计算机控制技术答案_黄勤
计算机控制技术答案_黄勤.
第一章1．微型计算机控制系统与连续控制系统的主要异同点是什么？答：将续控制系统中的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机系统。
控制系统中引入微型计算机后，控制规律便可由程序实现，微型计算机执行相应的程序，实现对被控参数的控制。
在连续控制系统中，系统的控制规律是由硬件电路实现的，改变控制规律就要改变硬件；而在微型计算机控制系统中，控制规律是通过程序实现，改变控制规律只需改变程序。
在微型计算机控制系统中，微型计算机的输入和输出都是数字信号，而变换发送单元送出的信号，以及大多数执行机构所能接收的信号，都是模拟信号。
因此，系统中需要有A/D转换器和D/ A转换器。
连续控制系统不断地测量，经过反馈及补偿后，对生产过程产生连续不断的控制。
微型计算机控制系统是采样控制系统。
微型计算机每隔一个采样周期T会对被控参数进行一次测量，根据一定控制规律算出控制量后，去控制生产过程。
在两次采样时刻之间，微型计算机对被控参数不进行测量，其输出控制量自然也保持不变。
当用一台微型计算机控制多个参数时，微型计算机按巡回测量控制方式工作。
2.从微型计算机参与控制的方式上，微型计算机控制系统可分为哪几类？各有什么特点？答:可分为数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、监督算机控制系统（SCC）、分散型控制系统（DCS）、现场总线控制系统(FCS)、计算机集成制造系统(CIMS)。
数据采集系统（DAS）：数据采集系统中微型计算机通过模拟量、开关量输入通道进行数据采集，将采集到的数据进行分析处理，以实现生产过程中的集中监视及实现生产过程的操作指导。
该系统中的微型计算机不直接参与生产过程控制，不会对生产过程产生直接影响。
直接数字控制系统（DDC）：微型计算机通过模拟量输入通道、数字量输入通道进行数据采集，然后按照一定的控制规律进行实时决策，最后通过模拟量输出通道、数字量输出通道输出控制信号，实现对生产过程的直接控制。
由于该系统中夺得微型计算机直接参与生产过程的控制，故要求微型计算机系统实时性好、可靠性高和环境适应性好。
计算机控制技术课后习题与答案
单路模拟量电路原理图如下列图所示。
10.采用DAC0832和PC/ISA总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转换程序。
11.采用DAC1210和PC/ISA总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转换程序。
答案：略。
12.请分别画出D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路，并分别推导出输出电压与输入数字量之间的关系式。
①无源I/V变换
无源I/V变换主要是利用无源器件电阻来实现，并加滤波和输出限幅等保护措施，如下图。
无源I/V变换电路
对于0～10mA输入信号，可取R1=100Ω，R2=500Ω，且R２为精细电阻，这样当输入的I为0～10mA电流时，输出的V为0～5V.对于4～20mA输入信号，可取R１=100Ω，R２=250Ω，且R２为精细电阻，这样当输入的I为4～20mA时，输出的V为1～5V。
上世纪末期开展起来的单片机及嵌入式系统等以其价格低和体积小的优势，使智能仪器和智能仪表在控制场合中的应用也越来越广。现代工业生产规模的日益复杂化和大型化趋势，对控制计算机提出了更高的要求。计算机不仅要完成面向过程的控制和优化任务，还要在获取生产过程各种信息的根底上进展这个过程的信息综合和优化调度，完成生产、经营管理和其它综合管理工作。这种集企业的管理、监视与控制为一体的计算机综合自动化系统被称为计算机集成制造系统(CIMS)或计算机集成过程系统(CIPS)。此外，监视控制与数据采集系统(SCADA)、可编程自动化控制器(PAC)和无线传感器网络(WSN)等各种控制系统也为计算机控制方法提供了新的应用领域。
《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)
《计算机控制技术》（机械工业立南、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。
计算机控制技术答案
计算机控制技术答案1. 引言计算机控制技术是指利用计算机系统对工业生产过程中的各种设备、工艺进行集中控制和管理的一种技术。
随着计算机技术的不断发展和应用，计算机控制技术在工业生产中发挥着越来越重要的作用。
本文将就计算机控制技术的基本原理、应用领域和未来发展进行探讨。
2. 计算机控制技术的基本原理计算机控制技术的基本原理是利用计算机对各种设备进行集中控制和管理。
其基本过程可以概括为以下几个步骤：1.数据采集：通过传感器或检测设备采集各种物理量和状态信息，如温度、压力、湿度等。
2.数据传输：将采集到的数据通过传输介质传输至计算机系统。
3.数据处理：计算机系统接收到数据后，对其进行处理和分析，包括数据的存储、计算、判断等。
4.控制指令生成：根据数据处理的结果，计算机系统生成相应的控制指令。
5.控制信号输出：将控制指令通过输出设备转换成控制信号，控制各种设备的运行和工艺的实施。
6.控制效果反馈：通过传感器或检测设备反馈控制结果，在控制系统中进行监测和评价。
