第5章_过程通道.

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微型计算机原理及应用期末考试复习题

第一章一、填空1、在现代工业中，计算机控制系统的工作原理包括、、三个基本步骤。

答案：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出知识点：计算机控制系统的工作原理参考页：P2学习目标：1（熟悉计算机控制系统的结构、组成及工作原理）难度系数：2题型：填空2、微型计算机控制系统的硬件由、、和组成。

答案：主机、输入输出通道、外部设备、测量变送与执行机构知识点：计算机控制系统组成参考页：P3学习目标：1（熟悉计算机控制系统的结构、组成及工作原理）难度系数：3题型：填空3、一般的计算机控制系统由、、、等部分组成。

答案：计算机、I/O 接口电路、通用外部设备、工业生产对象知识点：计算机控制系统组成参考页：P3学习目标：1（熟悉计算机控制系统的结构、组成及工作原理）难度系数：3题型：填空4、计算机控制系统中常用的控制器有、、、、等。

答案：可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器答案：按生产过程控制的特点和要求知识点：计算机控制系统的主机参考页：P3-P5学习目标：2（熟悉常用的计算机控制系统主机）难度系数：1题型：填空5、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、、、、。

答案：计算机监督控制系统、分布式控制系统、计算机集成制造系统、综合自动化系统知识点：计算机控制系统的典型形式参考页：P5学习目标：3（熟悉计算机控制系统的典型形式及其特点）难度系数：2题型：填空6、DDC 系统的最大优点是。

答案：用一台计算机控制多个回路知识点：计算机控制系统的典型形式参考页：P6学习目标：3(熟悉计算机控制系统的典型形式及其特点)难度系数：2题型：填空7、软件是工业控制机的程序系统，它可分为、、 3 个部分。

答案：系统软件、支持软件、应用软件知识点：工业控制计算机的软件组成参考页：P10学习目标：4(熟悉工业控制计算机的组成、总线结构和特点)难度系数：2题型：填空8、计算机控制系统的发展趋势为、、、。

计算机控制系统

计算机控制系统复习题第一章一、下列知识点可出单选题或填空题1. 控制器将反馈信号与设定值进行比较并产生控制量。

2. 变送器将被控参量转换成电信号。

3. 模数转换器(A/D转换器)将模拟量转换成数字量。

4. 数模转换器(D/A转换器)将数字量转换成模拟量。

5. 测量检测器对被控对象的参数进行检测。

6. 自动控制系统通常由被控对象、检测传感装置、控制器组成。

7. 计算机控制系统的典型结构有：操作指导控制系统ODC直接数字控制系统DDC计算机监督控制系统SCC集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS8. 计算机控制系统常用的时域指标有：延迟时间t d、上升时间t r、峰值时间t p、调节时间t s、超调量匚% ；_9. 计算机控制系统包括计算机和生产过程两大部分。

10. 计算机控制系统是指采用了数字控制器的自动控制系统。

二、下列知识点可出名词解释和简答题1. 实时数据采集：对被控参数按一定的采样时间间隔进行检测，并将结果输入计算机。

2. 实时计算：对采集到的被控参数进行处理后，按预先设计好的控制算法进行计算，决定当前的控制量。

3. 实时控制：根据实时计算得到的控制量，通过D/A转换器将控制信号作用于执行机构。

4. 实时管理：根据采集到的被控参数和设备的状态，对系统的状态进行监督与管理。

5. 直接数字控制系统：计算机代替模拟控制器直接对被控对象进行控制。

6. 与连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？(1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。

(2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的(数字控制器) ，修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。

(3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。

(4) 计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。

(5) 一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路第二章一、下列知识点可出单选题或填空题1. 完成模拟量的采集并转换成数字量送人计算机的通道是模拟量输入通道。

物联网控制技术(复习)

