计算机控制技术与系统思考题与习题
《计算机控制技术》复习思考题 第1章 第2章
《计算机控制技术》复习思考题第一章自动控制系统基本概念1.自动控制系统的组成一个简单的自动控制系统，均可概括成两大部分：一部分是自动化装置控制下的生产设备，称为被控对象；另一部分是为实现自动控制所必须的自动化仪表设备，简称为自动化装置，它包括测量变送器、调节器和执行器等。
简单的自动控制系统由被控对象、测量变送器、调节器及执行器四大部分组成。
2.术语a)被控对象？调节器？执行器？测量变送器？b)被控变量，y？设定值，g？测量值，z？偏差，e？干扰，f？调节参数？在被控对象中，需要控制一定数值的工艺参数叫做被控变量，用字母y表示。
被控变量的测量值用字母：表示，按生产工艺的要求，被控变量希望保持的具体数值称为设定值，用字母譬表示。
被控变量的测量值与设定值之间的差值叫做偏差，用字母e表示，e=g-z。
在生产过程中，凡能影响被控变量偏离设定值的种种因素称为干扰，用字母，表示。
用来克服干扰对被控变量的影响，实现控制作用的参数叫做调节参数。
c)反馈？负反馈、正反馈？把系统（或环节）的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈。
如果反馈信号能够使原来的信号减弱，也就是反馈信号取负值，那么就叫做负反馈。
如果反馈信号取正值，反馈信号使原来的信号加强，那么就叫做正反馈。
自动控制系统绝对不能单独采用正反馈。
d)闭环系统？一个一个信号沿着箭头的方向传送，最后又回到原来的起点，形成一个闭合的回路，如此循环往复，直到被控对象的被控变量值达到或接近设定值为止，所以这种自动控制系统是闭环系统。
自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。
3.自动控制系统方框图?4.自动控制系统的分类？按照工艺过程需要控制的参数值即设定值是否变化和如何变化来分类，而将闭环自动控制系统分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统三大类。
按调节器具有的控制规律来分类，如位式、比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制系统。
定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统？5.过渡过程a)静态、动态？自动控制系统的平衡（静态）是暂时的、相对的和有条件的，不平衡（动态）才是普遍的、绝对的、无条件的。
实验四：线性定常系统的稳态误差
实验四：线性定常系统的稳态误差姓名昨日恰似风中雪学号11XXXX 专业班级自动化XX级1班成绩_______一、试验目的1、通过本实验，理解系统的跟踪误差与其结构、参数与输入信号的形式、幅值大小之间的关系；2、研究系统的开环增益K对稳态误差的影响。
二、实验设备1、THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台；2、PC机一台(THBCC-1软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线。
三、实验内容1、观测0型二阶系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应，并实测它们的稳态误差；2、观测I型二阶系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应，并实测它们的稳态误差；3、观测II型二阶系统的单位斜坡响应和单位抛物坡，并实测它们的稳态误差。
四、实验原理通常控制系统的方框图如下图所示。
其中G(S)为系统前向通道的传递函数，H(S)为其反馈通道的传递函数。
由此可得系统传递函数：所以系统稳态误差：1、0型二阶系统设0型二阶系统的方框图如下所示，根据误差信号公式可以计算出系统对阶跃输入和斜坡输入时的稳态误差：1）单位阶跃输入（R（s）=1/S）2)单位斜坡输入（R（s）=1/s 2）上述结构表明0型系统只能跟踪阶跃输入，但有稳态误差存在，其计算公式为：式中Kp≅，为阶跃信号的幅值。
其理论曲线如下所示：2、I型二阶系统I型二阶系统的方框图如下所示：1）单位阶跃输入：2）单位斜坡输入：这表明I型系统的输出信号完全能跟踪阶跃输入信号，在稳态时其误差为零。
对于单位斜坡输入，该系统的输出也能跟踪输入信号的变化，且在稳态时两者的速度相等（即Ur=Uo），但其位置误差存在，其值Vo/Kv，其中Kv= ，Vo为斜坡信号对时间的变化率。
其理论曲线如下所示：3、II型二阶系统II型二阶系统的方框图如下所示：同理可以证明这种类型的系统输出均无稳态误差地跟踪单位阶跃输入和单位斜坡输入。
当输入信号r（t）=t2/2，即R（s）=1/s3时，其稳态误差为：当单位抛物波输入时II型系统的理论稳态偏差曲线如下所示：五、实验结果1、0型系统：电路图：1）单位阶跃2）单位斜坡2、I型系统：1)单位阶跃2)单位斜坡3、II型系统1）单位阶跃2）单位抛物线函数六、实验思考题1、为什么0型系统不能跟踪斜坡输入信号？答：0型二阶系统跟踪斜坡输入时，稳态误差为无穷大，即输出信号永远不会稳定，所以无法跟踪。
计算机控制技术期末复习试题附答案
计算机控制技术期末复习试题附答案一、选择题1. 下面哪个不是计算机控制系统的组成部分？A. 控制器B. 传感器C. 运算器D. 计算机主机答案：D2. 控制器的作用是什么？A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案：B3. 在控制系统中，传感器的作用是什么？A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案：A4. 控制器与执行器之间的信息传递通常采用哪种形式?A. 电信号B. 光信号C. 音频信号D. 无线信号答案：A二、填空题1. 在控制系统中，PID是什么的缩写？答案：比例-积分-微分2. 当一个过程变量小于或大于设定值时，控制器需要发出一个____信号来调节执行器。
