201309学期计算机控制系统作业1

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计算机控制系统课后习题答案

1-1 什么是计算机控制系统？画出一个实际计算机控制系统原理结构图，并说明一个计算机控制系统由哪些部分组成及各部分的作用。

利用计算机参与控制的系统称为计算机控制系统。

1-2 简述计算机控制系统的控制过程。

实时数据采样实时计算控制量实时控制实时管理1-3 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，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：生产过程和计算机系统直接连接，并接受计算机直接控制的方式称为在线或联机方式。

(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的方式叫做“脱机”方式或“离线”方式。

1-4 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？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。

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。

(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)。

(4)生产过程装置a.测量变送单元：为了测量各种参数而采用的相应检测元件及变送器。

b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构。

1.5 计算机控制系统的软件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。

系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。

系统软件包括：a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等；b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序；c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数据管理系统等；d.信息处理：指文字翻译、企业管理等。

计算机控制系统习题参考答案

4) 集散控制系统：分散控制，集中操作，分级管理，综合协调，实现高级复杂的控制。系统成本较高，且各厂商的 DCS 有各自的标准，不能互联。
2
计算机控制系统习题参考答案
5) 现场总线控制系统：分散控制，环境适应性强，维护简易，成本低，可靠性高，并且在同一国际标准下可实现真正的开放式互联系统结构。
1) 增量型算法无需累加，计算误差或计算精度问题对控制量的计算影响较小；而位置型
算法要用到过去误差的所有累加值，容易产生大的累加误差。
2) 增量型算法得出的是控制量的增量，误动作影响小；而位置型是控制量的全量输出，
误动作影响大。
3) 增量型算法可实现手动到自动的无冲击切换。
4-4 什么叫积分饱和作用？它是怎样引起的，如何消除？如果执行机构已到达极限位置，仍不能消除静差时，由于积分作用，尽管 PID 差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作，这就叫积分饱和。在控制过程的起动、结束、大幅度增减设定值或出现较大扰动时，短时间内系统的输出会出现很大的偏差，这些偏差经过积分项累加，有可能使控制量超出执行机构的极限位置，因而不能按照控制量的要求动作，产生饱和效应，使系统输出出现较大的超调和长时间的波动。消除方法：可采用积分分离式 PID 控制算法，其基本思想是大偏差时，去掉积分作用，以免积分作用使系统稳定性变差；小偏差时，投入积分作用，以便消除静差，提高控制精度。亦可采用变速积分 PID 控制算法，其基本思想是设法改变积分项的累加速度，
1)
f(t)=a mt
* -k mT -1 2mT -2 Z [ f(t) ] =Z f (t) = ∑ f(kT)z =1+a z +a z +... k=0 ∞