（小于反力），衔铁在释放弹簧作用下打开，主、辅触点又恢复到原来状态。
2.简述什么是伺服电动机
答：依靠电枢电流与气隙磁通的作用产生电磁转矩，是伺服电动机转动。通常采用电枢控制方式，
即在保持励磁电压不变的条件下，通过改变电枢电压来调节转速。电枢电压越小，则转速越低；电
枢电压为零时，电动机停转。由于电枢电压为零时电枢电流也为零，电动机不产生电磁转矩，不会
即
,
' = ℰ*ℇ
min =
-./
因为
= −
所以
= −
*
− = ( * − * * )( − )
= * − * − * * + * *
= * − 2 * * + * *
硬气的系统动态性能下降，可以提高系统稳定性③比例微分控制在提高了系统动态性能
2.针对某连续被控对象，简述其经典 PID 控制器的微分方程与对应的传递函数。
答：（把公式中变量的定义写出来）
微分方程：
u = > +
1
/
+ B
()

传递函数：
D =
四、看图填空
5.模糊集合中每一个元素被赋予一个表征该元素属于模糊集合的隶属度。
6.引入隶属度之后，将人们对事物认识的模糊性转化为语义解释确定的主观性。
7.模糊控制以模糊数学为基础，运用语言规则表示方法和先进的计算机技术，由模糊推理进行决策
的一种高级计算机控制策略。
二、判断题
1.从控制原理的角度，PID 调节器是参数可以调整的 PID 控制器。（对）
5.伺服电动机和步进电动机是最常用的控制电机。

微型计算机控制技术课后习题答案

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。

计算机控制输入输出接口与过程通道

②达林顿阵列输出驱动继电器电路。 MC1416是达林顿阵列驱动器. 达林顿晶体管DT（Dar1ington Transistor）亦称复合晶体管。它采用复合过接方式，将两只或更多只晶体管的集电极连在一起，而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基极，依次级连而成，最后引出E、B、C三个电极。

采用积分电路的小功率输入调理电路
目的：把开关K的状态转化成二进制状态。原理：闭和K时，电容C放电，反相器反相为1；断开K时，电容C充电，反相器反相为0。
问题：利用什么原理消除了抖动？

R—S触发器消除开关两次反跳电路
K
R3 +5V R45
原理：当K在上时，输出上为1，下为0。
当K按下时，因为键的机械特性，使按键因抖动而产生瞬间不闭合，造成R-S触发器输入为双1，故状态不改变。
2.1.2 数字量输入通道
•数字量输入通道结构 P C 总线生产过程
输入缓冲器
输入调理电路
地址译码器
2.3.1数字量输入通道

开关量：开关、电流、开关的触点等等通道结构
输入
PC 总线
输入调理电路
缓
冲器
来自生产过程
地址译码器

输入缓冲器：三态门缓冲器74LS244（较为常见）
1 2
R3
C
当K断开时，光电二极管不导通，晶体管不导通，经反相器反相输出为0。其中，用R1、R2进行分压， C进行滤波，要合理选择参数。
•大功率输入调理电路
－采用光电隔离
2.3
2.3.1
数字量输入输出接口与过程通道
数字量输入输出接口技术
1.数字量输入接口 2.数字量输出接口