答案：控制3. 开环控制系统中，控制器完全依赖于____来判断并调节执行器。
答案：设定值三、解答题1. 请解释闭环控制系统和开环控制系统的区别。
答案：闭环控制系统和开环控制系统是两种基本的控制系统结构。
闭环控制系统通过传感器获得反馈信息，将反馈信息与设定值进行比较后进行调节，以使系统输出接近设定值。
开环控制系统则没有反馈环节，控制器仅仅根据设定值来调节执行器。
闭环控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性，能够减小外界干扰对系统的影响，但由于需要进行反馈调节，系统可能存在一定的响应延迟。
开环控制系统较为简单，但容易受到干扰的影响，对系统稳定性要求较高。
四、简答题1. 请简述计算机控制技术在工业自动化中的应用。
答案：计算机控制技术在工业自动化中广泛应用，其主要作用是实现对生产过程的自动控制。
通过传感器获取实时数据，计算机控制系统可以实时监测和控制生产过程中的各项参数，将实际数值与设定值进行比较，并通过执行器调节控制。
这种自动化控制能够提高生产效率、降低成本，同时还可以减少人为操作中的误差，提高产品的质量稳定性。
在工业生产中，计算机控制技术广泛应用于各种制造过程中，如汽车制造、电子设备制造、化工生产等。
通过计算机控制技术，可以实现生产过程中的自动监测、自动调节、自动报警等功能，从而提高生产效率，降低生产成本，提高产品的一致性和稳定性。
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–汽车自动驾驶系统–航空航天控制系统2.2. 控制系统设计方法设计控制系统时，需要采用一定的方法和技巧来确保系统的稳定性和性能。
请回答以下问题：1.简要解释什么是PID控制器。
PID控制器是一种常用的控制器设计方法，它基于比例、积分和微分三个部分对误差信号进行调节，以实现对系统的控制。
PID控制器具有简单、稳定性好等优点，在许多工业应用中得到广泛使用。
自动控制原理实验（1）
实验一 典型环节的电路模拟一、实验目的1．熟悉THKKL-5型 控制理论·计算机控制技术实验箱及“THKKL-5”软件的使用； 2．熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、实验设备1．THKKL-5型 控制理论·计算机控制技术实验箱；2．PC 机一台(含“THKKL-5”软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线。
三、实验内容1．设计并组建各典型环节的模拟电路；2．测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响。
四、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。
熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析十分有益。
本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图 如图1-1所示。
图中Z 1和Z 2表示由R 、C 构成的复数阻抗。
1．比例（P ）环节比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。
图1-1 它的传递函数与方框图分别为：KS U S U S G i O ==)()()(当U i (S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K 时的响应曲线如图1-2所示。
2．积分（I ）环节 图1-2积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。
它的传递函数与方框图分别为：设U i (S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T 时的响应曲线如图1-3所示。
TsS U S U s G i O 1)()()(==图1-33．比例积分(PI)环节比例积分环节的传递函数与方框图分别为：)11(11)()()(21211212CS R R R CS R R R CS R CS R S U S U s G i O +=+=+==其中T=R 2C ，K=R 2/R 1设U i (S)为一单位阶跃信号，图1-4示出了比例系数(K)为1、积分系数为T 时的PI 输出响应曲线。
自动控制原理实验(1)
实验一 典型环节的电路模拟一、实验目的1．熟悉THKKL-5型 控制理论·计算机控制技术实验箱及“THKKL-5”软件的使用； 2．熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；3．测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。
二、实验设备1．THKKL-5型 控制理论·计算机控制技术实验箱；2．PC 机一台(含“THKKL-5”软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线。
三、实验内容1．设计并组建各典型环节的模拟电路；2．测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响。
