
计算机控制系统的典型形式
计算机首先通过模拟量输入通道（AI）和开关量 输入通道（DI）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（AO）和开关量输出通道（DO）直接控制生产过程。
在该系统中计算机参与了对数据的采集、控 制决策、控制输出三个基本功能，同时还负责报 警、打印、显示和接收操作指令。
1.1计算机控制系统的概述
计算机控制系统的典型形式
这实际上是一个二级控制系统，SCC可采用高档计 算机，它与DDC之间通过通信接口进行通信联系。SCC计 算机可完成工段、车间高一级的最优化分析和计算，并给 出最优给定值，送给DDC级执行过程控制。
当DDC级计算机出现故障时，可由SCC计算 机完成DDC的控制功能，使系统可靠性得到提高。 作为SCC的计算机一般均采用高档计算机或 工作站，要求数据处理功能强、存储容量大，对 工业现场的抗干扰能力倒不一定很强。
jdhs
《计算机控制技术》课程设计任务书第一章绪论石油安全控制设计是油田原油集输生产中最重要的生产工艺过程，它是集油水分离、污水处理、原油及天然气集输等多个工艺系统为一体的综合性生产过程，主要包括输油脱水、污水浅处理、污水深处理、注水、锅炉和配电等生产岗位或工艺环节。
目前，各大油田联合站生产工艺过程的控制主要有人工监测控制、常规仪表自动监测控制、计算机监测控制等三种方法。
计算机监测控制是从上世纪七十年代迅速发展起来的一种功能强大的现代工业过程控制方法。
它采用计算机技术与自动化仪表相结合，对工业生产过程中的各种工艺参数进行处理、运算、显示和控制。
相对于常规仪表控制，它可以提供更为复杂的控制算法，通过对各种相关参数进行综合分析，实现协调管理和优化控制。
在油田联合站生产过程中，如何合理选择、设计安全可靠和便于维护的计算机监控系统，保证联合站生产的平稳运行和优化控制，实现节能降耗和安全生产，提高生产管理水平，是目前自动化技术在油田生产应用中面临的重要课题。
1.1计算机监控系统的介绍目前的计算机监控技术是一门综合性技术。
它是计算机技术、通信技术、网络技术和自动化技术的综合应用。
所谓计算机监控系统，就是采用计算机取代常规的显示和调节仪表作为工业数据采集和控制过程的处理核心，利用传感器或变送器将被监控对象中的物理参量（如温度、压力、流量、液位等）转换为电信号，再将这些电信号经输入装置转换为计算机可识别的数字量，并且在显示装置中以数字、曲线或图形的方式显示出来，从而使操作人员能够直观、迅速地了解被监控对象的变化过程。
同时计算机还可以将采集的数据存储起来，随时进行分析、统计和显示并生成各种报表。
如果需要对被监控的对象进行控制，则由计算机中的应用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工艺要求的设定值进行判断，然后根据一定的控制算法在输出装置中输出相应的电信号，并推动执行装置动作从而完成相应的控制任务。
图1-1就是一个典型的计算机测控系统组成原理图。
(完整版)计算机控制技术课后习题详解答案.(DOC)
第一章计算机控制系统概述习题参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
图1.1微机控制系统组成框图(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
计算机控制技术
计算机控制技术1.简述计算机控制系统的组成：答： 硬件：微机主机；输入通道；输出通道；人机联系设备；外部存储设备； 微型计算机 外部通讯设备计算机控制系统 软件：包括系统软件和应用软件工业对象：包括被控对象，测量传感器及其变速器，执行机构和电气开关等。
硬件说明：（1）微机主机：是计算机控制系统的核心，关键部位有CPU ，内存，各类I/O 接口，它负责接收操作者的指令和工业对象的参数向各系统内部分发送命令和数据，完成循回检测，数据处理，逻辑判断，控制计算等功能。
（2）输入输出通道：负责计算机与工业对象的信息传递和变换。
输入通道把工业对象的参数转换成计算机可以接受的控制代码。
输出通道把计算机处理结果转换成可以对被控对象进行控制的信号。
（3）人机联系设备：包括显示器（CRP,LED,LCD 等），键盘，按钮，打印机等，它们是操作人员和计算机进行联系的工具。
（4）外部存储器：包括光盘，磁盘，磁带等，主要用于大量程序和数据的存储，它是内存容量的扩充。
（5）外部通信设备：用来与其它相关的计算机进行交换数据。
2.R-S 触发器去抖动工作原理开关S 状态 S D R D Q使 S D ，R D 同时为低 0 0 禁用（不定） 电平的状态不存在 开关S 与A 点闭合 0 1 1 开关S 与B 点闭合 1 0 0 开关S 在A,B 之间 1 1 保持R-S 触发器由两个与非门输入输出交叉连接。
当开关S 打向A 点时，输出高电平，但闭合瞬间会产生震颤，开关不与A,B 接触，此时输出都为高电平，即保持不变。
当开关S 打向B 点时，输出低电平，当开关不与A,B 接触时，输出也保持为低电平。