3. 计算机控制技术的应用领域计算机控制技术广泛应用于工业生产的各个领域。
以下是计算机控制技术在几个主要领域的应用实例：3.1 制造业在制造业中，计算机控制技术被广泛应用于生产流程的控制和管理。
例如，在汽车制造过程中，计算机控制技术可以精确控制机器人的动作和位置，实现汽车零部件的自动组装。
3.2 能源领域在能源领域，计算机控制技术被应用于发电厂、输电线路和电网等系统的监控和管理。
通过计算机控制技术，可以实现电力设备的自动化控制、故障检测和运行优化。
3.3 医疗领域在医疗领域，计算机控制技术被应用于医疗设备的控制和数据管理。
例如，在手术中，计算机控制技术可以精确控制手术机器人的动作，达到微创手术的效果。
3.4 农业领域在农业领域，计算机控制技术被应用于农业机械的自动化控制和农田的智能管理。
通过计算机控制技术，可以实现农业生产的精准化和高效化。
4. 计算机控制技术的未来发展随着计算机技术的不断进步，计算机控制技术在未来将会有更广阔的应用前景。
智慧树知到《计算机控制技术》章节测试含答案
智慧树知到《计算机控制技术》章节测试含答案智慧树知到《计算机控制技术》章节测试含答案智慧树知到《计算机控制技术》章节测试含答案绪论单元测试1.计算机控制技术是实现自动化的主要方法和手段。
A :对B:错答案:【对】第一章单元测试1.自动控制系统是指在没有人参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定规律运行的系统。
（）A:错B:对答案: 【对】2.操作指导控制系统的最大优点是：结构简单，控制灵活和安全。
（） A:对 B:错答案:【对】3.直接数字控制的特点是：闭环结构，控制的实时性好，可以控制多个回路或对象。
（） A:错 B:对答案:【对】4.在现代工业中，计算机控制系统的工作原理的基本步骤是（）。
A :实时控制输出 B:实时控制决策 C:实时数据采集 D:实时数据传输答案:【实时控制输出; 实时控制决策; 实时数据采集】5.在现代工业中，计算机控制系统由计算机和两大部分组成。
（）A:过程通道B:外部设备C:生产过程D:被控对象答案: 【生产过程】6.微型计算机控制系统的硬件由()组成。
A :主机 B:输入输出通道 C:测量变送与执行机构 D:外部设备答案:【主机; 输入输出通道; 测量变送与执行机构; 外部设备】7.计算机控制系统主要有六类，分别是直接数字控制系统.操作指导控制系统.计算机监督控制系统.（）.现场总线控制系统.综合自动化系统。
（） A:计算机集成制造系统 B:数控系统 C:分布式控制系统 D:计算机集成过程系统答案:【计算机集成制造系统】8.分布式控制系统DCS包括（），形成分级分布式控制。
A :集中监控级B:现场设备级C:过程控制级D:综合管理级答案: 【集中监控级; 现场设备级; 过程控制级; 综合管理级】9.分布式控制系统DCS的最大优点是：结构简单，控制灵活和安全。
（） A:错 B:对答案:【错】10.计算机监督控制系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（）。
A :当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作B:按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C:接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 D:SCC计算机与控制无关答案: 【按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机】11.计算机控制技术是实现自动化的主要方法和手段。
计算机控制答案
计算机控制答案《计算机控制技术与系统》课程思考题与习题第⼀章绪论1.1简述计算机控制技术发展史。
1.2简述计算机控制系统的类型、结构和特点。
1.3计算机控制与常规控制主要不同点在哪⾥？1.4典型计算机控制系统有哪⼏部分组成，画出⽅框图。
1.5什么叫做动态系统？1.6对计算机控制系统的基本要求是什么？1.7简述调节系统与跟踪系统（随动系统）的特点。
1.8典型计算机集成制造系统（CIMS）有哪四个功能系统和两个⽀持系统？第⼆章过程通道2.1采样定理对于采样周期的选取有什么意义？2.2写出采样过程的数学描述形式。
2.3影响采样周期选择的因素主要有哪些？2.4多路采样装置的主要作⽤是什么，常⽤采样器包括哪些？2.5过程通道的采样周期T是否越⼩越好，为什么？2.6D/A转换的⼯作⽅式主要有哪⼏种，简述其原理。
2.7A/D转换的⼯作⽅式主要有哪⼏种，简述其原理。
2.8简述模⼊通道结构与各组成部分功能。
2.9简述过程通道的类型和基本功能。
2.10简述开关量通道的基本构成形式和主要作⽤。
2.11简述开关量通道的抗⼲扰措施有哪些。
2.12模出通道的类型主要有哪⼏种，各有什么特点？2.13保持器在过程通道中的作⽤是什么，举例分析。
2.14某热⼯过程有16点温度信号，变化范围: 150--850 C, 采⽤微机监测。
求解问题：1、若经A/D 转换后的数字量每个脉冲对应的实际温度⼩于等于0.01 C , 则A/D 分辨率⾄少为多少才能保证该精度？2、写出A/D 转换后的数字量与被测点实际温度间关系式。
3、该处理⽅式零点迁移量为多少？第三章理论基础3.1求下图⽰离散系统脉冲传递函数G(z)3.2已知采样系统如下图所⽰，求下图⽰离散系统脉冲传递函数G(z)和当闭环系统稳定时K的取值范围。