四、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。
熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析十分有益。
本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图 如图1-1所示。
图中Z 1和Z 2表示由R 、C 构成的复数阻抗。
1．比例（P ）环节比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。
图1-1 它的传递函数与方框图分别为：KS U S U S G i O ==)()()(当U i (S)输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K 时的响应曲线如图1-2所示。
2．积分（I ）环节 图1-2积分环节的输出量与其输入量对时间的积分成正比。
它的传递函数与方框图分别为：设U i (S)为一单位阶跃信号，当积分系数为T 时的响应曲线如图1-3所示。
TsS U S Us G i O1)()()(==图1-33．比例积分(PI)环节比例积分环节的传递函数与方框图分别为：)11(11)()()(21211212CSR R R CSR R R CSR CS R S U S U s G i O +=+=+==其中T=R 2C ，K=R 2/R 1设U i (S)为一单位阶跃信号，图1-4示出了比例系数(K)为1、积分系数为T 时的PI 输出响应曲线。
计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握计算机控制技术的基本原理和应用方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解计算机控制技术的基本概念、原理和特点；熟悉计算机控制系统的组成和分类；掌握常见的计算机控制算法和应用。
2.技能目标：能够运用计算机控制技术解决实际问题；具备分析和设计简单计算机控制系统的的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对计算机控制技术的兴趣和好奇心，提高学生运用科学技术解决实际问题的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.计算机控制技术概述：计算机控制技术的起源、发展及其在各个领域的应用。
2.计算机控制系统的基本原理：模拟计算机控制系统、数字计算机控制系统、混合计算机控制系统。
3.计算机控制系统的组成：控制器、执行器、传感器、反馈元件等。
4.计算机控制算法：PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。
5.计算机控制技术的应用：工业自动化、交通运输、楼宇自动化等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过讲解计算机控制技术的基本概念、原理和特点，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解计算机控制技术的应用。
3.实验法：让学生动手进行实验，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
4.讨论法：学生进行课堂讨论，激发学生的思考，提高学生的表达能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版社出版的计算机控制技术教材。
2.参考书：提供相关的计算机控制技术参考书籍，供学生自主学习。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，丰富教学手段，提高教学效果。
4.实验设备：准备计算机控制系统实验装置，让学生能够实际操作，加深对知识的理解。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性。
《计算机控制技术及其应用》思考题与习题的指导信息
《计算机控制技术及其应用》思考题与习题的指导信息第1章概述1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论？[指导信息]:参见1.1自动控制的基本概念。
自动控制(autocontrol)：不用人力来实现的控制，通常可用机械、电气等装置来实现。
通常相对手动控制而言。
控制系统(control system)：通过控制来实现特定功能目标的系统。
而系统(system)是由相互联系、相互作用要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。
控制系统通常有一定的规模和复杂性，否则常称为控制装置或控制机构。
自动化(automation)：在无人工干预情况下，一个或多个控制系统或装置按规定要求和目标的实现过程。
自动化强调的是自动控制过程，其核心概念是信息。
控制论(cybernetics)：研究各类系统的调节和控制规律的科学。
各类系统包括动物(及人类)和机器系统。
自从1948 年诺伯特·维纳发表了著名的《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。
控制论着重于研究过程中的数学关系。
2.控制的本质是什么？[指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。
控制过程本质上是一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等。