3.大功能输入调理电路开关S 状态 电容C1状态 发光二极管 光敏三极管 非门输入(A) 非门输出(Q) S 闭合时 充电 截止 高电平 0 导通 低电平 1S 断开时 放电 仍然发光 导通 低电平 1截止 截止 高电平 0 开关S 断开时，如果出现抖动，只是延迟了电容C1的放电时间，不会使B 点电位发生突变，输出Q 依然保持原来的状态，只有当电容C1放电一段时间后，B 点电位降低到一定数值时，非门输出端菜为低电平。
《计算机控制技术》第1章
普及的应用。
第二十页，编辑于星期五：点 十八分。
（5）. 集散型控制
微型计算机性能提高，价格下降以及计算机通信和网络的发 展，促使发展一种许多相关联的微计算机组合共同负担工作 负荷的系统，形成了目前广泛应用的集成分散型控制系统
（DCS）。 • 微型计算机的发展和普及，促进发展了许多新
本章小结
• 注意以下几点： • 计算机控制系统中的控制器是用数字计算机和
A/D及D/A转换器来实现的。 • 计算机控制系统重要的特点.注意计算机控制系统
是一个混合信号系统。 • 计算机控制系统具有许多优点．是一种柔性和智
能化的系统 。广泛用于国民经济各个领域中不可 替代的各种系统。 • 计算机控制系统的理论分析和设计具有许多不同 的特点 。（第二章介绍）
（1）. 开创时期（1955－1962年） 难于直接参与系统的闭环控制。 计算机的主要任务是寻求最佳运行条件。
（2）. 直接数字控制时期（1962－1967年）
计算机直接控制被控过程的变量，取代了原来的模拟控制，因
而被称为直接数字控制（DDC)。 （3）. 小型计算机时期（1967－1972年）
各种类型适合工业控制的小型计算机。 许多小型工程项目、设备采用计算机控制系统。 （4）. 微型计算机时期（1972年至今）
和生产过程两大部分组成。
第十五页，编辑于星期五：点 十八分。
图1-3 计算机控制系统原理图
第十六页，编辑于星期五：点 十八分。
1.硬件组成
（1）计算机
控制系统的核心。
（2）接口
计算机与被控对象进行信息交换的纽带。
（3）输入和输出通道
信息传输和转换的连接通道 （4）通用外部设备
计算机控制技术及具体应用分析
计算机控制技术及具体应用分析【第二篇】论文题目：计算机控制技术及具体应用分析摘要：随着信息技术的发展, 计算机已经逐渐在各行各业中普及, 这也为计算机控制技术的发展提供了更宽广的发展空间。
计算机控制技术的应用需要结合电子信息技术以及自动控制技术等, 通过对数据的存储、处理等实现对控制系统的调节, 进而提升整个系统的工作效率。
本文主要对计算机控制技术在各领域中的具体应用进行分析。
关键词：计算机; 控制技术; 具体应用;计算机技术的发展也使得计算机控制技术被广泛的应用到了各行各业中, 对国民经济的增长起到一定的推动作用, 在计算机控制技术中不仅有一些大型的控制系统, 同时也包括一些微型的控制设备。
随着自动化生产的普及, 计算机控制技术在各个企业中也成为了不可替代的技术之一。
计算机技术以及计算机的全面推广, 为微控制器的研发和生产奠定基础, 从而也推动了计算机控制系统在生产生活中的应用。
在信息化时代下, 计算机控制技术的发展也获得了更大的推动力, 不断的被农业、国防以及生产制造业等领域应用, 不仅有效的提升了生产效率, 同时也提升了生产的科学性和精确性。
一、计算机控制技术计算机控制技术指的是利用计算机技术以及自控控制技术对生产生活中的某项活动过程进行自动化控制, 其核心为计算机技术自控控制系统。
当前计算机控制的理论已经基本成熟, 并广泛应用到交通以及工业等领域中。
这种技术具有独特的科技优势, 能够完成常规控制中难以完成的任务。
计算机控制技术中包括监控系统以及过程对象, 其中监控系统由软硬件两部分组成, 硬件有通讯设备, 主机等, 软件为系统软件和应用软件。
计算机控制技术组成的计算机控制系统包括操作系统、数字控制系统、计算控制系统、总线控制系统等, 同时由于计算机的特殊性, 计算机控制系统与常规的调节系统间具有很大的差异。
其一计算机控制系统的精度更高, 其数值运算更加精确和灵敏, 这是常规调节系统无法完成的, 其计算的误差很小, 而且不存在原件老化或者硬件过热而导致精确度下降的情况[1];其二计算机控制系统能够实现分时控制, 比如, 计算机的存储容量大, 因此计算机控制技术能够通过对大量存储信息的分析, 对现场情况进行及时的判断和分析, 并作出决策, 即使是一些比较复杂的控制规律也能够得到良好的控制。
《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)
《计算机控制技术》（机械工业出版社范立南、李雪飞）习题参考答案第1章1．填空题(1) 闭环控制系统，开环控制系统(2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出(3) 计算机，生产过程(4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道(5) 系统软件，应用软件2．选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3．简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。