3.3分析下图所⽰采样系统，当采样周期T=1，开环增益K=5时的稳定性。
3.4给定传递函数110+s K ，试以10倍的转⾓频率为近似的截⽌频率m ω，求满⾜采样定理的采样频率s ω和采样周期T 。
《计算机控制技术》教材习题解答1.
《计算机控制技术》习题解答第一章1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统由哪几部分组成？答：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。
计算机控制系统的组成：计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成。
1.2、微型计算机控制系统的特点是什么？微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点：a.控制规律灵活多样，改动方便b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度1.3 计算机控制系统结构有哪些分类？指出这些分类的结构特点和主要应用场合。
答：（1）操作指导控制系统优点：结构简单，控制灵活，安全。
缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统（DDS）优点：实时性好，可靠性高，适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最优工况。
（4）分散控制系统（DCS）优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
（5）现场总线控制系统（FCS）优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。
国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。
1.4.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。
1.5.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？答：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。
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相连，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。
计算机控制技术课后答案选择题
1.下面关于微型计算机控制技术的叙述，正确的是（D）。
A．微型计算机控制技术只能用于单片机系统B．任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术C．微型计算机控制技术不能用于自动化仪表D．微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表2.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B）。
A．接受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值并提供给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3．关于现场总线控制系统，下面的说法中，不正确的是（C）。
A．省去了DCS中的控制站和现场仪表环节B．采用纯数字化信息传输C．只有同一家的FCS产品才能组成系统D．FCS强调“互联”和“互操作性”4.闭环控制系统是指（B）。
A．系统中各生产环首尾相接形成一个环B．输出量经反馈环节回到输入端，对空置产生影响C．系统的输出量供显示和打印D．控制量只与控制算法和给定值相关5．下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是（D）。
A．PLCB．PLDC．GALD．FPGA6.多路开关的作用（A）。
A．完成模拟量的切换B．完成数字量的切换C．完成模拟量与数字量的切换D．完成模拟量和数字量的切换7.采样-保持器的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V，输入端为（A）。
A．从2.3V变至2.6VB．从2.3V变至2.45V并维持不变C．维持在2.3VD．快速升至2.6V并维持不变8.CD4051的INH端接地，C、B、A端依次接101B，（C）被选通。
A．IN/OUT1至IN/OUT4共5个通道B．IN/OUT4通道C．IN/OUT5通道D．没有通道9.CD4097的INH端接+5V，C、B、A端依次接111B，（D）被选通。
A．X组的IN/OUT7通道B．Y组的IN/OUT7通道C．X组和Y组IN/OUT7通道D．没有通道10．DAC0832的Vref端接-5V，Iout1接运算放大器异名端，输入为1000000B，输出为（B）。
计算机控制技术部分习题答案
3-12、已知模拟调整器旳传递函数为()s.s .s D 08501701+= 试写出对应数字控制器旳位置型PID 算法和增量型PID 控制算式，设采样周期T=0.2s 。