过程通道的原理

过程通道的原理过程通道，也称为管道，是计算机系统中的一种通信机制，用于在不同的进程之间进行数据传输。

其原理可以分为以下几个方面：1. 进程间通信（IPC）：过程通道是一种进程间通信机制，用于在不同的进程之间传递数据。

进程是指在计算机系统中正在运行的程序实例，每个进程都有自己独立的内存空间。

过程通道提供了一种方式，使得不同的进程可以通过共享的通道进行数据传输。

2. 创建通道：为了使用过程通道进行数据传输，首先需要创建一个通道。

通道是一个管道或者缓冲区，用于存储将要传输的数据。

在创建通道时，系统会为其分配一块内存空间，用于存储数据。

3. 数据传输：一旦通道创建成功，进程就可以通过通道进行数据传输。

进程可以向通道写入数据，也可以从通道读取数据。

数据可以按顺序写入通道，并按顺序读取出来，这样可以保证数据的有序性。

4. 同步和异步：过程通道支持同步和异步的数据传输方式。

同步传输是指发送方在发送数据后要等待接收方读取数据才能继续发送，而异步传输是指发送方无需等待接收方的读取动作，可以立即继续发送数据。

5. 进程间同步：过程通道中的数据传输可以实现进程间的同步。

例如，一个进程可以向通道写入一个数据块，然后等待另一个进程从通道中读取该数据块，这样可以实现进程之间的同步。

6. 进程间异步：过程通道也支持进程间的异步传输。

例如，一个进程可以向通道写入多个数据块，而另一个进程可以以自己的速度从通道中读取这些数据块。

这种方式下，两个进程可以以不同的速度进行数据传输，提高了系统的吞吐量。

7. 缓冲区：过程通道通常会有一个缓冲区用于缓存数据。

缓冲区可以对数据进行存储和处理，以控制数据的流动。

当通道中的数据块未被读取时，可以将这些数据块存储在缓冲区中，以便后续读取。

8. 锁机制：为了确保数据在进程间的正确传输，过程通道通常使用锁机制进行数据的同步。

锁机制可以确保每次只有一个进程能够访问通道，从而防止数据的冲突和丢失。

总结起来，过程通道是一种进程间通信机制，通过创建通道和使用缓冲区来实现不同进程间的数据传输。

计算机控制技术06 过程通道

控
D/A 转换器计
I/O 接
...
算
口
机
D/A
信号
转换
处理
执行
器
电路
机构
多个D/A转换器结构
控制计算机
I/O 接口
D/A 转换器
多路开关
信号处理
电...路
执行机构
信号处理电路
执行机构
单个D/A转换器结构
3、开关量输入通道
开关量输入通道的任务主要是将现场输入的开关信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号。
在计算机控制系统中往往采用光电隔离技术，使计算机与外部输入设备之间只存在光路联系而无电路上的联系。图2-19所示为电平转换及光电隔离电路。
输入通道的作用是将传感器或变送器的电流/电压信号转换为计算机可以识别的数字信号。
输出通道的作用则是将计算机输出的数字信号转换为可直接推动执行机构的电气信号。
工业过程通道实现计算机信号和工业现场信号的互连与转换，是工业生产过程实现自动控制的输入输出通道。工业过程通道有过程通道板卡、过程通道子系统和远程I/O三种基本形式。目前，使用最多的仍然是板卡式过程通道，其次是远程I/O模块。
如果将I/O通道进一步细化，则一个计算机控制系统的I/O通道结构模式如图13-10所示。其中多路模拟开关、S/H（采样保持器）、A/D转换器、接口1组成输入通道；而接口2、D/A转换器、多路模拟开关、 S/H组成输出通道。
需要说明的是，图13-10这种通道结构模式并非是唯一的，可根据实际应用系统的需要加以调整。例如，每个通道都设置一个A/D（或D/A）转换器和采样保持器；多个通道共用一个A/D（或D/A）转换器，但每个通道都设置一个采样保持器；多个通道共用采样保持器和A/D（或D/A）转换器等。

过程通道

Computer Controlled Systems
P(t)
（ｅ）采样描述
X(t)
调制器
X*(t)
x*(t)=p(t)x(t)
因 τ0＜＜T ，所以分析时可近似认为τ０为０，以单位脉冲序列δＴ（ｔ）代替ｐ（ｔ）。
4.1 过程参数采样原理
单位脉冲序列：
Computer Controlled Systems
k 0 *
4.1 过程参数采样原理
Computer Controlled Systems
二、采样定理
对于角频率范围为（ max , max ）的连续信号进行采样，当采样频率
s 2 max
时，采样器的输出信号
ｘ＊（ｔ）才能充分表征连续输入信号ｘ（ｔ），换言之，为使采样信号ｘ＊（ｔ）的频谱能无失真地恢复连续输入信号ｘ（ｔ）的频谱，采样周期Ｔ必须小于等于输入信号中变化最小周期 Tmin 的１／２，即：
第二节开关量输入通道（DI）
输入调理电路输入调理电路有多种，通过调理电路可以将一个开关与计算机的一位数字量对应起来。
+5V
R R R
Computer Controlled Systems