计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。
工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
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)操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。
适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。
其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。
直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。
能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。
监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。
其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。
SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。
集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。
缺点是系统比较复杂。
计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。
计算机控制技术第1章 绪论.详解
5
上述过程不断重复，使整个系统能够按照一定的 动态品质指标工作，并且对被控参数和设备本身出现 的异常情况进行及时监督，同时迅速做出处理。 计算机控制系统的“实时性”，是指信号的输入、 计算和输出必需在一定时间范围内完成的，即计算机 对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时 间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去 控制时机，控制也就失去了意义。
（3）外部设备：（输入、输出设备，打印设备）
10
硬件组成 ：
（4）检测与执行机构 ①
测量变送单元
在自动控制系统中，往往需要对温度、湿度、压力、流量 与物位等参量进行检测和控制，使之处于最佳工作状态。因此必 须掌握描述它们特性的各种参数，需要测量这些参数的值。为了 收集和测量各种参数，需要根据不同的控制任务采用各种检测元 件及变送器，其功能是将被检测参数的非电量转换成电量。例如， 热电偶可以把温度转换成电压信号，压力传感器可以把压力转换 为电信号，再通过A/D转换器送入计算机。
图1-2 计算机控制系统基本框图
4
计算机控制系统的控制步骤：
计算机控制系统通常按照以下几个步骤完成控制任务： (1) 实时数据采集：测量元件对生产过程中被控参数值进行检 测，A/D转换器将所检测的连续模拟信号转换为数字量二进制 信号，输送给计算机。
(2) 实时决策：计算机对所采集到的表征被控参数的状态量进 行分析，按照内部存储的相关算法或控制规律决定下一步的 控制过程，计算出控制量。 (3) 实时控制：计算机输出的数字量控制信号通过D/A转换器 转换为连续模拟信号，并传送给执行机构，使之执行相应的 操作，对被控设备加以控制，完成控制任务。
27
（5）现场总线控制系统
计算机控制技术课后习题答案(施保华版)
第四章
• 数字程序控制的基础（直线插补、圆弧插补） 要求：掌握直线插补的步骤、原理、计算、程序 的编写 • 数控装置执行机构的核心——步进电机/交流伺 服电机的原理和控制技术（单片机\PLC\专用的 数字控制器\控制卡）
直线插补偏差定义：Fm=ymxe-xmye Fm =0，点m在OA直线段上； Fm0，点m在OA直线段的上方； Fm<0，点m在OA直线段的下方。 第一象限逐点比较法直线插补的原理： 从直线的起点出发，当Fm0时，沿+x轴方向走一步；当 Fm<0，沿+y方向走一步；当两方向所走的步数与终点坐 标相等时，发出终点到信号，停止插补。 简化：若m为起点0，则Fm=F0=0； 若Fm>= 0，Fm+1=Fm–ye； 若Fm<0，Fm+1=Fm+xe
位移滞后原理
变换 z 2 (Y ( z ) y (0) z 1 y (1)) 2 z (Y ( z ) y (0)) Y ( z ) U ( z ) Tz ( z 2 2 z 1)Y ( z ) U ( z ) ( z 1) 2 1 Tz Tz Tz Y ( z) 2 4 2 2 2 ( z 1) ( z 1) ( z 1) z 2 z 2 1) Tz 3 2Tz 5 3Tz 7 4Tz 9 n 1 n Tz (n 3,5,7 ) 2 f * (t) (t 3T) 2 (t 5T) 3 (t 7T) ....... n 1 3 2 , y (k ) n为奇数1,3,5,7, 2 0, n为偶数2,4,6,8, 1
