材料成型过程控制复习要点.答案学习资料

材料成型过程控制复习要点

第一章

1 过程计算机控制系统的硬件和软件的具体组成是那些？

过程计算机控制系统的硬件主要是由：

（一）主机

（二）外部设备

（三）过程输入输出设备

（四）人机联系设备和通讯设备等组成的。

（一）主机

主机控制的核心是：

（1）中央处理器(CPU)；（2）内存储器(RAM，ROM)组成的。

（二）外部设备

常用的外部设备按功能可分为三类：

（1）输入设备

（2）输出设备

（3）外存储器。

（三）过程输入输出（I／O）设备

过程输入包括模拟量输入通道(简称A／D通道)和开关量输入通道〔简称DI通道〕，分别用来输入生产过程的模拟信号(如温度、压力、流量、料位等)、开关量信号或数字量信号。

过程输出包括模拟量输出通道(简称D／A通道)和开关量输出通道(简称DO通道)。D／A通道把数字信号转换成模拟信号后再输出，DO通道则直接输出开关量信号或者数字量信号。

（四）通讯设备

现代化工业生产过程的规模一般比较大，对生产过程的控制和管理也很复杂，往往需要几台或几十台计算机才能分别完成控制和管理任务。这样，在不同地理位置、不同功能的计算机之间或设备之间，就需要通过通信设备进行信息交换。为此，需要把多台计算机或设备连接起来，构成计算机通信网络。

软件

（1）系统软件

（2）应用软件

2 计算机在热轧系统中的控制功能有那些？

计算机在热连轧带钢系统中的主要控制功能有以下几点：

（1）跟踪

（2）步进加热炉控制

（3）预设定

（4）终轧温度和卷取温度控制

（5）设备控制

3 轧制过程控制的发展方向是什么？

(1) 改进计算机控制系统的配置形式

在进一步提高计算机系统的可靠性和稳定性的同时，必须进一步改进其配置形式。在广泛发展过程控制

计算机系统的同时，大力发展管理机系统，使管理机与控制机有机地结合起来，组成分级集成或者分布式控制系统。

（2）进一步提高和完善检测仪表和控制系统的性能和功能

在轧制速度越来越高。产品范围越来越广，质量要求越来越严格的情况下，检测仪表的性能以及控制系统的功能只有进一步提高和完善，才能与之相适应。

（3）进一步应用现代控制理论

自适应控制是跟踪轧制过程，保证控制精度的有效手段之一。最优控制是全面考虑机电设备、工艺和控制系统的条件，是实现最优化生产的保证。但是对一个大型生产系统来说，由于它们的算法比较复杂，往往限制了它的应用。今后应加强现代控制理论在大型生产系统中应用的研究，简化计算，便于应用，以便实现最优化生产。

过程计算机控制系统的基本类型有那些，各有什么特点。

控制是作为一个系统与生产过程结合在一起的。根据应用特点、控制目的、控制方法和系统的构成，过程计算机控制系统大体上可分成以下几种基本类型。

一、数据收集系统

二、操作指导控制系统

三、直接数字控制系统

四、监督计算机控制系统

五、多级控制系统

六、分散控制系统

举例说明数学模型在计算机控制中的作用。

现以最基本的控制功能——设定控制为例来说明数学模型在计算机控制中的作用及其重要性。在连轧机上，最主要的设备调节参数为各架轧机的空载辊缝S i、轧辊速度v i和张力T i。在配置有弯辊装置肘，还包括弯辊力J i。设定控制的根本任务就是根据有关的设备特性参数和待轧料的有关信息，通过设定控制模型计算出以上各个参数。调节系统在接受到设定信息之后，迅速将有关设备调控到相应的位置和状态。显然，设定状态决定着未来轧制过来的状态特性。设定控制的基本要求是：轧件较快地通过轧机，对轧辊产生较少的损伤，并生产出厚度在公差范围内和具有满意板形和表面质量的产品。

设定控制的计算过程一般分为两个步骤：

第一步是进行负荷分配，即计算出各架轧机的出口厚度h i；

第二步是进行设定计算，即计算出各架轧机的上述设备调节参数。

由上述可知，第一：能耗、轧制压力、前滑和机座刚度系数等数学模型，是设定控制计算的基础：第二：负荷分配相当于人工操作时制定压下制度，从本质上讲，它决定了未来轧制过程的状态特性，其合理与否，对轧机产量的高低、调整的难易、产品质量的优劣和事故的多少等均有重要影响；第三：未来的轧制过程能否按负荷分配所确定的状态特性远行，或者偏离程度的大小，取决于上述设定值的计算精度。然而，它们的计算精度又取决于上述各个数学模型的预报精度。也就是说，数学模型的预报精度，直接影响设定控制的精度和效果。因此，数学模型在计算机控制中具有十分重要的作用和地位。

在线操作指导系统的组成。

A/D、D/A的含义。

模/数转换器(A／D)和数/模转换器(D／A)

画出现代设定控制模型框图。

数学模型的作用。

数学模型的根本作用在于它将客观原型化繁为简、化难为易，便于人们采用定量的方法分析和解决实际问题，正因为如此，数学模型在科学发展、科学预见、科学预测、科学管理、科学决策、驾控市场经济乃至个人高效工作和生活等众多方面发挥着特殊的重要作用。马克思指出：“一种科学只有成功地应用数学时，才算达到了真正完善的地步。”数学模型给科学研究的对象一定量描述，从而把科学推向更高的阶段。

根据式（1-1）推导式（1-2）。

第二章

1.什么叫数学模型？

对于一个现实对象，为了一个特定目的，根据其内在规律，作出必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。通俗地讲，数学模型不是原型的复制品，而是为了一定的目的对原型所作的一种抽象模拟，它用数学式子、数学符号、程序图表等刻划客观事物的本质属性与内在联系，是对现实世界简化而又本质的描述，最终达到解决实际问题之目的。

2.所谓原型。

所谓原型（prototype）就是人们在社会实践中所关心和研究的现实世界中的事物（或对象）。