控制系统中的目标信息、被控对象的初始信息、被控对象和环境的反馈信息、指令信息、执行信息等，通常由电子或机械的信号来表示。
3.自动控制中有哪些基本问题？[指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。
自动控制中的基本问题包括：自动控制系统的结构、过程、目标和品质等。
结构包括组成及其关系两个部分；控制过程主要为一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等；目标规则体现了系统的功能；控制品质即为控制的质量，可通过系统的性能指标来评价。
4.一个控制系统由哪些部分组成？试结合一个实例来说明。
[指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。
实验三线性系统稳态误差的研究
实验三 线性系统稳态误差的研究一、实验目的1. 了解不同典型输入信号对于同一个系统所产生的稳态误差。
2．了解一个典型输入信号对不同类型系统所产生的稳态误差。
3．研究系统的开环增益K 对稳态误差的影响。
二、实验设备1．THBCC-1型 信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台2．PC 机1台(含上位机软件) 37针通信线1根3．双踪慢扫描示波器1台(可选)三、实验内容1. 观测0型二阶系统的单位阶跃和斜坡响应，并测出它们的稳态误差。
2．观测Ⅰ型二阶系统的单位阶跃和斜坡响应，并测出它们的稳态误差。
3．观测Ⅱ型二阶系统的单位斜坡和抛物线响应，并测出它们的稳态误差。
四、实验原理下图为控制系统的方框图：该系统的误差为E(S)的表达式为G(S)1R(S)E(S)+= 式中G(S)和H(S)分别为系统前向通道和反馈通道中的传递函数。
由上式可知，系统的误差不仅与其结构参数有关，而且也与其输入信号R(S)的大小有关。
本实验就是研究系统的稳态误差与上述因素间的关系。
有关0型、Ⅰ型和Ⅱ型系统跟踪不同的输入信号时稳态误差的理论计算及其实验参考模拟电路，请参见附录。
五、实验步骤1．利用实验平台上的模拟电路单元,设计(具体可参考本实验附录中的图3-2，观测波形时在输出端可以加入反相器进行观测)一个由两个惯性环节组成的0型二阶闭环系统的模拟电路。
待检查电路接线无误后,接通实验平台的电源总开关，并开启±5V ，±15V 直流稳压电源。
2．利用示波器（慢扫描示波器或虚拟示波器）观测0型二阶模拟电路的阶跃特性，并测出其稳态误差。
3．利用示波器观测0型二阶模拟电路的斜坡响应曲线，据此确定其稳态误差。
4．参考实验步骤1、2、3，,设计(具体可参考本实验附录中的图3-4，观测波形时在输出端可以加入反相器进行观测)一个由一个积分环节和一个惯性环节组成的Ⅰ型二阶闭环系统的模拟电路。
并用示波器观测该系统的阶跃特性和斜坡特性，并分别测出其稳态误差。
第一章计算机测控系统概述
期望温度
输 入 变 换
+
电 压 放 大
功 率 放 大
执 行 机 构
减 速 器
调 压 器
电 热 器
炉 子
实际温度
热电偶
给定电压
比较 热电偶
u 前 置 放 大 功 率 放 大
执行机构
减速器
M
电热器 调压变压器
炉子
~220V
1-24
扰动 输入量 + -
控制器
控制量
被控对象
输出量
反馈元件
特点： 1) 由负反馈构成闭环，利用误差信号进行控制； 2) 对于外界扰动和系统内部参数的变化等引起的误差能够 自动纠正；
1）计算机主机
2）过程通道 3）操作控制台
1-28
过程通道
1) 接口与输入输出通道：主机与被控对象信息传递的纽带。 2) 检测元件及仪表：将被测（被控）参数由非电量变为电 量，并将这些电量变为A/D转换器所能转换的统一电压。 3) 执行机构：执行控制动作从而达到控制被控参数的目的 （有电动、气动、及液动控制形式、各种控制电机 （交、 直流电机、步进电机等。））
1-43
分布控制系统也称集散控制系统，是以微处理器为基础的集中 分散控制系统，主要特征是集中管理和分散控制 主要分为三部分：操作管理站、现场控制站和通信网络，以实 现分散控制与集中管理和操作的功能。 操作管理站负责系统的管理、控制组态、系统生成，实现控 制系统的控制操作、过程状态显示、报警状态显示、历史数 据的收集和各种趋势显示及报表生成与打印等
1-16
控制周期（采样周期）：完成实时数据采集、 实时控制决 策，实时控制 输出所用的时间。
实时的概念：是指信号的采集、计算决策、输 出控制都要在一定的时间内完成， 满足系统的要求。
自动控制原理实验二阶系统的阶跃响应
实验二 二阶系统的阶跃响应一、实验目的1. 通过实验了解参数ζ(阻尼比)、n ω(自然频率)的变化对二阶系统动态性能的影响；2. 掌握二阶系统动态性能的测试方法。
二、实验设备1. THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台；2. PC 机一台(含上位机软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线；三、实验内容1. 观测二阶系统的阻尼比分别在0<ζ<1，ζ=1和ζ>1三种情况下的单位阶跃响应曲线；2. ζ为一定时，观测系统在不同n ω时的响应曲线。
四、实验原理1. 二阶系统的瞬态响应用二阶常微分方程描述的系统，称为二阶系统，其标准形式的闭环传递函数为2222)()(n n n S S S R S C ωζωω++= (2-1) 开环传递函数2()(2)n n G s S S ωξω=+ （2-2）闭环特征方程：0222=++nn S ωζω 其解 122,1-±-=ζωζωn n S ，针对不同的ζ值，特征根会出现下列三种情况：1）0<ζ<1（欠阻尼），22,11ζωζω-±-=n n j S此时，系统的单位阶跃响应呈振荡衰减形式，其曲线如图2-1的(a)所示。