POLLING:
MOV DX,02C2H; 令CS,R/C为低电平 MOV AL,00H OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,04H； 令CE=1, 启动转换 OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,03H；令CE=0，CS, R/C＝1，启动完毕 OUT DX,AL IN AL,DX; 查询STS状态 TEST AL,80H JNZ POLLING; STS=1 则等待，检测下降沿（转换结束） MOV AL,01H；令CS＝0,R/C＝1, 准备读
计算机控制技术
机械自动化学院
第1章 绪论
内容提要
• 计算机控制系统概述 • 计算机控制系统的典型形式 • 工业控制机的组成结构及特点 • 计算机控制系统的发展概况及趋势
机械自动化学院
本章要求、重难点
• 基本要求：了解计算机控制系统及其基本组成。 • 教学重点：计算机控制系统的典型形式。 • 教学难点：计算机控制系统的工作原理。
实时控制输出： 根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
机械自动化学院
（2）在线方式和离线方式 ★ 在线方式或联机方式：生产过程和计算机直接连接，并受计算机
控制的方式。 ★ 离线方式或脱机方式：生产过程不和计算机相连，且不受计算机
控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。 （3）实时的含义 ★ 实时：是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完
机械自动化学院
1.1.1 计算机控制系统及其组成
1. 计算机控制系统 （1）计算机控制系统的工作原理
给定量 + -
e 控制器 u
D/A
A/D
执行机构
被控对象
测量变送
被控量
y
工控机
被控对象
机械自动化学院
工作原理
实时数据采集： 对来自测量变送装置的被控变量的瞬时值进行检测和输入。
实时控制决策： 对采集到的被控变量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决 定将要采取的控制行为。
机械自动化学院
课程安排
• 理论教学26学时 • 实验单独设课，6学时，共3个实验
考核办法
平时成绩：20% 期末考试成绩：80%
机械自动化学院
参考书目
1. 《计算机控制系统 》，李元春等编著，高等教育出版社 2. 《计算机控制技术 》，姜学军编著，清华大学出版社 3.《微型计算机控制技术 》，潘新民等编著，电子工业出版社 4.《计算机控制技术》，冯培悌编著，浙江大学出版社 5. 期刊－－工业控制机（技术性比较强）、测控技术、电气自 动化、自动化仪表、工业仪表与自动化装置，化工自动化及仪 表等等。
青岛大学计控-2010年秋季计算机控制技术(A卷)参考答案
本专科课程考试试题参考答案及评分标准开课单位：自动化工程学院控制系 学生所在学院：自动化工程学院 （2010～2011学年秋季学期）1.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，简称工业控制机)来实现生产过程自动控制的系统。
操作指导控制，直接数字控制，监督控制，分散型控制，现场总线控制，综合自动化。
（5分）2.计算机首先通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)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，并通过模拟量输出道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程。
（5分）3. (1)香农采样定理给出了采样周期的上限T max。
采样周期的下限T min为计算机执行控制程序和输入输出所耗费的时间，系统的采样周期只能在T min与T max之间选择。
(2)其他因素 ①给定值的变化频率、②被控对象的特性、③执行机构的类型、④控制算法的类型、⑤控制的回路数。
4.中位值滤波法的原理是对被测参数连续采样m次(m≥3)且是奇数，并按大小顺序排列；再取中间值作为本次采样的有效数据。
中位值滤波法和平均值滤波法结合起来使用，滤波效果会更好。
即在每个采样周期先用中位值滤波法得到m个滤波值，再对这m个滤波值进行算术平均，得到可用的被测参数。
平均值滤波法适用于周期性干扰，中位值滤波法适用于偶然的脉冲干扰。
（5分）5.串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声，其抑制方法有采用滤波器、信号前置放大、选择逻辑器件、采用双绞线传输等。
