计算机控制作业及答案

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计算机过程控制作业答案

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2-6某水槽如题图2-1所示。其中A 1为槽的截面积,R 1、R 2均为线性水阻,Q i 为流入量,Q 1和Q 2为流出量要求:

(1)写出以水位h 1为输出量,Q i 为输入量的对象动态方程;

(2)写出对象的传递函数G(s)并指出其增益K 和时间常数T 的数值。

图2-1

解:1)平衡状态: 02010Q Q Q i +=

2)当非平衡时: i i i Q Q Q ∆+=0;1011Q Q Q ∆+=;2022Q Q Q ∆+=

质量守恒:211

Q Q Q dt

h

d A i ∆-∆-∆=∆ 对应每个阀门,线性水阻:11R h Q ∆=

∆;2

2R h Q ∆=∆ 动态方程:i Q R h

R h dt h d A ∆=∆+∆+∆2

11

3) 传递函数:)()()1

1(2

11s Q s H R R S A i =++

1)11(1)()()(211

+=++==

Ts K

R R S A s Q s H s G i

这里:2

112

1212

111111R R A T R R R R R R K +=

+=+=

R 2

h 1Q i

Q

1

R 1

A 1

Q 2

2-7建立三容体系统h 3与控制量u 之间的动态方程和传递数,见题图2-2。

h 2

U R 1 R 2

Q 2

Q 1

Q i

h 1

h 3

Q 3

R 3

解:如图为三个单链单容对像模型。被控参考△h 3的动态方程: 3233

计算机控制作业答案

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1两种 USB口的特点及区别?通用指标,传输模式,U SB 器件,硬件接口。

答:

两种 USB的特点:

(1)USB 接口支持设备的热插拔功能 , 采用菊花式的连接 .

(2)USB 有2电源线(5V),2 数据线 ,采用差分信号传输 ,可为连接在其上的设备提供 5V 电压 /100mA电流的供电 ,最大可提供 500mA的电流 .

(3)一个 USB控制器可以连接多达 127个外设 ,而两个外设间的距离(线缆长度)可达 5 米. 两种 USB的区别 : 协议不同 ,USB1.1 传输速率是 12Mbps,USB2.0 传输速率是

480Mbps.

2光驱、硬盘、软驱的总线形式。

答:

(1)光驱 :IDE ATA/ATAPI ,内部并行总线 .

(2)硬盘:IDE SATA ,内部并行总线 .

(3)软驱:软驱分内置和外置两种 ,内置软驱使用专用的 FDD接口 ,而外置软驱一般用于笔

记本电脑 , 使用 USB接口 .

3I2C、 SPI、SCI 总线的特点?

答:

(1)I2C 总线由数据线 SDA与时钟线 SCL两条线构成通信线路,既可以发送数据也可以接收数据,在 CUP与被控 IC 之间,IC 与 IC 之间都可以进行双向传送,最高传输速度为 400Kbps.

(2)S PI 是一个环形总线结构 , 是一种标准的四线同步双向串行总线 , 在 SCK的控制下,两个双向移位寄存器进行数据交换 , 可以同时发出和接收串行数据 .

(3)S CI 是一种通用异步通信接口 UART. SCI 模块采用标准非归零( NRZ)数据格式 ,能够实现多 CPU之间或同其他具有兼容数据格式 SCI 端口的外设进行数据通信 .

计算机控制技术复习大作业及答案

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计算机控制技术复习大作业

及答案

-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

《计算机控制技术》复习大作业及参考答案

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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(A )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

( D )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 )。

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( B )。

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( B )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(B)

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

计算机控制技术练习题

计算机控制技术练习题

计算机控制技术练习题

1. 数据传输和处理

1.1. 数据传输

计算机控制技术中最基本的任务之一是实现数据传输。请回答以下问题:

1.简要解释什么是数据传输。

数据传输是指将数据从一个地方传送到另一个地方的过程。在计算机控制技术中,数据传输通常指在计算机内部或计算机与外部设备之间传输数据。

2.列举一些常见的数据传输接口。

–USB(通用串行总线)

–HDMI(高清晰度多媒体接口)

–Ethernet(以太网)

–SATA(串行ATA)

–PCI(外部组件互连)

1.2. 数据处理

计算机控制技术中的另一个重要任务是数据处理。请回答以下问题:

1.简要解释什么是数据处理。

数据处理是指对输入的数据进行操作、转换、计算、存储和输出的过程。数据处理的目的是根据特定的需求和算法,对数据进行加工处理,得到最终的结果。

2.列举一些常见的数据处理技术。

–数据压缩:将数据编码为更紧凑的形式,减少存储和传输的需求。

–数据加密:对数据进行加密,以保护其安全性。

–数据转换:将数据从一种格式转换为另一种格式,以适应不同的应用需求。

–数据过滤:根据规则或条件,筛选和提取所需的数据。

–数据聚合:将多个数据源的数据合并成一个集合。

2. 控制系统设计

2.1. 控制系统基础

控制系统是计算机控制技术中的核心概念。请回答以下问题:

1.简要解释什么是控制系统。

控制系统是由传感器、执行器、控制器和反馈环路等组成的一种系统,用于监测和调节一个或多个输出变量,以实现对系统行为的控制。

2.列举一些常见的控制系统应用。

–自动化生产线控制

–温度控制系统

–机器人控制系统

《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)复习课程

《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)复习课程

《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) B

3.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。

计算机控制技术课后习题答案 (1)

计算机控制技术课后习题答案 (1)

第一章计算机控制系统概述

习题及参考答案

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。

图1.1微机控制系统组成框图

(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。

微机计算机控制技术课后于海生(第版)习题详解答案

微机计算机控制技术课后于海生(第版)习题详解答案

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。

图1.1微机控制系统组成框图

(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。

(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。

(3)外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备,简称外设,包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能,即根据操作人员的要求,能立即显示所要求的内容;还应有按钮,完成系统的启、停等功能;操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果,即应有保护功能。

(4)检测与执行机构

a.测量变送单元:在微机控制系统中,为了收集和测量各种参数,采用了各种检测元件及变送器,其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量,例如热电偶把温度转换成mV信号;压力变送器可以把压力转换变为电信号,这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0~5V或4~20mA)后,再送入微机。

计算机控制系统大作业

计算机控制系统大作业

《计算机控制系统》大作业

一、简答题(共50分)

1、试给出计算机闭环控制系统结构框图,并给出其运行的三个步骤。(10分)

2、简述计算机控制系统的特点。(10分)

3、分别给出位置式和增量式数字PID控制算法的表达式,并说明增量式PID控制算法的优点?(10分)

4、什么是积分饱和现象?试列举两种抗积分饱和的方法。(8分)

5、试列举五种现场总线协议,并简述FCS 与DCS 的区别。(12分)

二、计算题(共30分)

1、已知某离散系统的齐次差分方程为

() 1.368(1)0.368(2)0.368()0.264(1)y k y k y k u k u k --+-=+-

试求其对应的脉冲传递函数,并判断该系统的稳定性。(15分)

2、设被控对象的传递函数为

()()12

+=s s s G p

在被控对象前接有零阶保持器,试求出广义对象的脉冲传递函数。(15分)

三、编程题(共20分)

考虑如下的被控对象

()224010

p G s s s =++ PID 控制器

试选择合适的PID 参数并编写计算机程序给出合理的闭环控制曲线。 解:

1、首先,进行PID 参数整定。

利用试凑法,最终可取K p =40;K i =10;K d =0。

此处给出利用MATLAB 的simulink 仿真验证的系统图和被控量输出波形,如图3-1和图3-2所示。

图3-1 系统图的simulink 仿真

()i p d K C s K K s s =+

+

图3-2 被控量输出波形

2、利用MATLAB进行编程:

在编程之前需要进行离散化处理,见附件1。

西南大学19秋[1084]计算机控制技术在线作业答案

西南大学19秋[1084]计算机控制技术在线作业答案

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西南大学网络与继续教育学院

课程代码: 1084 学年学季:20192

主观题

1、预测控制算法的种类虽然多,但都具有相同的三个要素:预测模型、和反馈校正。

参考答案:

滚动优化

<\/p>

2、计算机控制系统按照采用的控制方案的不同,可以分为程序和顺序控制、、高级控制、参考答案:

常规控制

<\/p>

3、一个典型的运动控制系统主要由运动部件、、执行机构、驱动器和运动控制器构成。

参考答案:

传动机构

<\/p>

4、报警程序的设计方法主要有两种。一种是全软件报警程序,另一种是。

参考答案:

直接报警程序

<\/p>

5、算术平均值滤波就是对某一被测参数连续采样多次,计算其作为该点采样结果。

参考答案:

算术平均值

6、中值滤波,就是对某一参数连续采样n次(一般取n为奇数),然后把n次的采样值从小到大或从大到小排队

值。

参考答案:

中间值

<\/p>

7、在计算机数据处理系统中,常用的补偿方法有计算法、、折线法。

参考答案:

插值法

<\/p>

8、流量检测计,按测量的单位分,有和体积流量计。

参考答案:

质量流量计

<\/p>

9、热电阻引线对测量结果有较大的影响,现在常用的引线方式有、三线制和四线制三种。参考答案:

两线制

10、流量检测计,按测量方法分,有直接测量式和。

参考答案:

间接测量式

11、计算机控制系统的设计一般分为四个阶段:确定任务阶段、、离线仿真和调试阶参考答案:

工程设计阶段

<\/p>

12、TT302温度变送器的硬件系统组成,主要由、主电路板和液晶显示器三部分组成。

计算机控制系统作业参考答案

计算机控制系统作业参考答案

《计算机控制系统》作业参考答案

作业一

第一章

1.1什么是计算机控制系统?画出典型计算机控制系统的方框图。

答:计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件

部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称,通常分为系统软件和应用软件。

图1.3-2 典型的数字控制系统

1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型?各有什么特点。

答:计算机控制系统系统一般可分为四种类型:

①数据处理、操作指导控制系统;计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的

参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警,由此可以预报控制对象的运行趋势。

②直接数字控制系统;一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能,除了能实现PID调节规律

外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制,以及自适应、

自学习,最优控制等复杂的控制。

③监督计算机控制系统;它是由两级计算机控制系统:第一级DDC计算机, 完成直接数字控制

功能;第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算,给DDC计算

机提供最佳给定值和最优控制量等。

④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元,经高速数据通道与上一级监督

计算机和CRT操作站相连。

1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么?计算机控制系统有哪些优点?

答:计算机控制系统与连续控制系统主要区别:计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。

计算机控制技术课后习题答案

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第一章计算机控制系统概述

习题及参考答案

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。

图1.1微机控制系统组成框图

(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。

计算机控制系统大作业 - 副本

计算机控制系统大作业 - 副本

计算机控制系统大作业

农电2013级

(答题纸作答,附图粘在答题纸上,答案要求全部手写)1、简述开环控制系统、闭环控制系统的定义。(6分)

如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈,也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响,这样的系统称开环控制系统。

由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统,称为闭环控制系统。

二者相比,开环控制系统的结构要简单的多,同时也比较经济。闭环系统也具有一系列优点,由于闭环控制系统拥有反馈通路,不管出于什么原因(外部扰动或系统内部变化),只要被控制量偏离规定值,就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此,它具有抑制干扰的能力,对元件特性变化不敏感,并能改善系统的响应特性。

2、简述计算机控制系统的组成与基本工作原理。(10分)

计算机控制系统由控制部分和被控对象组成,其控制部分包括硬件部分和软件部分,这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等,它们通常由计算机制造厂为用户配套,有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序,如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等,由实施控制系统的专业人员自行编制。

计算机控制系统的工作原理:

实时数据采集:对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入

实施控制决策:对采集到的被控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。

实时控制输入:根据控制决策,实时的对执行机构发出控制信号,完成控制任务

计算机控制作业答案1

计算机控制作业答案1

第一章作业

课本(p.12)题2.计算机控制系统由哪几部分组成?请画出计算机控制系统的组成框图。

答:计算机控制系统由计算机主机系统、模拟量输入输出接口、数字量输入输出接口、键盘显示接口、打印接口和通信接口等部分组成。

课本(p.12)题4. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么?

在计算机控制系统中,生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的`方式称为在线方式或联机方式;生产过程不和计算机直接连接,且不受计算机控制,而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。

所谓实时,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,控制也就失去了意义。实时地概念不能脱离具体的过程,一个在线的系统不一定是一个实时系统,但一个实时控制系统必定是在线系统。

补充题1. 两种USB口的特点及区别?通用指标,传输模式,USB器件,硬件接口。

答:

两种USB的特点:

(1)USB接口支持设备的热插拔功能,采用菊花式的连接.

(2)USB有2电源线(5V),2数据线,采用差分信号传输,可为连接在其上的设备提供5V电压/100mA电流的供电,最大可提供500mA的电流.

(3)一个USB控制器可以连接多达127个外设,而两个外设间的距离(线缆长度)可达5米.

两种USB的区别:协议不同,USB1.1传输速率是12Mbps,USB2.0传输速率是480Mbps.

补充题2. 光驱、硬盘、软驱的总线形式。

答:

(1)光驱:IDE,ATA/ATAPI,SCSI,USB,内部并行总线.

计算机控制作业及答案

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1.1.计算机控制系统是由哪级部分组成的?各部分作用

硬件组成:微控制器或微处理器、ROM、RAM、外部设备、网络通信接口、实时时钟、电源。软件组成:系统软件和应用软件。作用:硬件中有A/D称为模拟数字转换器,它包括采样保持和量化,其输出为数字形式,何时采样由计算机控制。 D/A称为数字模拟转换器,它是将数字信号转换成模拟信号形成控制量。应用软件根据要解决的问题而编写的各种程序,系统软件包括

操作系统,开发系统。

1.2.为适应控制现场的工作环境,对工业控制机有何要求?