它的数学表达式为：()1()n t d C t Sin t ζωωβ-=+ 式中21ζωω-=n d ，ζζβ211-=-tg 。
2）1=ζ（临界阻尼）n S ω-=2,1此时，系统的单位阶跃响应是一条单调上升的指数曲线，如图2-1中的(b)所示。
3）1>ζ（过阻尼），122,1-±-=ζωζωn n S ，此时系统有二个相异实根，它的单位阶跃响应曲线如图2-1的(c)所示。
(a) 欠阻尼(0<ζ<1) (b)临界阻尼(1=ζ) (c)过阻尼(1>ζ)图2-1 二阶系统的动态响应曲线虽然当ζ=1或ζ>1时，系统的阶跃响应无超调产生，但这种响应的动态过程太缓慢，故控制工程上常采用欠阻尼的二阶系统，一般取ζ=0.6~0.7，此时系统的动态响应过程不仅快速，而且超调量也小。
微型计算机控制技术课后答案
微型计算机控制技术课后答案在学习微型计算机控制技术课程过程中，我们都会碰到一些难以理解或需要进一步思考的问题。
为了帮助大家更好地掌握课程知识，本文将提供一些课后答案，希望对你的学习有所帮助。
1. 什么是微型计算机控制技术？微型计算机控制技术指的是将微型计算机与各类设备、系统结合起来实现自动控制的技术。
它利用微型计算机作为控制核心，通过软件和硬件的配合，实现对运动、温度、压力等各种参数的测量、控制和调节。
2. 微型计算机控制技术的应用领域有哪些？微型计算机控制技术广泛应用于工业生产、交通运输、农业生产、医疗卫生、航空航天等领域。
在工业生产中，微型计算机控制技术可用于生产线的自动化控制、仪器仪表的检测与控制以及质量管理等方面。
3. 什么是微控制器？微控制器是一种集成了微处理器核心、存储器和外设接口等功能的芯片。
它内部集成了CPU、内存、输入输出设备等基本部件，通常可作为一个完整的控制系统使用。
常见的微控制器有单片机和嵌入式微控制器。
4. 单片机和嵌入式微控制器有什么区别？单片机是一种完整的微型计算机系统，包含有核心处理器、存储器和各种外设接口。
它可以单独使用，无需与其他硬件设备配合。
而嵌入式微控制器则是指将微控制器嵌入其他设备或系统中，用于实现特定功能的控制。
5. 微型计算机控制技术的软件开发工具有哪些？常见的微型计算机控制技术软件开发工具有Keil C51、IAR Embedded Workbench、MPLAB等。
这些工具可以帮助开发人员编写、调试嵌入式软件，并将其下载到目标系统中运行。
6. 什么是中断？中断是一种特殊的事件，它会打断程序的正常执行流程，去执行一个与之相关的处理程序。
在微控制器中，中断通常用于处理紧急事件或实时控制要求较高的任务。
7. 微型计算机控制技术中的GPIO是什么意思？GPIO是General Purpose Input/Output的缩写，意为通用输入输出。
它是微控制器上的一种接口，可以通过设置和读取电平状态来实现与外部设备的交互。
计算机控制实验一AD与DA转换含答案
实验一A/D与D/A转换实验项目名称：A/D与D/A转换实验项目性质：普通所属课程名称：计算机控制技术实验计划学时：2学时一、实验目的1．通过实验了解实验系统的结构与使用方法；2．通过实验了解模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。
二、实验内容和要求1．了解A/D与D/A芯片转换性能，输入一定值的电压，测取模数转换的特性，并分析之；2．在上位机输入一十进制代码，完成通道的数模转换实验。
三、实验主要仪器设备和材料1．THTJ-1型计算机控制技术实验箱2．THVLW-1型USB数据采集卡一块(含37芯通信线、USB电缆线各1根)3．PC机1台(含上位机软件“THTJ-1”)四、实验方法、步骤及结果测试1、打开实验箱电源。
并按下面的电路图1设计一阶跃信号输出电路，然后将U0输出端连接到“数据采集接口单元”的“AD1”通道，同时将采集卡接口单元的“DA1”输出端连接到接口单元的“AD2”输入端：图12、启动计算机，在桌面双击图标“THTJ-1”软件，在打开的软件界面上点击“开始采集”按钮；3. 点击软件“系统”菜单下的“AD/DA实验”，在AD/DA实验界面上点击“开始/停止”按钮，观测采集卡上AD转换器的转换结果，在输入电压为-10V~+10V,对应的数字量为0~16384（A/D转换是14位的），如输入1V时应为00，0011，0101，0000（850）(其中后几位将处于实时刷新状态)。
调节阶跃信号的大小，然后继续观AD转换器的转换结果，并与理论值(详见本实验五说明)进行比较；(双，3) 4通道模拟量输入和2通道模拟量输出4) 8k深度的FIFO保证数据的完整性5) 8路开关量输入，8路开关量输出2．编程实现测试信号的产生利用上位机的“脚本编程器”可编程实现各种典型信号的产生，如正弦信号，方波信号，斜坡信号，抛物线信号等。
其函数表达式分别为：1) 正弦信号)s i n (ϕω+=t A y ，π2=T经编程得到如下图。
计算机控制技术与系统思考题与习题
计算机控制技术与系统思考题与习题本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March《计算机控制技术与系统》课程思考题与习题第一章绪论简述计算机控制技术发展史。
简述计算机控制系统的类型、结构和特点。
计算机控制与常规控制主要不同点在哪里典型计算机控制系统有哪几部分组成，画出方框图。
什么叫做动态系统对计算机控制系统的基本要求是什么简述调节系统与跟踪系统（随动系统）的特点。
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采样定理对于采样周期的选取有什么意义写出采样过程的数学描述形式。