共模干扰是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压，可采用变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽等方法。
采用终端阻抗匹配或始端阻抗匹配，可以消除长线传输中的波反射。
（5分）6.现场总线是连接工业过程现场仪表和控制系统之间的全数字化、双向、多站点的串行通讯网络，与控制系统和现场仪表联用，组成现场总线控制系统。
一对N结构、可靠性高、可控状态、互换性、互操作性、综合功能、分散控制、统一组态、开放式系统。
10-11(2)补考安排(1)
人 专业、 专业、年级 数 6 市08 1 市09 融10(3) 18 市10(6) 商10(4) 财10(5) 计08(10) 软08(1) 计10(19) 软10(12)
地
点
监考教师
任 课 教 师 刘蓓蕾 葛腾飞
教一410 （25）
葛腾飞 苏延春
苏延春 王劲松 苏延春 陈学进
数据库概论A C语言程序设计2 水质工程学1 工程图学A2 钢结构设计原理 自动控制原理A2 集散系统及现场总线 财政与税收 财务管理学C 公司理财 材料力学A
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蒋 蒋
蓉 蓉
吴大志
教一601 （48） 蒋 周 蓉 波
樊于皎
丁季红
教一625 （48） 樊于皎 王怡雯
闫翠霞
芮雪梅
时
间
课
程
9月11日 周日） 9月11日（周日） 大学英语4 上午9 00～11: 上午9:00～11:00
人 专业、 专业、年级 数 软0942(28) 水0941(2) 水0942(10) 仪0941(8) 仪0941(11) 仪0942(15) 建0941(2) 建0941(10) 建0942(6) 贸0942(6) 计0942(6) 计0942(9) 环0942(10) 机0942(9) 机0942(2) 市0942(4) 土0941(19) 276 财0941(3) 财0941(3) 自0941(14) 融0941(4) 土0942(8) 土0942(7) 自0942(11) 融0942(6) 机0941(5) 机0941(5) 环0941(4) 市0941(15) 型0941(5) 型0941(11) 计0941(10) 财0942(3) 型0942(3) 贸0941(2)
自动化专业英语讲义_学生用
自动化专业英语讲义(2010-2011第２学期)课前要求：通读课文1遍、将生词查出。
课后要求：独立完成作业。
预习下次课的内容成绩计算办法：平时成绩50%，期末考试成绩50%。
平时成绩由作业(约40分)和出勤(约10分)等决定，缺交作业、或者作业抄袭者被发现（包括将作业给别人抄袭者）本次记为0分。
作业要整洁。
作业必须按时完成，必须在上课前交作业！！请假者，请通过他人交作业。
答疑地点：杰德控制系统工程研究中心（一校西门南三层楼305室）答疑时间：每周工作日上午10:00～11:30、下午3:00～5:00(周四除外)之间,请先电话联系办公电话：2554参考书：《工业自动化专业外语》，王树青，韩建国编，化学工业出版社，2001年。
《自动化专业英语教程》王宏文，机械工业出版社，2007年。
《Modern Control System》，R.C. Dorf, R.H. Bishop，科学出版社，2004年。
《自动化专业英语》，李国厚，王春阳，北京大学出版社，2006年。
《自动化专业英语》，任金霞,任金霞,何小阳，华中科技大学出版社，2008年。
《自动化专业英语》，王旸,原驰,哈尔滨工业大学，2008年。
《自动化专业英语》，王建国,陈东淼，中国电力出版社，2005年。
《自动控制专业英语》，沈宏，电子工业出版社，2003年。
《自动控制专业英语》，李国厚，清华大学出版社，2005年。
《自动化专业英语》，戴文进，章卫国，武汉理工大学出版社，2006年。
《自动化与电子信息专业英语》，杨植新，周劲，孙江波，电子工业出版社，2009年。
No.1 Pronunciation of mathematical expressions; Major catalogue; Periodicals and journals1.1 Pronunciation of Mathematical ExpressionsThe pronunciations of the most common mathematical expressions are given in the list below. In general, the shortest versions are preferred (unless greater precision is necessary).3、Real numbers1+x x plus one 1-x x minus one 1±xx plus or minus one xyxy / x multiplied by y))((y x y x +- x minus y , x plus yyx x over y / x on y＝the equals signx x equals 5 / x is equal to 5=5x x (is) not equal to 55≠x≡x is equivalent to (or identical with) yyx≠y x is not equivalent to (or identical with) y yx>x is greater than yx≥x is greater than or equal to yyx<x is less than yyyx≤x is less than or equal to y<x zero is less than x is less than 10<1≤x zero is less than or equal to x is less than or equal to 1 10≤x mod x / modulus x / absolute value of x2x x squared / x (raised) to the power 23x x cubed4x x to the fourth / x to the power fournx x to the nth / x to the power nnx-x to the (power) minus nx(square) root x / the square root of x3x cube root (of) x4x fourth root (of) xn x n th root (of) x2)(y x +x plus y all squared2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛y x x over y all squared!n n factorial xˆ x hat x x bar x ~x tildei xxi / x subscript i / x suffix i / x sub ii xxi / x superscript i / x superfix i / x super i∑=ni ia1the sum from i equals one to n a i / the sum as i runs from 1 to n of the a i4、Linear algebraxthe norm (or modulus) of xOA / vector OAOAOA / the length of the segment OA T A A transpose / the transpose of A 1-AA inverse / the inverse of A5、Functions)(x ff x / f of x / the function f of xT S f →:a function f from S to Ty xx maps to y / x is sent (or mapped) to y)(x f 'f prime x / f dash x / the (first) derivative of f with respect to x )(x f ''f double –prime x / f double –dash x / the second derivative of f with respect to x)(x f ''' f triple –prime x / f triple –dash x / the third derivative of f with respect to x)()4(x ff four x / the fourth derivative of f with respect to xF x ∂∂ partial F on partial x / partial differential F on x1x f ∂∂ the partial (derivative) of f with respect to x 1212x f∂∂ the second partial (derivative) of f with respect to x 1⎰∞the integral from zero to infinitylim →xthe limit as x approaches zerolim +→xthe limit as x approaches zero from abovelim -→xthe limit as x approaches zero from belowy e loglog y to the base e / log to the base e of y / natural log (of) yy lnlog y to the base e / log to the base e of y / natural log (of) yIndividual mathematicians often have their own way of pronouncing mathematical expressions and in many cases there is no generally accepted “correct” pronunciation.Distinctions made in writing are often not made explicit in speech; thus the sounds fx may be interpreted as any of: fx ,,,,),(FX FX FX f x f x The difference is usually made clear by the context; it is only when confusionmay occur, or where he/she wishes to emphasize the point, that the mathematician will use the longer forms: fmultiplied by x , the function f of x , f subscript x , line FX , the length of the segment FX , vector FX .Similarly, a mathematician is unlikely to make any distinction in speech (except sometimes a difference in intonation or length of pauses) between pairs such as the following: )(z y x ++ and z y x ++)(b ax + andb ax +1-na and 1-n a6、其它数学符号和公式例子 4/5 four fifths / 4 on 5 0.025 zero point zero two five 38.49 thirty-eight point four nine 2%two per cent25 the second power of five / five to the power twoxthe square root of x7106⨯ six times the seventh power of ten +plus ; positive -minus ; negative ⨯ multiplied by ; times ÷; /divided by = is equal to ; equals( ) round brackets ; parentheses (parenthesis) i ; jimaginary unit!a factorial asin sine of xxarcsin arc sine of xx∏the product of the terms indicated∑the sum of the terms indicatedb'b primeb''b second primeb b sub two2"b b second prime sub mmdxdy/the first derivative of y with respect to x2/dx2d the second derivative of y with respect to xy⎰b a integral between limits a and bx x approaches to infinity∞→a=+a plus b is equal to cbc-a minus b equals ca=cbs=s equals v multiplied by tvt=v equals s divided by tv/ts⨯-+/)(a plus b minus c multiplied by d, all divided by e equals f a=dbefcC+=C over R equals G divided by the sum of one and H times G R1/()/GHG1.2 Major Catalogue根据国家教委1998年颁布的新专业目录（Major Catalogue），将原工业自动化（Industrial Automation）、自动控制（Automatic Control）、自动化（Automation）、电气技术（Electrical Technology）等专业合并统称为自动化专业（Automation）。
《计算机控制技术》详解
1．数据采集和监控系统
数据采集和监控系统组成框图
2．直接数字控制系统（DDC）
管理命令 报告
DDC控制系统原理图
人工监管 给定值 测量值
D/A
DDC微型机
A/D
反多路开关 多路开关
检测元件
生产过程
3．监督控制系统（SCC）
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• • • •
计算机监督系统（Supervisory Computer Control）简称SCC系统。 SCC系 统有两种不同的结构形式。一种是SCC+模 拟调节器，另一种是SCC+DDC控制系统。 （1）SCC+模拟调节器控制系统 该系统原理图，如图1-7所示。 （2）SCC+DDC控制系统 SCC+DDC控制系统原理图，如图1-8所 示。