解：由于())11(17011208501701s T sT K s .s .s .s D d i p ++=+=+=）（ 因此07.102===d i p T T K ，，故位置型PID 控制器∑∑∑===+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++=ki k i D k i I P i e k e i e k e T k e k e T i e T T k e K k u 000)(7.102)(2)(7.101)(2)1()()()()( 故增量型PID 控制器[][][])1(2)(76.13)(7.102)1()(2)2()1(2)()()1()()(--≈+--+=-+--++--=∆k e k e k e k e k e k e k e k e K k e K k e k e K k u D I P3-11解：由于())11(1501130501501s T sT K s .s .s .s D d i p ++=+=+=）（ 因此05.103===d i p T T K ，，故位置型PID 控制器∑∑∑===+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--++=ki k i D k i I P i e k e i e k e T k e k e T i e T T k e K k u 000)(5.102)(2)(5.101)(2)1()()()()(故增量型PID 控制器[][][])1(2)(33.15)(5.102)1()(2)2()1(2)()()1()()(--≈+--+=-+--++--=∆k e k e k e k e k e k e k e k e K k e K k e k e K k u D I P4-3、.单位反馈系统旳持续对象传递函数为10()(1)G s s s =+，设采样周期1T s =，试确定它对单位阶跃输入旳最小拍控制器()D z ，并计算出系统旳输出量序列()y k 及控制量序列()u k解: （1）广义对象脉冲传函(z)G--1-1-1-11-10 3.679z (1+0.718z )(z)=Z[]=(1)(1-z )(1-0.369z )Ts e G s s s + （2）单位阶跃信号-11(z)=1-zR -1(z)=z Φ，-1(z)=1-(z)=1-z e ΦΦ（3）-1-11(z)0.2717(1-0.3679z )(z)==(z)1-(z)1+0.718D G z ΦΦ -1-1-2-3-1z (z)=(z)R(z)==+++.......1-zY z z z Φ -1-1-1-2-3-4-5(z)=D(z)E(z)0.2717(1-0.3679z )=1+0.718z=0.2718-0.2951+0.2119z -0.15z +0.109z -0.07847z +....U z 4-9设被控对象旳传递函数为32()41s G s e s -=+，期望旳闭环系统时间常数4.5T s τ=，采样周期1T s =，试用达林算法设计数字控制器。
《计算机控制技术》习题参考答案
第1章(1)什么是计算机控制系统？它有哪几部分组成？答：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。
计算机控制系统由计算机和生产过程两大部分组成。
(3)操作台一般包括那几个组成部分？答：操作台是一个实时的人机对话的联系纽带。
通过它人们可以向计算机输入程序，修改内存的数据，显示被测参数以及发出各种操作命令等。
它主要包括以下4个部分：作用开关、一组功能键、屏幕或显示器、一组数字键。
(4)工业控制机的特点有哪些？答：可靠性高和可维修性好、控制的实时性好、环境适应性强、输入和输出通道配套好、系统的扩充性好、控制软件包功能强、系统通信功能强(5)现场总线的控制系统与传统的分布式控制系统相比，具有哪些特点？答：具有实现全数字化、开放性、智能化、互操作性、风险分散性、适应性强等优点。
(6) 嵌入式控制系统具有哪些特点？答：①是将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。
②通常是面向用户、面向产品、面向特定应用的。
③和具体应用有机地结合在一起，其升级换代也是和具体产品同步进行的。
④为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中，而不是存贮于磁盘等载体中。
⑤嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。
在设计完成以后，用户如果需要修改其中的程序功能，也必须借助于一套开发工具和环境。
⑥要求嵌入式系统所支持的开发工具易学、易用、可靠、高效。
第2章(2)简述采样定理。
答：如果连续信号)(t x 具有有限频谱，其最高频率为max ω，则对)(t x 进行周期采样且采样角频率max 2ω≥ωs 时，连续信号)(t x 可以由采样信号)(*t x 惟一确定，亦即可以从)(*t x 不失真地恢复)(t x 。
(3)在数据采集系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样保持器，为什么？答：不是。
计算机控制技术课后习题答案
10.设被测温度变化范围为0oC~1200oC,如果要求误差不超过0.4oC,应