影响采样周期选择的因素主要有哪些多路采样装置的主要作用是什么，常用采样器包括哪些过程通道的采样周期T是否越小越好，为什么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。
简述模入通道结构与各组成部分功能。
简述过程通道的类型和基本功能。
简述开关量通道的基本构成形式和主要作用。
简述开关量通道的抗干扰措施有哪些。
模出通道的类型主要有哪几种，各有什么特点保持器在过程通道中的作用是什么，举例分析。
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 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 理论基础求下图示离散系统脉冲传递函数G(z)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。
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。
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 。
自动控制原理高阶系统的瞬态响应和稳定性分析
实验三高阶系统的瞬态响应和稳定性分析一、实验目的1. 通过实验，进一步理解线性系统的稳定性仅取决于系统本身的结构和参数，它与外作用及初始条件均无关的特性；2. 研究系统的开环增益K或其它参数的变化对闭环系统稳定性的影响。
二、实验设备1. THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台；2. PC机一台(含上位机软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线。
三、实验内容1、观测三阶系统的开环增益K为不同数值时的阶跃响应曲线；2、观测三阶系统时间常数T（极点）不同数值时的阶跃响应曲线。
四、实验原理三阶系统及三阶以上的系统统称为高阶系统。
一个高阶系统的瞬态响应是由一阶和二阶系统的瞬态响应组成。
控制系统能投入实际应用必须首先满足稳定的要求。
线性系统稳定的充要条件是其特征方程式的根全部位于S平面的左方。
应用劳斯判断就可以判别闭环特征方程式的根在S平面上的具体分布，从而确定系统是否稳定。
本实验是研究一个三阶系统的稳定性与其参数Ｋ和Ｔ对系统性能的关系。
三阶系统的方框图如图3-1所示。
图3-1 三阶系统的方框图三阶系统模拟电路图如图3-2所示。
图3-2 三阶系统的模拟电路图图3-1的开环传递函数为)1)(1)(1(2)(321+++=S T S T S T K S G (XR K 100=) (3-1) 式中K 值可调节R X 的值来改变。
当取C 1=1μF ，C 2=1μF ，C 3=1μF ，时，三阶系统对应的闭环传递函数特征方程为：0.001S 3+0.03S 2+0.3S+1+2K=0根据劳斯稳定判据，欲使系统稳定，则Ｋ应满足：0<K<4。
即当K=4时，系统处于临界状态；K>4时，系统处于发散状态。
五、实验步骤1、根据图3-2所示的三阶系统的模拟电路图，设计并组建该系统的模拟电路(取C 1= C 2= C 3=1μF)。
当系统输入一阶跃信号时，在下列几种情况下，用上位软件观测并记录不同K 值时的实验曲线。
计算机毕业论文题目 计算机专业毕业论文题目参考(优秀7篇)
计算机毕业论文题目计算机专业毕业论文题目参考(优秀7篇)计算机专业是计算机硬件与软件相结合、面向系统、侧重应用的宽口径专业。
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工作的维护策略分析3、计算机网络安全问题及其防范措施4、计算机网络安全及其防范策略研究5、计算机网络安全及防范措施6、计算机网络安全与防护7、大数据时代的计算机网络安全及防范措施探析8、对于计算机网络安全防范措施的探讨9、计算机网络安全技术在网络安全维护中的应用研究10、计算机网络安全问题及其解决方案11、计算机网络安全中数据加密技术的应用研究12、神经网络在计算机网络安全评价中的应用研究13、新网络环境下的计算机网络安全思考14、计算机网络安全管理15、计算机网络安全现状与防御技术探讨16、计算机网络安全技术的影响因素及相关防范措施17、计算机网络安全与技术的现状与未来发展18、计算机网络安全隐患管理及维护探讨19、局域网环境下计算机网络安全防护技术应用研究20、计算机网络安全中数据安全加密技术的应用研究21、网络型病毒分析与计算机网络安全技术构建22、高校计算机网络安全威胁与防范措施分析23、加强计算机网络安全防护管理的方法分析24、探讨计算机网络安全技术在网络安全维护中的应用效果25、计算机网络安全技术及其完善对策探究26、云计算环境中的计算机网络安全27、基于大数据时代计算机网络安全技术应用研究28、基于防火墙技术的计算机网络安全技术研究29、福利彩票管理中计算机网络安全管理30、虚拟网络技术在计算机网络安全中的应用31、计算机网络安全技术在网络安全维护中的应用研究32、计算机网络安全问题及其防护33、基于云环境下的计算机网络安全研究34、计算机网络安全技术在网络安全维护中的应用35、云计算环境下的计算机网络安全问题分析36、试谈大数据时代的计算机网络安全及防范措施37、探讨医院计算机网络安全管理38、基于神经网络的复杂计算机网络安全评价指标体系建立及应用研究39、云计算技术在计算机网络安全存储中的应用40、网络安全专业计算机网络安全课程设计与思考41、浅谈计算机网络安全隐患及管理措施42、计算机网络安全现状与防御技术43、计算机网络安全技术在网络安全维护中的应用44、计算机网络