现场总线控制系统的结构模式为“工作站—现场 总线智能仪表”二级结构模式，彻底实现了系统的分 散控制。其结构框图如图1-10所示。
图1-10
图1-9 现场总线控制系统结构框图
现场总线特点
用二层结构完成DCS的三层结构功能，降低成本，提高可靠性， 国家标准统一后，可实现真正的开放式互连系统结构，是新一 代分布式控制结构。 ☆ 数字式、双向、多种网络拓扑：现场设备、现场办公仪 表互联。 ☆ 真正功能分散：现场控制站的各种功能分散到各个智能 单元。
计算机控制 技术
学习《计算机控制技术》的必要性
• • • • 概况 理论联系实际的一门课程 培养综合运用各种知识与技术的能力 培养分析问题、解决问题的能力
平时成绩考核形式： 考勤、课堂表现、实验、课程设计、 作业
注意到专业课与基础课的学习方法有
很大不同。
主要内容
• 本课程系统地阐述计算机控制系统的分析 方法、设计方法和工程实现方法。
计算机控制技术第1章绪论
控制器的性能指标
包括稳定性、准确性、快 速性等，这些指标决定了 控制系统的性能优劣。
传感器与执行器
传感器的作用
传感器与执行器的类型
将被控对象的物理量转换为电信号， 以便控制器进行处理。
根据被控对象和控制需求的不同，可以选 择不同类型的传感器和执行器，如温度传 感器、压力传感器、电动执行器等。
执行器的作用
。
各类系统的特点与适用范围
程序控制系统
按照预先设定的程序进行控制，适用于固定程序的自动化 生产线等。
顺序控制系统
按照预先设定的顺序进行控制，适用于需要按一定顺序执 行的控制任务，如自动装配线等。
比例--积分--微分(PID)控…
通过计算误差的比例、积分和微分进行控制，适用于对控 制精度要求较高的场合，如温度、压力、流量等控制。
系统稳定性分析
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
劳斯判据
通过计算系统特征方程 的劳斯表，判断系统是 否稳定的代数方法。若 劳斯表中第一列元素均 大于零，则系统稳定； 否则，系统不稳定。
奈奎斯特判据
利用复平面上的奈奎斯 特曲线来判断系统的稳 定性。若奈奎斯特曲线 不包围临界点（-1,j0）， 则系统稳定；否则，系
数字滤波技术
数字滤波器的类型
数字滤波器可以分为线性滤波器和非线性滤波器两种类型。 线性滤波器包括移动平均滤波器、指数平滑滤波器等；非线 性滤波器包括中值滤波器、限幅滤波器等。
数字滤波器的设计
数字滤波器的设计需要根据实际需求选择合适的滤波器类型 ，并确定滤波器的阶数、截止频率等参数。常用的设计方法 包括窗函数法、频率抽样法等。
直接数字控制系统(DDC)
直接对生产过程进行控制，具有快速响应、高精度和高可 靠性等特点，适用于连续生产过程控制。
计算机控制技术
计算机控制系统：利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。
计算机控制系统的组成：硬件部分（主机、接口电路、过程输入/输出通道、外部设备、操作台）软件部分（系统软件，应用软件）计算机控制系统的典型形式：1．操作指导控制系统（结构简单，控制灵活和安全。
不适合快速过程的控制）2．直接数字控制系统（可以完全取代模拟调节器，实现多回路的PID调节，而且不需要改变硬件，只需要改变程序就可以实现多种复杂的控制规律。
）3．监督控制系统（不仅可进行复杂的控制规律的控制，而且其工作可靠性较高）3．分级计算机控制系统（功能分散，用多台计算机分别执行不同的控制功能，既能进行控制又能进行管理。
）计算机控制系统的发展趋势1．推广应用成熟的先进技术【普及应用可编程序控制器（PLC）、广泛使用智能调节器、采用新型的DCS 和FCS】2．大力研究和发展智能控制系统【分级递阶智能控制系统、模糊控制系统、专家控制系统、学习控制系统、神经控制系统I／O通道：也称为过程通道。
它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。
包括信号的输入通路。
信号的输出通路。
I/O通道的主要作用：实现模拟量与数字量之间的信号变换。
I／O接口电路：是主机和围设备之间交换信息的连接部件。
使主机和外设能够协调工作，有效地完成信息交换。
输人／输出的控制方式：程序控制方式（无条件传送方式、查询传送方式）、中断控制I/O方式、DMA控制方式共模干扰：是指同时加到计算机控制系统两个输入端上的公有的干扰电压。
抑制串模干扰的措施：加输入滤波器//采用带屏蔽层的双绞线或同轴电缆连接一次仪表和转换设备、利用器件特性克服干扰、采用数字滤波技术抑制共模干扰的主要措施：采用共模抑制比高的、双端输入运算放大器、采用光耦合器或变压器隔离、采用隔离放大器A/D转换器：把通道输入的模拟量转换成数字量，通过I/O接口电路送入CPU。
常用A/D转换器：计数器式（结构简单，价格便宜，但转换速度比较慢）双积分式（消除干扰和电源噪声能力强，精度高）逐次逼近式模拟化设计方法的基本步骤：根据系统已有的连续模型，按连续系统理论设计模拟调节器；按照一定的对应关系将模拟调节器离散化得到等阶的数字控制器。