计算机控制系统答案

计算机控制系统（答案）一、单选题(共126题)【1】.A【2】.D【3】.C【4】.D【5】.A【6】.B【7】.C【8】.C【9】.B【10】.B【11】.A【12】.D【14】.B 【15】.A 【16】.A 【17】.C 【18】.D 【19】.B 【20】.B 【21】.C 【22】.A 【23】.D 【24】.C 【25】.C 【26】.B 【27】.D【29】.D 【30】.D 【31】.A 【32】.D 【33】.B 【34】.C 【35】.B 【36】.C 【37】.B 【38】.A 【39】.B 【40】.A 【41】.B 【42】.C【44】.B 【45】.A 【46】.A 【47】.D 【48】.A 【49】.C 【50】.A 【51】.A 【52】.D 【53】.B 【54】.A 【55】.B 【56】.A 【57】.B【59】.C 【60】.B 【61】.B 【62】.C 【63】.A 【64】.D 【65】.B 【66】.D 【67】.D 【68】.C 【69】.D 【70】.D 【71】.D 【72】.D【74】.A 【75】.B 【76】.D 【77】.A 【78】.D 【79】.B 【80】.D 【81】.D 【82】.A 【83】.C 【84】.A 【85】.A 【86】.A 【87】.A【89】.A 【90】.B 【91】.A 【92】.D 【93】.C 【94】.C 【95】.C 【96】.A 【97】.D 【98】.B 【99】.B 【100】.A 【101】.B 【102】.A【104】.D 【105】.C 【106】.D 【107】.A 【108】.C 【109】.D 【110】.B 【111】.D 【112】.C 【113】.C 【114】.B 【115】.D 【116】.D 【117】.B【119】.D【120】.B【121】.C【122】.A【123】.A【124】.A【125】.C【126】.B二、多选题(共93题) 【127】.AD【128】.ACD【129】.ABC【130】.ABCD【131】.ABC【132】.BC【133】.AB 【134】.ABC 【135】.BC 【136】.AC 【137】.BD 【138】.CD 【139】.ABCD 【140】.BC 【141】.CD 【142】.ABC 【143】.ABD 【144】.CD 【145】.CD 【146】.BCD 【147】.ABC【148】.AB 【149】.BCD 【150】.ABC 【151】.ABC 【152】.ABC 【153】.ACD 【154】.AC 【155】.BCD 【156】.ABD 【157】.ABD 【158】.BD 【159】.ABD 【160】.ABC 【161】.BC 【162】.BCD【163】.BD 【164】.AB 【165】.BCD 【166】.BCD 【167】.ABC 【168】.BCD 【169】.BCD 【170】.ABC 【171】.ABD 【172】.BC 【173】.ACD 【174】.CD 【175】.BD 【176】.AB 【177】.AB【178】.BD 【179】.ACD 【180】.BD 【181】.ACD 【182】.ABC 【183】.ACD 【184】.AC 【185】.BC 【186】.CD 【187】.CD 【188】.AC 【189】.ABC 【190】.AC 【191】.BC 【192】.BC【193】.BD 【194】.ACD 【195】.ABD 【196】.ABC 【197】.ABC 【198】.AB 【199】.AC 【200】.ABC 【201】.BC 【202】.BCD 【203】.ACD 【204】.ABD 【205】.AC 【206】.BCD 【207】.BC【208】.ABC【209】.BC【210】.AD【211】.CD【212】.ABC【213】.ABC【214】.AB【215】.AC【216】.BCD【217】.BC【218】.AC【219】.AD三、判断题(共65题) 对的打“√” 错的打“×” 【220】.√【221】.√【222】.√ 【223】.√ 【224】.√ 【225】.√ 【226】.×【227】.×【228】.×【229】.×【230】.×【231】.√ 【232】.×【233】.√ 【234】.√ 【235】.√ 【236】.√【237】.√ 【238】.×【239】.√ 【240】.√ 【241】.×【242】.√ 【243】.√ 【244】.×【245】.√ 【246】.×【247】.√ 【248】.×【249】.×【250】.√ 【251】.×【252】.√ 【253】.×【254】.√ 【255】.√ 【256】.√ 【257】.√ 【258】.×【259】.×【260】.×【261】.×【262】.×【263】.√ 【264】.×【265】.√ 【266】.√【267】.×【268】.×【269】.×【270】.×【271】.√ 【272】.√ 【273】.√ 【274】.×【275】.√ 【276】.×【277】.√ 【278】.√ 【279】.√ 【280】.√ 【281】.×【282】.×【283】.×【284】.√四、填空题(共77题) 【285】.2 5【286】.6 50【287】.最大负荷30【288】.工频，逐次比较型【289】.广播式，存储转发式【290】.实时数据库，现场控制站【291】.1 0【292】.动态平滑性,0～255【293】.16，32【294】.低压绝缘0.5【295】.可编程功能键，任何【296】.MTBF，4000【297】.采样定理，小于【298】.网络文件服务器，数据加密【299】.黑黄【300】.发电机励磁机【301】.变送器模件【302】.150.5【303】.2 正常水位线【304】.60 0.05【305】.补偿器补偿导线【306】.20 1【307】.线路电阻模件【308】.中心3【309】.二硫化钼铅粉【310】.自适应，自适应【311】.接触电阻动作和释放时间【312】.55【313】.主管道导压管【314】.1 在线运行【315】.IEEE ISO【316】.网络文件，工作站shell 【317】.相互冗余，网络节点【318】.断偶短路或断路【319】.不燃阻燃【320】.记录台帐处理过程【321】.6070【322】.内部结构安装尺寸【323】.路由器，OSI【324】.0.5 4.1【325】.110【326】.EPROM，RAM 【327】.接地浮空【328】.温度压力【329】.4螺丝【330】.150 排污【331】.启动部分，入侵型病毒【332】.人机界面，网络节点【333】.时间,采样速率【334】.100 100【335】.模入容量,采样速度【336】.KCA JX【337】.分辨,组件式【338】.MTBF，4320【339】.10 5【340】.一点接地屏蔽线与地【341】.用户自定义显示，功能库【342】.0.5 0.3【343】.被测电压，基准电压【344】.A/D转换器，采样周期【345】.网络；信息交换【346】.周期，随机【347】.黑灰【348】.图形命令，图形命令【349】.线路中串接检测元件【350】.横装400【351】.2 500【352】.短路1【353】.5200【354】.12【355】.500250【356】.实时多任务，现场控制站【357】.系统组态，管理监视【358】.速度,机器语言【359】.动压静压【360】.2人以上50【361】.关中断,时钟处理五、简答题(共74题)【362】.1）调用CRT画面响应时间；2）CRT画面显示数据刷新时间；3）开关量采集的实时性；4）控制器模件模拟量处理周期；5）控制器模件开关量处理周期；【363】.CGA有图形和字符两种控制方式。