E
光电隔离转换 “断开” →逻辑电平“0” “闭合” →逻辑电平“1”
继电器隔离转换 “断开” →逻辑电平“0” “闭合” →逻辑电平“1”
1、影响采样周期选择的因素（1）系统受扰动情况（扰动和噪声比有效信号的频率高）若扰动和噪声都较小，采样周期T应选大些；对于扰动频繁和噪声大的系统，采样周期T应选小些；
Computer Controlled Systems
（2）被控系统动态特性（慢对象：汽温，信号变化慢；快对象:水位）滞后时间大的系统，采样周期T应选大些；对于快速系统，采样周期T应选小些；（3）控制品质指标要求（控制品质反映了系统的动作快慢）若超调量为主要指标，采样周期T应选大些；若希望过渡过程时间短些，采样周期T应选小些；（一般而言，过渡过程时间长，超调则小，被调量是慢变的）

《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。

、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。

.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。

计算机控制技术总结

模拟地和数字地的连接
由于计算机控制系统中的“地”有多种，故接地线主要分为以下几类：模拟地、数
字地、安全地、系统地、交流地。
模拟地是系统中的传感器、变送器、放大器、A／D和D／A转换器中模拟电路的零电位。由于模拟信号往往有精度要求，有时信号比较小且直接与生产现场相连接，所以必须认真地对待。数字地，也叫逻辑地，是计算机中各种数字电路的零电位，为避免对模拟信号造成数字脉冲的干扰，数字地应与模拟地分开。安全地又称为保护地或机壳地，其目的是让设备机壳(包括机架、外壳、屏蔽罩等)与大地等电位，以免因机壳带电而影响人身及设备安全。
理想的多路开关其开路电阻为无穷大，其接通时的导通电阻为零。此外，还希望切换速度快、噪音小、寿命长、工作可靠。
由于通用数据采集系统均支持多个模拟通道，但是因为每个模拟通道不一致，所以需要引入可编程放大器。可编程放大器的放大倍数随时可由一组数字序列控制，这样，在MUX 改变其通道序号时，放大电路也由相应的一组数字序列控制改变放大倍数，即为每个模拟通道提供最合适的放大倍数。
一般情况下，被测信号的变化比较缓慢，而串模干扰信号的主要成分是50Hz的工频和特殊的高次谐波，且通过电磁耦合和漏电等传输形式叠加到信号或引线上形成干扰。
共模干扰产生的主要原因是不同
“地”之间存在共模电压以及模拟信号系统对地存在漏阻抗。共模
干扰通过过程通道串入主机。
计算机系统接地的目的有两个：一是抑制干扰，使计算机稳定地工作；二是保护计算机、电器设备和操作人员的安全。
模糊控制向量的模糊判决－“清晰化”

模糊决策包含两个步骤
– 先由控制量的模糊集C判决出模糊论域元素z*；

计算机控制系统—采样保持器

—计算机控制系统—
例如，一个12位的A/D转换器，孔径时间100μs，基
准电源为10.24V，量化误差为LSB/2所代表的电压信号，
即
1 10.24
U
ห้องสมุดไป่ตู้
1.25(mV)
2 212
则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为：
f max