选用分辨为多少位的A/D转换器？
选择依据：
11.设计出8路模拟量采集系统。请画出接口电路原理图，并编写相应
的8路模拟量数据采集程序。
终点判别 Nxy=10 Nxy=9 Nxy=8 Nxy=7 Nxy=6 Nxy=5 Nxy=4 Nxy=3 Nxy=2 Nxy=1 Nxy=0
6.设加工第一象限的圆弧AB，起点A（6，0），终点B（0，6）。要 求： (1)按逐点比较法插补进行列表计算； (2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。 解：插补计算过程如表3—2所示。终点判别仍采用第二种方法，设一个 总的计数器Nxy，每走一步便减1操作，当Nxy=0时，加工到终点，插补运 算结束。下图为插补过程中的走步轨迹。
偏差判别
F0=0 F1<0 F2<0 F3>0 F4<0 F5=0 F6<0 F7<0 F8>0 F9<0
坐标进给
-X +Y +Y -X +Y -X +Y +Y -X +Y
偏差计算 F0=0
F1=F0-ye=-6 F2=F1+xe=-2 F3=F2+xe=2 F4=F3-ye=-4 F5=F4+xe=0 F6=F5-ye=-6 F7=F6+xe=-2 F8=F7+xe=2 F9=F8-ye=-4 F10=F9+xe=0
8 F7>0 -X F8=5-8+1=-2 x8=3,y8=5 Nxy=4
9 F8<0 +Y F9=-2+10+1=9 x9=3,y9=6 Nxy=3
计算机控制技术课后习题答案
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2(1)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(2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制：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。
2 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。
P3答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
（2）方块图如下图所示：图计算机控制系统的组成框图作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③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。
3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？P2(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？P4~7（1）操作指导系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
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。
(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》习题参考答案(完整版)
4．设计题(1)解：电路原理图如下图所示：程序清单如下：MOV DPTR，#7FFFH ；8255A初始化，方式0MOV A，#98H ；PC3~PC0输出方式，PC7~PC4输入方式MOVX @DPTR，AKEY1：ACALL KS1JNZ LK1NI：ACALL DL6ms ；调用延时子程序，延时6msAJMP KEY1LK1：ACALL DL6ms ；延时12msACALL DL6msACALL KS1JNZ LK2ACALL DL6msAJMP KEY1LK2：MOV R2，#FEH ；扫描模式→R2（按列逐列扫描）MOV R4，#00H ；R4为列计数器LK4：MOV DPTR，#7FFEH ；扫描模式→8255A的PC口MOV A，R2MOVX @DPTR，AMOVX A，@DPTR ；读8255A的PC口JB ACC.7，LONE ；转判1行，ACC.7=1，说明0行无键闭合MOV A，#00H ；0行有键闭合，首键号0→AAJMP LKPLONE： JB ACC.6，LTWO ；转判2行MOV A，#04H ；1行有键闭合，首键号4→AAJMP LKPLTWO： JB ACC.5，LTHR ；转判3行MOV A，#08H ；2行有键闭合，首键号8→AAJMP LKPLTHR：JB ACC.4，NEXT ；转判下一列，MOV A，#0CH ；3行有键闭合，首键号12→ALKP：ADD A，R4 ；求键号=列号+行首键号PUSH ACC ；键号进栈保护LK3：ACALL DL6ms ；判断键释放否ACALL KS1JNZ LK3 ；A=0，说明键释放POP ACC ；键号→ACJNE A，#09H，COM ；AJMP DIGPRO ；等于9，转数字键处理COM：JNC FUNPRO ；大于9，转功能键处理AJMP DIGPRO ；小于9，转数字键处理RETNEXT： INC R4 ；列计数器加1MOV A，R2 ；判断是否扫描到最后一列JNB ACC.3，KND ；若ACC.3=0，说明已经到最后一列RL A ；扫描模式左移一位，准备扫描下一列MOV R2，AAJMP LK4KND：AJMP