计算机控制系统试题及答案

计算机控制系统试题及答案（内容部分，字数超过5000字）试题一：1. 什么是计算机控制系统？描述其基本原理和组成部分。

答案：计算机控制系统是一种通过计算机对工业或生产过程进行自动化控制的技术系统。

其基本原理是通过获取传感器的输入信号，经过计算机处理并产生相应的控制命令，再通过执行器输出控制信号来实现对系统的控制。

计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成：- 传感器：用于将被控对象（如温度、压力等）转化为电信号，为计算机提供输入数据。

- 计算机：作为系统的核心，负责数据处理、控制策略计算等工作。

- 控制器：根据计算机处理后的控制信号，通过执行器发送控制信号给被控对象。

- 执行器：根据控制信号，对被控对象进行操作，实现控制目标。

- 通信网络：为各个组件之间提供数据传输的通道。

2. 请简要介绍常见的控制系统分类。

答案：常见的控制系统分类包括：- 开环控制系统：控制器的输出不受被控对象的反馈作用影响。

这种系统只能根据预先设定的控制策略进行控制，无法根据系统实际情况进行调整，容易受到外界干扰的影响。

- 闭环控制系统：控制器的输出受到被控对象的反馈作用影响。

通过对被控对象输出信号的反馈进行比较和调整，实现系统对目标状态的精确控制。

闭环控制系统具有较高的鲁棒性和适应性，但也容易引起稳定性问题。

- 自适应控制系统：根据被控对象的实时变化情况，自动调整控制器的控制策略和参数，以实现对系统的最优控制。

自适应控制系统能够适应不断变化的工作环境，提高控制质量和效率。

- 模糊控制系统：通过引入模糊逻辑，将系统输入和输出之间的关系表示为模糊规则，并通过推理和模糊推理机制得到控制器的输出，实现对复杂非线性系统的控制。

模糊控制系统具有较强的鲁棒性和适应性，能够处理一些难以建立精确数学模型的控制问题。

3. 请简述PID控制器的基本原理及其优缺点。

答案：PID控制器是一种常用且经典的控制器。

其基本原理是根据系统误差的大小及其变化率来产生控制信号。

计算机控制系统习题答案

（ c ）由系统结构图
C ( z ) NG2 ( z ) R ( z ) DD 2 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) E ( z ) DD1 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) E ( z ) R( z ) C ( z ) NG2 ( z ) R( z ) DD 2 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) DD1 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) R ( z ) C ( z ) C ( z) NG2 ( z ) R( z ) DD 2 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) DD1 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) R ( z ) 1 DD1 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) 1 DD1 ( z )GhG1G2 ( z )
1
计算机监督控制 SCC 系统有两种类型，一种是 SCC+模拟调节器，另一种是 SCC+DDC 控制系统。SCC 的优点是不仅可进行复杂控制规律的控制，而且工作可靠性高，当 SCC 出现故障时，下级仍可继续执行控制任务。 1.4 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？解答：(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。 1.5 如果按应用场合分类，计算机控制系统大致可以分为几类？各有什么主要特点？解答：（1）数据采集与监视控制系统。特点：机构简单，控制灵活安全，特别适应于未摸清控制规律的系统，常被用于计算机控制系统研究的初级阶段，或用于试验新的数学模型和调制新的控制程序等。（2）直接数字控制系统。特点：a、控制灵活。只要改变算法程序，就可以方便地改变控制方法，无需改变系统任何硬件。b、可以有效地实现较复杂的控制，用来改善控制品质。c、可以实现多回路控制，费用比模拟系统节省。（3）计算机监督控制系统。特点：SCC 的优点是不仅可进行复杂控制规律的控制，而且工作可靠性高，当 SCC 出故障时，下级仍可继续执行控制任务。（4）分布式计算机控制系统。特点：a、分布式结构。b、具有较高的可靠性。c、设计，开发与维护，操作方便。 1.6 为什么说计算机集成制造系统是工业自动化的发展趋势？解答：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。