U
U m 2t A/ D

1.25 103
5 2 100106
—计算机控制系统—
计算机控制生产现场的控制通道也有两个，即模拟量输出通道及数字量输出通道。
计算机输出的控制信号是以数字形式给出的。有的执行元件如连续调节阀要求提供模拟的电流或电压，故应采用模拟量输出通道来实现；有的执行元件如电磁开关只要求提供数字量（或开关量），故应采用数字量输出通道。
—计算机控制系统—
—计算机控制系统—
• 2.多路模拟量输入通道的结构 (1)多通道并联输入多通道并联输入由若干个单路模拟量输入通道组成。
• (2)多通道共用A/D转换器件形成 • 多路开关的作用是能按要求切换模拟量输入信号，确
保其中的某一路引入A/D转换器。
—计算机控制系统—
模拟量输入通道一般由信号处理器、多路转换器(多路开关)、放大器、采样—保持器(S/H)和A／D转换器组成。
过程报警信号、操作人员请求信号等
对执行器进行控制，显示、记录等
对执行器进行控制，灯显示、报警显示等
5.1 模拟量输入通道
—计算机控制系统—
模拟量输入通道的任务是，把从控制对象检测得到的模拟信号，变换成二进制数字信号，经接口送入计算机。
2020/2/2
7
—计算机控制系统—

计算机控制技术王建华主编第二版课后答案

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：工业计算机 PIO 设备生产过程图1.1 计算机控制系统的组成框图1、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。

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。

CPU/MEM 人-机接口内部总线系统支持版磁盘适合器数字量输出（DO ）通道数字量输入（DI ）通道模拟量输出（AO ）通道模拟量输入（AI ）通道电气开关电气开关执行机构测量变送被控对象（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。

过程控制工程考点解析

过程控制工程考点解析第一章1.什么是过程控制系统？其基本分类方法有哪些？过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度、和PH等这样的一些过程变量的系统。

基本分类方法（1）按过程控制系统的结构特点分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统（2）按给定值信号的特点分为定值控制系统、程序控制系统、随动控制系统。

2.试说明书中图1-2b供氧量控制系统框图中被控“过程”包含哪些管道设备以及图中各符号的含义。

过程：节流装置到氧气流量调节阀之间的管道设备。

x(t)代表设定值；e(t)表示偏差信号；u(t)表示控制器控制作用信号；q(t)表示调节阀的流量信号；f(t)过程受到的干扰信号；y(t)过程的输出信号；z(t)测量信号3. 在过程控制中，为什么要由系统控制流程图画出其框图。

为了更清楚地表示控制系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系,这样也便宜其他人员的理解第二章2-2.什么是过程通道？什么是过程的控制通道和扰动通道？它的数学模型是否相同？问题一：被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道。

问题二：过程的控制通道：控制作用与被控量之间的信号联系。

过程的扰动通道：扰动作用与被控量之间的信号联系。

问题三：他们的数学模型不一样，因为过程通道、控制通道和扰动通道所表示的环节不是同一个。

2-6. 如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，Q3，液位h为被控参数，C为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻，要求：（1）列出过程的微分方程组；（2）画出过程的方框图。

（3）求过程的传递函数W0（S）＝H（S）/Q1（S）；答：（1）（2）（3）2-8.略。

2-11.为什么大多数过程控制的数学模型可用一阶、二阶、一阶加滞后和二阶加滞后环节之一来近似描述？有何理论依据？2-24.采用分度号K的热电偶测量炉温为800℃，其冷端温度为0℃求其热电势E( t,t0) ？2-43.数据采集系统的基本组成部分有哪些？它们分别实现哪些功能？数据采集系统由传感器、信号调理电路、数据采集电路三部分组成。

微型计算机控制专业技术课程答案

微型计算机控制专业技术课程答案《微型计算机控制技术》复习题纲1.1 计算机控制系统的结构。

1.2 计算机控制系统的典型形式有哪些? 各有什么优缺点? （P5）1.3 实时、在线⽅式和离线⽅式的含义是什么?2.1 采⽤74LS244和74LS273，设计与PC总线等⼯业控制机的数字量(开关量) 输⼊输出接⼝，要求:画出接⼝电路原理图，并采⽤8086汇编语⾔编写数字量输⼊输出程序。