KEY1KS1：MOV DPTR，##7FFEH ；全“0”→扫描口PC口MOV A，#00HMOVX @DPTR，AMOVX A，@DPTR ；读PC7~PC4状态CPL AANL A，#0F0HRETDL6ms：MOV R5，#0CHDL1：MOV R6，#0FFHDL2：DJNZ R6，DL2DJNZ R5，DL1RET(2)ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP LK1ORG 0300HMAIN: MOV DPTR，#7FFFH ；8255A初始化，方式0MOV A，#98H ；PC3~PC0输出方式，PC7~PC4输入方式MOVX @DPTR，A…LK1：ACALL DL6ms ；延时12msACALL DL6msACALL KS1JNZ LK2AJMP KNDLK2：MOV R2，#FEH ；扫描模式→R2（按列逐列扫描）MOV R4，#00H ；R4为列计数器LK4：MOV DPTR，#7FFEH ；扫描模式→8255A的PC口MOV A，R2MOVX @DPTR，AMOVX A，@DPTR ；读8255A的PC口JB ACC.7，LONE ；转判1行，ACC.7=1，说明0行无键闭合MOV A，#00H ；0行有键闭合，首键号0→AAJMP LKPLONE： JB ACC.6，LTWO ；转判2行MOV A，#04H ；1行有键闭合，首键号4→AAJMP LKPLTWO： JB ACC.5，LTHR ；转判3行MOV A，#08H ；2行有键闭合，首键号8→AAJMP LKPLTHR：JB ACC.4，NEXT ；转判下一列，MOV A，#0CH ；3行有键闭合，首键号12→ALKP：ADD A，R4 ；求键号=列号+行首键号PUSH ACC ；键号进栈保护LK3：ACALL DL6ms ；判断键释放否ACALL KS1JNZ LK3 ；A=0，说明键释放POP ACC ；键号→ACJNE A，#09H，COM ；AJMP DIGPRO ；等于9，转数字键处理COM：JNC FUNPRO ；大于9，转功能键处理AJMP DIGPRO ；小于9，转数字键处理RETNEXT： INC R4 ；列计数器加1MOV A，R2 ；判断是否扫描到最后一列JNB ACC.3，KND ；若ACC.3=0，说明已经到最后一列RL A ；扫描模式左移一位，准备扫描下一列MOV R2，AAJMP LK4 KND ： RETIKS1： MOV DPTR ，##7FFEH ；全“0” →扫描口PC 口 MOV A ，#00H MOVX @DPTR ，AMOVX A ，@DPTR ；读PC7~PC4状态 CPL AANL A ，#0F0H RETDL6ms ：MOV R5，#0CH DL1： MOV R6，#0FFH DL2： DJNZ R6，DL2DJNZ R5，DL1 RET(3) 设计思路：设置一个标志模型单元，比如20H 单元，令20H.3、20H.2、20H.1和20H.0分别为四位数据的标志位，如果该位为0，且不显示，则对应的标志位置1，在取数据前将该单元清0。
[实用参考]计算机控制技术课后答案.doc
![[实用参考]计算机控制技术课后答案.doc](https://img.taocdn.com/s3/m/fb3f2d96240c844769eaee9a.png)
第一章答案1计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。
答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成。
（2）方块图如下图1.1所示：的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③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.计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？（1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。
4、计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？（1）操作指导系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
（4）集散控制系统优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
（5）现场总线控制系统优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。
（6）PLC+上位系统优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。
第二章答案3计算机总线大致可分为几类？其中内部总线又可分为几类？解：按传送数据可分为串行总线和并行总线；按应用的场合可分为芯片总线、版内总线、机箱总线、设备互联总线、现场总线及网络总线；按用途可分为:计算机总线、外部设备总线、和控制总线；按总线的作用域可分为全局总线和本地总线；按标准化程度可分为标准总线和费标准总线等。
计算机控制技术课后习题答案
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。