计算机控制系统习题及部分解答 (1)

110001kkkkkkdztzttzktktzktzztzzdz??????001kkkkddtzztzzdzdz?????依微分定理进一步可得220111111kkddzdzzztzzkttzztztztzdzdzdzzzz???????????212111dztzzttttzzdzzz??????3222220001kkkkkkddztktztzkztzkzdzdz?????2223111dztzztzdzzz???35利用不同方法求下列函数的z反变换
∑ (2) f * (t) = (kT )e−akTδ (t − kT ) k=0
2-2 已知 f(t) 的拉氏变换式 F(s) ，试求采样信号的拉氏变换式 F* (s)（s(s +1)
(2) F (s) =
1
(s +1)(s + 2)
解：
(1) 首先进行拉氏反变换，得 f (t) = 1 − e−t ；
g0=(1/T)*5*abs(1/(10+(GW+ws)*i)); G11=[g0];
g0=(1/T)*5*abs(1/(10+(GW-ws)*i)); G12=[g0];
g0=(1/T)*5*abs(1/(10+(GW+2*ws)*i)); G21=[g0];
g0=(1/T)*5*abs(1/(10+(GW-2*ws)*i)); G22=[g0];
计算。采样幅频曲线可以用如下 MATLAB 程序绘图：
T=0.1;
%采样周期
ws=2*pi/T;
%采样频率
num=50;
%每个采样周期的计算点数
step=ws/num;
%计算步长
Wmax=150;
%画图显示的频率范围

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()224010p 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。

根据离散化处理后可以得到关于PID输入输出变量关系和被控量的离散表达式。

y n=2+40T2u n+2+40T2y n−1−110T2+40T+1y n−2 (1)u n=Kp∙e n+Ki∙T eini=0+Kd⋅△eT (2)e n=r−y n (3)根据这三个式子可以利用MATLAB进行编程。

具体程序部分见图3-3，图3-4，图3-5。

计算机控制作业及答案

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？（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0.1%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2.5 一个8位A/D转换器，孔径时间为100。

计算机控制系统作业答案教学文案

计算机控制系统作业答案计算机控制系统作业答案作业一第一章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。

参考答案：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。

参考答案：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？参考答案：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.与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点：(1)控制规律灵活，可以在线修改。

(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标.(3)抗干扰能力强，稳定性好。

计算机控制作业及答案,DOC

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。

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0.1%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2.5一个8位A/D转换器，孔径时间为100。

计算机控制技术作业1

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. 何为内、外部总线？各有哪几类，说明常用外部总线RS232,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）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）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（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.在数据采样系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样保持器，为什么？试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响？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。

计算机控制系统作业答案

计算机控制系统作业答案作业一第一章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。

1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。

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？参考答案：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,对被控对象图1.3-2 典型的数字控制系统给进行调节和控制.与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点：(1)控制规律灵活，可以在线修改。

(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标.(3)抗干扰能力强，稳定性好。

计算机控制习题及答案

计算机控制习题及答案计算机控制是现代工业自动化和智能制造领域中的一个重要分支，它涉及到计算机技术在控制系统中的应用。

以下是一些计算机控制的习题及其答案，供学习者参考和练习。

习题一：计算机控制系统的组成1. 简述计算机控制系统的基本组成部分。

2. 描述计算机控制系统中输入/输出接口的作用。

答案一：1. 计算机控制系统的基本组成部分包括：传感器、输入/输出接口、中央处理单元（CPU）、执行器和控制软件。

2. 输入/输出接口在计算机控制系统中起到连接传感器和执行器的作用，它负责将传感器检测到的信号转换成数字信号供CPU处理，并将CPU的控制指令转换成适合执行器工作的信号。

习题二：数字PID控制器的实现1. 解释什么是PID控制器，并简述其工作原理。

2. 编写一个简单的数字PID控制器算法。

答案二：1. PID控制器是一种常见的控制算法，其名称来源于比例（Proportional）、积分（Integral）、微分（Derivative）三个控制作用的首字母。