安全隐患与防范措施45、计算机网络安全病毒防御中的数据挖掘技术应用46、我国计算机网络安全分析47、计算机网络安全的主要隐患及管理措施分析48、基于云计算环境下的计算机网络安全研究49、神经网络在计算机网络安全评价中的应用50、计算机网络安全技术及其完善对策探究计算机毕业论文选题篇七1、基于计算机视觉的棉花生长监测自主导航车辆研究2、基于计算机视觉的高速机器人芒果分选系统设计3、基于计算机视觉技术的玉米叶绿素含量检测研究4、基于计算机视觉的玉米籽粒形态测量与研究5、计算机视觉系统下缺素番茄叶片彩色图像研究6、农业机器人切削过程仿真分析--基于计算机辅助设计7、基于计算机视觉信息处理技术的苹果自动分级研究8、计算机视觉信息处理技术在苹果自动分级中的应用9、基于计算机视觉技术育肥猪体重分析研究10、基于计算机软件开发中影响软件质量的因素探讨11、计算机信息安全和防范对策探讨12、基于计算机视觉技术的向日葵种子分选系统设计13、计算机网络信息安全及其防护对策探讨14、计算机网络防御策略求精关键技术探究15、谈计算机网络安全的影响因素与应对措施16、我国计算机通信技术现状及未来的发展趋势17、计算机病毒的安全防御分析18、提高计算机通信网络可靠性的分析与研究19、关于建设安全计算机局域网网络分析20、论高校计算机信息管理能力的提升21、计算机网络安全面临的威胁及其防范措施22、计算机控制类课程自主学习的平台关键技术研究23、计算机过程控制系统在锌冶炼系统的应用24、提高计算机信息管理能力的方法分析25、计算机医院病案图像管理与统计系统研究26、探析计算机数字图像处理技术27、基于人机工程学的老年计算机键盘设计研究28、浅析计算机病毒及防范措施29、计算机数据库安全管理现状分析及改良研究30、计算机绘图课程移动学习资源的设计与实践31、高铁计算机联锁仿真培训系统的设计与实现32、计算机应用的现状与计算机的发展趋势33、试析计算机管理系统的安全防控策略34、分析计算机软件数据接口35、浅谈计算机数据库的安全管理策略36、探析计算机网络通信系统的风险应对37、基于计算机视觉的稻谷霉变程度检测38、计算机软件保护方法的探讨39、计算机中央处理器的研究40、计算机数据库入侵检测技术41、计算机图形图像处理的关键技术42、基于工作过程的计算机应用和维护开发探讨43、计算机辅助设计3D打印技术在复杂跟骨骨折治疗中的应用44、浅谈计算机教学改革措施45、探究计算机网络信息安全与防护策略46、计算机网络信息系统安全问题的分析与对策47、计算机模拟大脑与功能性计算策略48、计算机软件开发设计的难点分析49、计算机信息数据的安全与加密技术50、基于C语言的计算机编程技术分析。
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《计算机控制技术与系统》课程
思考题与习题
第一章绪论
简述计算机控制技术发展史。
简述计算机控制系统的类型、结构和特点。
计算机控制与常规控制主要不同点在哪里
典型计算机控制系统有哪几部分组成，画出方框图。
什么叫做动态系统
对计算机控制系统的基本要求是什么
简述调节系统与跟踪系统（随动系统）的特点。
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
采样定理对于采样周期的选取有什么意义
写出采样过程的数学描述形式。
影响采样周期选择的因素主要有哪些
多路采样装置的主要作用是什么，常用采样器包括哪些
过程通道的采样周期T是否越小越好，为什么
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。
简述模入通道结构与各组成部分功能。
简述过程通道的类型和基本功能。
简述开关量通道的基本构成形式和主要作用。
简述开关量通道的抗干扰措施有哪些。
模出通道的类型主要有哪几种，各有什么特点
保持器在过程通道中的作用是什么，举例分析。
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 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
求下图示离散系统脉冲传递函数G(z)
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。
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。
给定传递函数
1
10+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 。
证明离散系统脉冲响应的z 变换即为离散系统传递函数。
设离散系统结构如下图所示，图中D(z)为数字PID 调节器，其差分方程为
)]2()1(2)([)()]1()([)(-+--++--=k e k e k e K k e K k e k e K k u d i p
T
试求当r(t)为单位阶跃函数时系统的稳态误差。
试分析下列差分方程所描述系统的稳定性
)()()1(k bx k ay k y =-+
求下列x(t)信号的z 变换
⎩⎨⎧≥=<==-0
0)(t e
t t x at
第四章 控制算法
计算机控制系统的常规设计方法是如何考虑的
写出PID 控制规律的离散位置式和增量式表达式，求出z 传递函数D(z)。
PID 算法的理想型和实际型的主要差别在哪里，为什么要提出实际型算式 简述PID 算法的主要变形型式和特点。
设计PID 算法控制程序时需考虑哪些问题
简述Smith 预估控制算法的设计思想，其主要特点是什么
某主汽温系统采用S m
i t h 预估补偿控制，设包括零阶保持器在内的广义对象
s
T e k s e e
s G s
Ts s
1101.