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。
计算机控制系统的特点是什么？微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点：a.控制规律灵活多样，改动方便b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
a.普及应用可编程序控制器b.采用集散控制系统c.研究和发展智能控制系统数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。
数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章1．微型计算机控制系统与连续控制系统的主要异同点是什么？答：将续控制系统中的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机系统。
控制系统中引入微型计算机后，控制规律便可由程序实现，微型计算机执行相应的程序，实现对被控参数的控制。
在连续控制系统中，系统的控制规律是由硬件电路实现的，改变控制规律就要改变硬件；而在微型计算机控制系统中，控制规律是通过程序实现，改变控制规律只需改变程序。
在微型计算机控制系统中，微型计算机的输入和输出都是数字信号，而变换发送单元送出的信号，以及大多数执行机构所能接收的信号，都是模拟信号。
因此，系统中需要有A/D转换器和D/ A转换器。
连续控制系统不断地测量，经过反馈及补偿后，对生产过程产生连续不断的控制。
微型计算机控制系统是采样控制系统。
微型计算机每隔一个采样周期T会对被控参数进行一次测量，根据一定控制规律算出控制量后，去控制生产过程。
在两次采样时刻之间，微型计算机对被控参数不进行测量，其输出控制量自然也保持不变。
当用一台微型计算机控制多个参数时，微型计算机按巡回测量控制方式工作。
2.从微型计算机参与控制的方式上，微型计算机控制系统可分为哪几类？各有什么特点？答:可分为数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、监督算机控制系统（SCC）、分散型控制系统（DCS）、现场总线控制系统(FCS)、计算机集成制造系统(CIMS)。
数据采集系统（DAS）：数据采集系统中微型计算机通过模拟量、开关量输入通道进行数据采集，将采集到的数据进行分析处理，以实现生产过程中的集中监视及实现生产过程的操作指导。
该系统中的微型计算机不直接参与生产过程控制，不会对生产过程产生直接影响。
直接数字控制系统（DDC）：微型计算机通过模拟量输入通道、数字量输入通道进行数据采集，然后按照一定的控制规律进行实时决策，最后通过模拟量输出通道、数字量输出通道输出控制信号，实现对生产过程的直接控制。
由于该系统中夺得微型计算机直接参与生产过程的控制，故要求微型计算机系统实时性好、可靠性高和环境适应性好。
监督计算机控制系统（SCC）：SCC系统是一种两级微型计算机控制系统，其中DDC级微型计算机完成生产过程的直接数字控制；SSC级微型计算机则根据生产过程的工作状况和已定的数学模型，进行最优化分析计算，产生最优给定值，交由DDC级微型计算机执行。
分散型控制系统（DCS）：DCS系统利用多台微型计算机，采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，把系统从上而下分为过程控制级、控制管理级、生产管理级等若干级，形成分布式控制。
现场总线控制系统(FCS):FCS系统广泛应用于工业生产过程自动化领域的新型计算机控制系统。
现场总线控制系统是利用现场总线实现各智能现场设备之间、个现场设备和控制装置之间互联,形成一个数字式、双向传输、多分支结构和多点通信的通信网络。
计算机集成制造系统(CIMS):是在信息技术、自动化技术及有关生产技术基础上,建立全企业或全厂的包括经营决策、管理信息、生产调度、监督控制和直接控制在内的管理及控制全部生产活动的中和自动化系统。
它将企业的生产、经营、管理、计划、销售等环节和企业人力、财力、设备等生产要素集成起来,进行统一控制,从而求得生产活动的最优化。
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？答：微型计算机控制系统的硬件主要由主机(控制器)、过程输入输出通道(设备)、操作设备、常规外部设备、系统支持功能等组成。
图1.1微型计算机控制系统的基本组成(1)主机：由微机处理器、内存储器和系统总线构成的主机是控制形同的核心。
主机根据过程输入通道发送来的、反映生产过程工况的各种信息和已定的控制规律,作出相应的决策,并通过过程输出通道发出控制命令,达到预定的控制目的。
主机所产生的控制是按照人们预先安排好的程序进行的。
能实现过程输入、控制和输出等功能的程序预先已存放入内存,系统起动后,中央处理器逐条取出并执行,产生预定控制作用。
(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)操作设备:是微型计算机控制系统中人机交互的关键设备。
操作设备一般由液晶显示器、键盘、开关和指示灯等构成。
操作员通过操作设备可以及时了解被控过程的运行状态及相关参数,对控制系统发出各种控制命令,并且通过操作设备修改控制方案和程序。
(4)常规外部设备:指键盘、终端、打印机、绘图机、U盘等微型计算机输入输出设备。