PID控制器通过调整比例系数、积分系数和微分系数来实现对系统输出的精确控制。

2. 数字PID控制器算法示例（伪代码）：```for each control cycle {setpoint = desired value;measurement = read sensor;error = setpoint - measurement;P_term = Kp * error;I_term += Ki * error * dt;D_term = Kd * (error - previous_error) / dt;output = P_term + I_term - D_term;apply output to actuator;previous_error = error;}```习题三：计算机控制系统的稳定性分析1. 简述稳定性的概念。

2. 描述如何使用奈奎斯特判据进行系统的稳定性分析。

计算机控制系统第1次作业-86分

(C)增加微分时间常数将有助于加速系统的动态响应，使系统超调量减少；
(D)微分作用有可能放大系统的噪声，减低系统的抗干扰能力；
正确答案：B
解答参考：
13.
(A) F
(B) F，G
(C) F，G，C
(D) F，C
正确答案：A
解答参考：
14.
(A) S
(B) S，Q
(C) Q，R
(D) Q
正确答案：D
解答参考：
计算机控制系统第3次作业
（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。)
本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注释如下：
（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。)
三、主观题(共10道小题)
(A)采样保持、编码
(B)解码、保持
(C)编码、保持
(D)采样保持、解码
正确答案：B
解答参考：
2.通常将时间断续幅值连续的信号称为：
(A)连续信号
(B)模拟信号
(C)数字信号
(D)采样信号
正确答案：D
解答参考：
3.
(A)
(B)
(C)
(D)
正确答案：A
解答参考：
4.如果连续信号中所含频率分量的最高频率为，那么就完全可以用周期为T的均匀采样值来描述，T满足：
1.
参考答案：
2.
参考答案：
3.
参考答案：
4.
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5.
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6.
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7.
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8.
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9.

计算机控制2013秋答案

《计算机控制》2013秋A 卷答案一、一个典型的计算机控制系统由哪些部分组成？它们的关系如何？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。

它是工业控制机构生产过程的大部分组成，工业控制机是指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。

硬件系统包括计算机、输入输出接口、过程通道(输入通道和输出通道)、外部设备(交互设备和通信设备等)，软件系统包括系统软件和应用软件，其中计算机系统作为控制单元，关系如下图所示。

设计人员管理人员操作人员其他系统典型计算机控制系统的结构框图二、简述采样过程和采样定理。

设模拟信号为e (t )，经采样开关后输出为采样信号e*(t )，采样周期为T 。

则理想的采样信号e *(t )的表达式为：∑∑∞-∞=∞-∞=-⋅=-⋅=⋅=k k T kT)δ(t kT e kT)δ(t t e (t)δt e t e )()()()(*通常在整个采样过程中采样周期T 是不变的，这种采样称为均匀采样，为简化起见，采样信号e*(t)也可用序列e(kT)表示，进一步简化用e(k)表示，此处自变量k 为整数。

香农(C.E.Shannon)的采样定理：只要采样频率f s 大于信号(包括噪声)e(t)中最高频率f max 的两倍，即f s ≥2f max ，则采样信号e*(t)就能包含e (t)中的所有信息，也就是说，通过理想滤波器由e*(t)可以唯一地复现e(t)。

三、已知系统输入为()t r 输出为()t c 时的差分方程为()()()()k r k c k c k c =-+--2516试求()()t t r δ=时的输出()t c *。

解：对差分方程求z 变换得)z (R )z (C 5)z (C 6)z (C 21=+---z z已知1)]([)(=δ=t Z z R ，则有)()15(25.0)(1241545)(5145141)z (C 455611)51(lim 415611)1(lim 511)51)(1(15611)z (C 0111121152111111121kT t t c k c z z z z z B z z z A z Bz A z z z z k k k k z z --=-=-⋅=-+--==+--=-=+--=-+-=--=+-=∑∞=+*+-----→---→------δ四、求下列函数的初值和终值()()()()5.2526.342222++--++=z z z z z z z z X 解：根据初值定理和终值定理可得()()()()()()()()()()()()05.251216.341)1(lim 5.2526.34)1(lim )()1(lim 15.251216.341lim 5.2526.34lim )(lim 021212111222211112121212222=++--++-=++--++-=-=∞=++--++=++--++==-------→-→-→------∞→∞→∞→zz z z z z z z z z z z z z z z X z x z z z z z z z z z z z z z z X x z z z z z z)()1(lim )(1)(lim )0(11=-=∞==-→∞→z X z x z X x z z五、已知采样系统如图所示，采样周期s T 1=，试求系统的误差系数p K 、υK 、a K 。