(1)适应性(2)可靠性(3)实时性(4)扩展性

结构:(1)基于通用计算机的结构(2)基于嵌入式系统的结构

1.3. PCI总线,CPCI总线,PC/104总线以及RS232,RS422,RS485有何特点,电平特性,适用场合?

2.1.何谓IO接口?在计算机控制系统中为什么要有IO接口?

(1)解决主机CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题

(2)解决CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题

(3)解决CPU的负载能力和外围设备端口的选择问题

2.2.计算机与外围设备交互信息有哪几种控制方式?各有何优缺点?

(1)并行通信。优点:传送速度快、信息率高。缺点:传输线多,成本高

(2)串行通信。全双工方式RS-422 ,RS-232。半双工方式RS-485

(3)同步通信。要求收发双方具有同频同相的同步时钟信号,每帧信息开始加特定的同步字符,不允许有间隙

(4)异步通信。开始位,停止位,发送的字符间允许有间隙

2.3.模拟输入通道中为何要加采样保持器,采样保持器的组成及要求是什么?

计算机控制系统习题答案

计算机控制系统习题答案
所谓控制度就是以模拟调节器为基准将数字调节器的控制效果与模拟调节器的控制效果相比较是数字调节器和模拟调机器所对应的过渡过程的误差二次方的积分比即控制度模拟dtddc实际应用中并不需要计算出两个误差平方积分控制度仅表示控制效果的物理概念
第 1 章习题
1.1 什么是计算机控制系统?它由哪几个部分组成?请画出一个实际的计算机控制系统原 理结构图。 解答: (1)计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统;计 算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程控制的系统,是自动控制理论、计算机技 术和通信技术结合发展的产物。 (2)计算机控制系统有计算机、受控系统、检测装置和执行机构等组成。计算机控制 系统包括硬件设备、 控制软件和通信网络三大部分。 硬件是指计算机本身及其外部设备; 软件是管理计算机以及各个过程过程控制的应用程序;通信网络负责各个独立的数据采 集节点和控制单元之间的数据信息交换,以及各个控制回路之间的网络之间的信息交换。 (3)一个典型的实际计算机控制系统原理结构图,如下图所示。
根据定义有:
C( z) z (1 e 0.5 / T ) G( z ) R( z ) z 2 (1 e 0.5T ) z e 0.5T
2.9 试求题 2.9 图所示闭环离散系统的脉冲传递函数 ( z ) 或输出 z 变换 C ( z ) 。
4
题 2.9 图 离散系统结构图

东大22春《计算机控制系统》在线平时作业1【参考答案】

东大22春《计算机控制系统》在线平时作业1【参考答案】

《计算机控制系统》在线平时作业1【参考答案】

试卷总分:100 得分:100

一、单选题 (共 5 道试题,共 25 分)

1.连续函数控制系统稳定条件是在S平面_____?

A.左面

B.右面

C.上面

D.下面

标准答案:A

2.下列_____不是集成控制系统采用设计原则?

A.分散控制

B.分级管理

C.集中操作

D.集中控制

标准答案:D

3.集成多路开关的种类很多,按开关数量分,下列通道不存在?

A.4通道

B.6通道

C.8通道

D.16通道

标准答案:B

4.连续控制系统的稳定性条件是S平面的______部分。

A.单位圆内

B.单位圆外

C.左半

D.右半

标准答案:C

5.保持是_____反向变换?

A.编码

B.量化

C.采样

D.保持

标准答案:C

二、判断题 (共 15 道试题,共 75 分)

6.采样频率需要大于等于2倍最高频率。()

标准答案:正确

7.不等电位的分块隔离措施对于共模、串模干扰也行之有效。()标准答案:正确

8.如果信号源端不接地,差分放大电路端接地,屏蔽体可以在放大器端不接地。()

标准答案:错误

9.空间辐射干扰通过热传导进入控制系统。()

标准答案:错误

10.PID控制器的微分环节具有消除偏差的作用。()

标准答案:错误

11.单位阶跃输入下输出响应,在第一个采样点上有100%的超调量。()

标准答案:正确

12.控制管理级与过程控制级为操作站、控制站、现场仪表三层结构模式。()

标准答案:正确

13.当阻尼比大于1时,特征方程有两个不相等的负实根,系统为过渡阻尼系统。()

标准答案:正确

14.计算机控制系统为开环系统就不需要数模和模数转换器。()