(5)通信设备:企业信息化的需求要求生产过程的数据和企业管理信息系统之间的信息需实时交换,基于DCS和FCS的微型计算机控制系统中,个微型计算之间也需要通信,因此,通信设备已成为微型计算机控制系统的一个重要部分,通过通信设备课完成微型计算机控制系统的信息交换。
(6)系统支持功能:包含监控定时器、电源掉电检测、保护重要数据的后背存储体、实时日历钟、总线匹配。
4．工业控制微型计算机与主要用于科学计算方面的微型计算机有何异同点？答：工业控制微型计算机与主要用于科学计算方面的信息处理机是两类不同用途的计算机。
二者都是以微型计算机为核心所构成的装置。
与信息处理计算机相比，工控机具有可靠性高、环境适应性强、可维护性好、硬件配置上的可装配性和可扩充性好、丰富的过程输入/输出能力、应用软件丰富等特点。
5．何谓微型计算机系统的实时性？如何保证微型计算机系统的实时性？答：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。
实时性指标涉及一系列时间延迟，如仪表延迟、输入延迟、运算处理延迟、输出延迟等。
另外，中断是微型计算机控制系统实现实时控制的一个十分重要的功能。
6．简述DDC和SCC系统的工作原理。
答：直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。
DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。
其原理框图如下图所示。
计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。
其原理框图如下图所示。
7．进一步查阅资料，了解计算机控制系统的发展趋势。
答：大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面：a.普及应用可编程序控制器 b.采用集散控制系统 c.研究和发展智能控制系统第二章1．在模拟量输入输出通道中，采样保持器起何作用？是否在所有的模拟量输入输出通道中都需要采样保持器？为什么？答：采样保持器的作用：A/D 转换器完成一次A/D 转换总需要一定的时间。
在进行A/D 转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。
这样，就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器。
不是在所有的模拟量输入输出通道中都需要采样保持器。
当被测信号变化缓慢时，若A/D 转换器转换时间足够短，则可以不加采样保持器。
2．A/D 转换器的转换速度主要根据系统模拟量输入点数和输入模拟量的最高频率来选择。
现假设模拟量输入点数为8，最高信号频率分别为2kHz 和10kHz ，则A/D 转换器的转换速度最低各为多少？答：当最高信号频率为2KHz 时A/D 转换器的转换速度至少为： s KHz μ25.3281221=⨯⨯当最高信号频率为10KHz 时A/D 转换器的转换速度至少为s KHz μ25.6811021=⨯⨯3．A/D 转换器的分辨率和线性误差两技术指标含义上有何不同？答：分辨率是衡量A/D 转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标。
线性误差是指A/D 转换器的理想转换特性应该是线性的，但实际转换特性并非如此。
在满量程输入范围内，偏移理想转换特性的最大误差定义为线性误差。
4．设计一块PC 总线或其他总线的32路单输入12位A/D 转换模板。
A/D 转换器选AD574A ，所需的多路开关、运算放大器、采样保持器和其他器件自选，要考虑总线驱动。
转换结束后用中断方式通知主机，系统分配给该模板的地址为2C8H ～2CFH （或另行分配）。
1）设计该模板的硬件原理图。
2）设计数据采集程序，系统每隔一个采样周期T=2s ，对32路输入巡回采样一遍，采集到得数据送以BUFE 为首地址的内存缓冲区中。
3）计算出该模块的最高数据采集频率（各器件的有关参数可通过查阅手册得到）。
解：1）硬件原理图如下图所示：2）AD574 PROC NEAR MOV CX,32MOV BL,00000000BLEA SI,BUF NEXTCH:MOV DX,212HMOV AL,BLOUT DX,ALNOPNOPOR AL,01000000BOUT DX,ALNOPAND AL,10111111B OUT DX,ALMOV DX,210H POLING:IN AL,DXTEST AL,80HJNZ POLINGMOV AL,BLOR AL,00010000BMOV DX,212HOUT DX,ALOR AL,01000000HOUT DX,ALMOV DX,210HIN AL,DXAND AL,0FHMOV AH,ALINC DXIN AL,DXMOV [SI],AXINC SIINC SIINC BLLOOP NEXTCHMOV AL,00111000BMOV DX,212HOUT DX,ALRETAD574 END3）AD574速度： 25μs;AD625速度： 40nsLF398速度: 10μsCD4051速度：500 ns故该模块的最高数据采集频率为40K.通道5.设ADC0809与CPU的连接如图2-45所示。
要求用查询方式采样来自IN4的输入信号，采样100点，采样数据存入ADBUF缓冲区，试编程实现。