1)(+-=---ττ (m T =τ, 取整，T 为采样周期)， 阀门系数为2k ，控制器为PID 规律。
求解问题：
1、画出主汽温系统Smith 预估补偿控制原理框图(不考虑扰动和测量环节)。
2、导出控制系统计算机实现过程和控制器位置式算式。
2、 设计Smith 预估控制程序框图。
试说明扩充响应曲线法与扩充临界比例带法适用于何种对象。
分析比较PID 和PDFF 两种结构形式的特点，并且说明PDFF 结构形式的应用价值。
数字控制算法中引入非线性不灵敏环节的主要作用是什么，非线性环节实现的形式主要有哪几种非线性不灵敏区的设置原则是什么
第五章 直接数字设计
直接数字设计法的设计思想是什么其设计控制系统的前提是什么
离散系统控制器的主要设计方法包括哪几种最少拍和有限拍属于哪种类型
设被控对象为一阶惯性加纯迟延，含零阶保持器的广义对象Z 传递函数为
G z K z
z z l
a a ()()=-----111
1
σσ a aT e ()σ=-
根据达林算法期望的闭环响应传递函数为：
M z z
z z l
()()=-----111
1
σσ
(/στ=-T e , τ为M z ()的时间常数) 证明由此设计的控制器D(z), 经消除振铃现象后为理想的PI 控制器。
设被控对象传递函数为
02211252G s S
S ().
(.)=
+ 经采样(T=1)和零阶保持后，其对应的广义Z 传递函数为：
G z z z z z
z
().(.)(.)
()(.)
=
++--
-----02651278102110286111121
试求：1、系统对于单位阶跃输入的最少拍无波纹稳定控制器D(z)； 2、控制量U(z)、系统输出Y(z)及在各采样点时刻上的值； 3、系统输出在几拍之后进入稳态。
设跟踪系统如下图示，被控对象传递函数为
)11.0)(1(10
)(++=S S S s G p
ZOH 为零阶保持器，采样周期T=，试设计单位阶跃输入时的有限拍控制器Gc(z)。
设跟踪系统如下图示，被控对象传递函数为
)1(1
)(+=S S s G p
采样周期T=1S ，试设计单位阶跃输入时的有限拍控制器Gc(z)。
第六章 现代控制理论设计方法
简述基于状态空间描述的离散系统控制器设计方法主要包括哪几种 简述基于状态空间描述的离散系统控制器极点配置设计法。
简述基于状态空间描述的离散系统控制器最优设计法。
简述分离性原理的设计思想。
离散控制系统设计中为什么要引入状态观测器，简述状态观测器的类型和各自特点。
基于极点配置法设计观测器的基本原则是什么
设离散系统状态方程为
⎩⎨
⎧=+=+)
()()
()()1(k Cx k y k Gu k Fx k x 用状态观测器实现系统状态重构，并以状态估计值构成预估状态线性反馈控制：)()(^
k x L k u -=
其中状态观测器和反馈控制规律采用极点配置法设计。
求解问题： （1）导出整个系统的特征方程，并分析系统性能与特征方程根之间的关系； （2）给出系统按极点配置设计控制器的步骤；
（3）试求当输入0)(=k r ，平衡状态为零态，考虑零静差时，对应的PI 控制规律。
第七章 总线与接口技术
简述的总线类型和特点，计算机应用系统为什么要采用总线。
什么是接口技术，主要内容是什么
简述同步串行和异步串行通信的差异，各适用于什么场合 简述IEEE488和RS232C 总线标准的作用。
简述计算机总线的发展历程。
简述国际ISO 组织制定的计算机通网络信协议模型，画出模型图。
第八章 可靠性与抗干扰措施
什么是系统的可靠性，主要指标有哪些 提高计算机控制系统可靠性的主要方法有哪些 简述差错控制技术的主要内容和特点。
简述容错技术的主要内容和特点。
简述RAS 技术的主要内容和特点。
提高系统软件可靠性的技术措施有哪些 干扰的类型有哪些，主要传播途径包括哪些
模拟量通道的抗干扰措施有哪些，画图分析双层屏蔽技术的抗干扰原理。
开关量通道的抗干扰措施主要有哪些
已知计算机控制系统可靠性单元结构如图（1）、（2）所示，试求图（1）、（2）系统的平均无故障工作时间MTBF。
λλλ2λ2λλλ2λ2
（1）（2）
第九章实时监控软件设计
简述实时监控软件的主要功能和特点。
简述计算机操作系统的分类和特点，实时操作系统的主要内容包括哪些什么是数据结构，其在应用软件设计中的主要作用是什么
实时控制软件的设计原则是什么，设计语言如何考虑
简述结构化设计法、模块化设计法和面向对象设计法的思想和主要内容。
实时监控软件主要包括哪几个组成部分
第十章现场总线技术
简述现场总线的发展历史。
现场总线的种类有哪些，主要研制公司的产品包括哪几种
现场总线控制系统（FCS）与常规DCS系统相比较的优势之处在哪里
画图简述现场总线控制系统的拓扑结构。
简述现场总线技术的国际发展动态。
我国发电厂现场总线控制系统（FCS）今后的发展和应用前景如何
简述Profibus、FF、CAN现场总线的结构特点和主要内容。