2.2 ⽤8位A／D转换器ADC0809与PC总线等⼯业控制机接⼝，设计模拟输⼊通道以及数据采集程序流程图。

2.3 采样信号有何特点? 采样保持器的作⽤是什么?是否所有的模拟量输⼊通道中都需采样保持器? 为什么?2.4 什么是串模⼲扰和共模⼲扰? 如何抑制?2.5 计算机控制系统中地线有哪⼏种?2.6 什么是波反射? 如何消除波反射?3.1 插补计算程序流程：(1) 直线插补程序；(2) 圆弧插补程序。

3.2 给出⼀段直线或圆弧。

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。

3.3 三相步进电机的⼯作⽅式。

3.4 利⽤8255A设计x轴步进电机和y轴步进电机的控制电路，要求：(1) 画出接⼝电路原理图；(2) 分别列出x轴和y轴步进电机在三相单三拍、三相双三拍或三相六拍⼯作⽅式下的输出字表。

4.1 数字控制器的连续化设计步骤。

（P103）4.2 PID控制器的三个参数对系统性能的影响。

4.3 数字控制器的离散化设计步骤是什么?4.4 最少拍⽆纹波控制器的设计。

4.5 模糊推理的计算。

6.1 测量数据预处理技术包括哪些？(185~190)7.1 什么是现场总线?有哪⼏种典型的现场总线?7.2 分布式控制系统的设计原则是什么？DCS系统分为哪⼏层？各层实现哪些功能？⽅程段11 部分1第⼀章（绪论）作业1.1 什么是计算机控制系统？它由哪⼏部分组成？答：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。

集散控制系统与现场总线试题习题及答案

本答案仅供参考。

第1章绪论什么是过程计算机控制系统它由哪几部分组成通过具体示例说明。

答：它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置构成，以实现生产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和生产工艺过程。

例如温度控制系统。

计算机控制工业生产过程有哪些种类型答：计算机控制工业生产过程一般有五种类型：操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。

计算机控制系统的硬件一般有哪几大主要组成部分各部分是怎样互相联系的其中过程通道有几种基本类型它们在系统中起什么作用答：计算机控制系统的硬件一般包括：主机、外部设备、过程输入输出设备。

两个过程通道，一个是输入通道，另一个为输出过程通道。

输入过程通道包括：A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输入；DI通道-----直接输入开关量信号或数字量信号。

输出过程通道包括：D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出；DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。

直接数字控制系统的硬件由哪几部分组成答：直接数字控制系统的硬件主要有计算机（主机）、过程输入输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。

如下图所示。

数字PID 控制算法有几种形式各有什么特点答：数字PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。

PID 位置式根据偏差计算阀门的位置，PID 增量式根据偏差计算阀门的变化；PID 速度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。

试推导计算机控制系统PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。

答：模拟PI 控制算法为])(1)([)(0⎰+=tI p dt t e T t e k t u 其中，p k ----比例增益I T ----积分时间常数在采样周期相当短暂时，用矩形法近似代替积分项∑⎰=≈ki t i Te dt t e 00)()(，其中T 为采样周期，k 为采样序号。

PI 位置式算法为：x k i I p ui e k k e k k u ++=∑=0)()()(PI 增量式算法为：)()()(k e k k e k k u I p +=∆∆PI 速度式算法为：Tk e k T k e k T k u k v I p )()()()(+==∆∆ 其中，x u -----偏差（它是初始阀门位置）)(k u ∆---第k 次输出的偏差校正值)(k e ∆---第k 次采样值的偏差校正值试推导计算机控制系统PD 控制算法的位置式、增量式和速度式。

计算机控制技术期末复习试题附答案

第一章计算机控制系统概述1、计算机控制系统的概念是什么计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。