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.计算机控制系统是由哪级部分组成的各部分作用硬件组成:微控制器或微处理器、ROM、RAM、外部设备、网络通信接口、实时时钟、电源。软件组成:系统软件和应用软件。作用:硬件中有A/D 称为模拟数字转换器,它包括采样保持和量化,其输出为数字形式,何时采样由计算机控制。 D/A称为数字模拟转换器,它是将数字信号转换成模拟信号形成控制量。应用软件根据要解决的问题而编写的各种程序,系统软件包括

操作系统,开发系统。

.为适应控制现场的工作环境,对工业控制机有何要求

(1)适应性(2)可靠性(3)实时性(4)扩展性

结构:(1)基于通用计算机的结构(2)基于嵌入式系统的结构

. PCI总线,CPCI总线,PC/104总线以及RS232,RS422,RS485有何特点,电平特性,适用场合

.何谓IO接口在计算机控制系统中为什么要有IO接口

(1)解决主机CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题

(2)解决CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题

(3)解决CPU的负载能力和外围设备端口的选择问题

.计算机与外围设备交互信息有哪几种控制方式各有何优缺点

(1)并行通信。优点:传送速度快、信息率高。缺点:传输线多,成本高(2)串行通信。全双工方式RS-422 ,RS-232。半双工方式RS-485 (3)同步通信。要求收发双方具有同频同相的同步时钟信号,每帧信息开始加特定的同步字符,不允许有间隙

(4)异步通信。开始位,停止位,发送的字符间允许有间隙

.模拟输入通道中为何要加采样保持器,采样保持器的组成及要求是什么(1)用采样保持电路使得在A/D转换期间保持输入模拟信号不变

(2)孔径时间:AD转换器完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间。

孔径误差:在孔径时间ta/d内,由于输入信号x(t)的变化所引起的误差称为孔径误差δ。

以ta/d=10μs的10位ADC芯片为例:

为保证不低于%的转换精度

的主要性能指标有哪些10V8位的ADC转换精度如何计算

(1). 接口特性(2). 量程(3). 分辨率(4). 误差和精度(5). 转换速率(6). A/D转换的方法

一个8位A/D转换器,孔径时间为100。如果要求转换误差在A/D转换精度(%)内,求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少

f=(2*pi*100*10^(-6)*100)=

请分别画出D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路,并分别推出输出电压与输入数字量之间的关系式。

微机p328

什么是数字PID位置控制算法和增量型控制算法试比较它们的优缺点。

已知模拟调节器的传递函数为:

,试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算法,设采样周期T=

数字控制器的模拟化设计步骤是什么

第一步:设计假想的模拟控制器D(S)

第二步:正确地选择采样周期

第三步:将模拟控制器D(S)离散化为数字控制器D(Z)

第四步:求出与对应的差分方程

第五步:编制计算机程序

试述采样周期T的选择原则

必须满足采样定理的要求

从控制系统的随动和抗干扰性能方面选择

根据被控对象的特性选择

根据执行机构的类型选择

从计算机的工作量及每个调节回路的计算成本考虑

从计算机能精确执行控制算式方面考虑

什么叫积分饱和它是怎么样产生的如何消除

当执行机构已经到达极限位置仍然不能消除偏差时,积分使得PID差分方程所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应动作,这就称为积分饱和。

结果:积分饱和的出现,导致超调量增加,控制品质变坏。作为防止积分饱和的办法之一,可对计算出的控制量限幅,同时,把积分作用切除掉。

方法:积分分离

在积分项的作用下,往往会产生较大的超调和长时间的波动。

为此,可采用积分分离措施,即当偏差较大时,取消积分作用,当偏差较小时才将积分作用投入到控制过程中,即

当e(k)>β时,采用PD控制;

当e(k)<β时,采用PID控制。

为预先设定的阈值

数字控制器的离散化设计步骤是什么

已知被控对象的传递函数或特性G(z),根据所要求的性能指标,设计数字控制器D(z)。大林算法的应用场合

大林算法的设计目标是使整个闭环系统所期望的传递函数相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联

印刷电路板的抗干扰措施有哪些

(1)引线阻抗

电源地线要加粗

(2)地线设计

平面接地,网格状地线

(3)滤波

电源进入电路板,靠近芯片,电源和地之间,

(4)抑制引线间的干扰

避免长距离平行走线

(5)接插件

插拔方便,空置信号处理

(6)存储器布线

地址线长度,布线方式一致。

三总线尽量垂直走线

简述提高系统可靠性的途径

1. 提高元器件和部件的可靠性

2. 合理设计系统结构

3. 采用抗干扰技术被动措施

4. 采用可靠性技术主动措施

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