2、计算机系统由哪些部分组成并画出方框图。

计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。

3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性4、计算机控制系统的主要特点有哪些各项连续控制系统计算机控制系统信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化5、计算机控制系统是怎样分类的按功能和控制规律可分为几类一、按控制系统的功能及结构特点分类①操作指导控制系统②直接数字控制系统DDC③监督控制系统SCC④计算机分级控制⑤集散控制系统DCS⑥现场总线控制系统FCS二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID 控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制第二章离散控制系统及Z 变换分析法1、计算机控制系统的信号形式有哪些连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT)2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。

则采样角频率只有满足下面的关系： ωs ≥2ωmax采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。

计算机控制技术习题—广州工业大学

1.1 什么是计算机控制系统？它由哪几个部分组成？1.2 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？1.3 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？1.4 工业控制机的哪几个部分组成？各部分的主要作用是什么？工业控制机的特点有哪些？1.5 什么是总线、内部总线和外部总线？1.6 PC总线和STD 总线各引线的排列和含义是怎样的？1.7 RS-232C 和 IEEE-488 总线各引线的排列和含义是怎样的？2.1 什么是接口、接口技术和过程通道？2.2 采用74LS244和74LS273与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量(开关量)输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字输入和数字输出程序。

2.3 采用8位 A/D 转换器 ADC0809 通过 8255A 与PC总线工业控制机接口，实现8路模拟量采集。

请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序。

2.4 用12位 A/D 转换器 AD574 通过 8255A 与PC总线工业控制机接口，实现模拟量采集。

请画出接口原理图，并设计出A/D转换程序。

2.5 请分别画出一路有源I/V变换电路和一路无源I/V变换电路图,并分别说明各元器件的作用？2.6 什么是采样过程、量化、孔径时间？2.7 采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟器输入通道中都需要采样保持器？为什么？2.8 一个8位 A/D 转换器，孔径时间为100μs, 如果要求转换误差在A/D 转换器的转换精度 (0.4 %) 内，求允许转换的正选波模拟信号的最大频率是多少？2.9 试用 8255A 、AD574、LF398、CD4051 和PC总线工业控制机接口，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路模拟量的数据采集程序。

2.10 采用DAC0832和PC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。

2.11 采用 DAC1210 和PC总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转化程序。

总线接口与过程通道

总线接口与过程通道
• 总线接口概述 • 过程通道概述 • 总线接口与过程通道的关系 • 总线接口与过程通道的发展趋势 • 总线接口与过程通道的案例分析
01
总线接口概述
总线接口定义
01
总线接口是一种连接设备或模块的通信方式，用于实现不同设备或模块之间的数据传输和控制。
02
它是一种标准化的接口规范，使得不同的设备或模块能够相互通信和协作。
软件协议
规定数据传输过程中的控制方式和通信规则，以确保数据传输的可靠性和正确性。
数据传输效率
带宽
总线的带宽决定了数据传输的速度，带宽越大，数据传输速度越快。
延迟
数据从发送端到接收端所需的时间，延迟越小，数据传输效率越高。
04
总线接口与过程通道的发展趋势
总线接口的发展趋势
标准化
随着技术的不断发展，总线接口的标准化程度越来越高，不同厂商之间的兼容性也越来越好。
过程通道的特性
高速传输
可靠性高
灵活性好
过程通道能够实现高速数据传输，满足实时性
要求高的应用场景。
过程通道采用可靠的信号传输协议，能够保证数据的完整性和准确性。
过程通道可以连接不同类型的设备，支持多种数据格式和传输方式。
实时性强
过程通道能够提供实时数据传输服务，满足工业控制、自动化等领域
的需求。
过程通道的应用场景
工业自动化
在工业自动化系统中，过程通道用于连接各种传感器、执行器、控制器等设备，实现实时数据采集、控制和监控。
智能交通
在智能交通系统中，过程通道用于车辆与交通信号灯、监控摄像头等设备之间的通信，实现交通流量的实时监控和调度。