计算机控制技术及其应用课后复习资料
计算机控制技术及其应用课后答案
第1章概述 ............................................................... 1-1第2章计算机控制系统的理论基础 ........................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现 ............................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术 ..................................... 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道 ......................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术 ....................................... 6-1第7章控制系统的组态软件 ................................................. 7-1第8章 DCS集散控制系统.................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案 ........................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用 ............................. 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ........................... 11-1第1章概述1.什么就是自动控制、控制系统、自动化与控制论？[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。
计算机控制技术复习题(含部份答案)
4、采样定理的基本内容是什么？对频带受限的信号,当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时，可以从采样值完全恢复原始的信号5、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法?所谓数字滤波，就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理，以便减少干扰在有用信号中的比重,提高信号的真实性。
程序判断法、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法、一阶惯性滤波法6、计算机控制系统中有哪几种地线？在计算机控制系统中，一般有以下几种地线：模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。
7、简述Smith预估控制的基本思想。
按照过程的动态特性建立一个模型加入到反馈控制系统中，使被延迟了τ时间的被控量超前反映到控制器，让控制器提前动作,从而可明显地减少超调量和加快控制过程.8、工业控制计算机系统的干扰源有哪几类？各类干扰又有哪些具体形式?电源干扰（浪涌、尖峰、噪声、断电）；空间干扰（静电和电场的干扰、磁场干扰、电磁辐射干扰）；设备干扰9、RS-485串行总线采用什么传输方式？它与RS—422A串行通信总线的区别是什么?RS—485串行总线采用的是不平衡传输模式。
区别在于RS-485为半双工工作模式，而RS422A为全双工工作方式，且RS—422A适用于两点之间进行高速,远距离通信，而RS-485适用于多点之间进行高速，远距离通信10、数字PID控制算法中，K P，T i，T D的物理调节作用分别是什么？Kp为比例增益，能减小误差，但不能消除稳态误差,但Kp加大会引起系统不稳定;Ti为积分时间常数，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡；Td为微分时间常数,可以减小调整时间，从而改变系统的动态性能11、如何消除尖峰脉冲干扰？选用供电比较稳定的进线电源，利用干扰抑制器消除尖峰干扰,采用交流稳压器稳定电网电压，电源异常的保护图一12、模拟量输入接口设计主要解决哪几个方面的问题？数据输出线的连接方式；选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法；电源和地线的处理;与计算机信息传递的方式三、现已知某炉的温度变化范围为0—1000°C 。
计算机控制技术复习资料
计算机控制系统中的实时性、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？答：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时间作出反应的特性在线方式：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作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。
计算机控制系统中要考虑实时性主要由于以下两个因素：其一，根据工业生产过程出现的时间能够保持多长的时间；其二，改时间要求计算机在多长的时间以内必须做出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
计算机控制系统有哪几种典型形式？答：1、操作指导控制系统2、直接数字控制系统3、监督控制系统4、集散控制系统5、现场总线控制系统6、PLC+上位机系统什么是工业控制机？它们有哪些特点？答：工业控制机是应用在国民经济发展和国防建设的各个领域，具有恶劣环境适应能力，能长期稳定工作的加固型计算机。
其特点有：1、可靠性高2、实时性好3、环境适应性强4、模块化设计，完善的I/O通道5、系统扩充性好6、系统开放性好7、控制软件包功能强计算机内部总线可分为几类？答：1、数据总线2、地址总线3、控制总线4、电源线和地线常见的工业控制计算机体系结构有哪几种？答：1、STD总线2、ISA总线3、PCI总线4、PC/104总线PCI总线的主要优点是什么？答：1、 高性能2、 通用性好3、 低成本4、 使用方便A/D 转换器的主要性能指标有哪些？答：1、 转换时间：指完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间2、 分辨率：表示A/D 转换器输出数字量最低位变化所需输入模拟电压的变换量3、 线性误差：在满量程输入范围内，偏离理想转换特性的最大误差4、 量程：所能转换的输入电压范围5、 对基准电源的要求计算机与模拟量输入接口交换信息有哪几种控制方式？答：计算机与模拟量输入接口交换信息常用方式有：程序查询式、延时采样方式、中断方式和DMA 方式。
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填空题1.控制信号和时序信号2.被控对象、检测模块、反馈部分3.单工；半双工；全双工4.位同步、帧同步和网同步5.语义、语法、时序6.1物理层、2数据链路层、3网络层、4传输层、5会话层、6表示层、7应用层名词解释1. 通信的双方可以同时发送和接收信息的信息交互方式2. 同步是一种计算机术语，一般指的是在两个或多个数据库、文件、模块、线程之间用来保持数据内容一致性的机制3. 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。
时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。
4. 量化，在数字信号处理领域，是指将信号的连续取值（或者大量可能的离散取值）近似为有限多个（或较少的）离散值的过程。
5. 现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题简答题1.控制器由程序计数器(以下简称PC)和指令寄存器(以下简称IR)以及控制单元(以下简称CU)组成.PC用来存放当前将要执行的指令所在的地址,也就是地址指针.它于MAR(存储器地址寄存器)有直接的通路,MAR把指令地址提供给PC.同时PC自动加1.指向下一条要执行的指令.IR用来存放当前指令.IR的内容来自内存的MDR(存储器数据寄存器)他的控制过程是:PC做计数器安排指令的执行次序.并提供指令存储的地址供取指令.IR用来储存当前运行的指令,并送与CU解释指令,执行指令2.网络控制技术是大量采用了Internet技术的新型网络控制技术，它可以实现传统SCADA（管理控制与数据采集）系统的全部功能，同时在许多性能上实现了关键性的突破。
它是一个集合了Internet、嵌入控制、软件、网络、网页设计等技术的完善控制系统。
这一控制技术的出现堪称是控制技术领域的一次革命。
计算机控制技术和应用(丁建强 任晓 卢亚萍)课后答案
第1章概述 ............................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础 ........................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现 ............................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术 ..................................... 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道 ......................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术 ....................................... 6-1第7章控制系统的组态软件 ................................................. 7-1第8章 DCS集散控制系统.................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案 ........................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用 ............................. 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ........................... 11-1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。
(完整版)计算机控制技术课后习题详解答案.(DOC)
第一章计算机控制系统概述习题参考答案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。
(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。
图1.1微机控制系统组成框图(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。
计算机控制技术复习题含部份答案资料讲解
精品文档一. 填空题：1、计算机控制系统的工作过程为：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
2、计算机控制系统硬件由工业控制机、计算机、过程输入输出通道和生产过程组成。
、选D/转换器时应着重考虑的是精、接地技术中接地方式有工作接地、保护接等两种、计算机控制系统按总体结构来分有开环控制系统、闭环控制系两大、计算机控制系统是指采用数字计算机和其他自动化设的自动控制系统、计算机控制系统软件控制部被控对组成、计算机控制系统输输出通道分为四类，分别模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通数字量输出通、过程通道中存在的干扰有串模干扰、共模干1、局域网常见的网络拓朴结构有星环、总线等1、计算机控制系统是指利计算来实生产过自动控制的系统1、衡量一D/转换器性能的主要参数有分辨率、转换时间、精度、线性1、数据处理的内容有线性化处标度变1、闭环负反馈控制的基本特征是测量偏差、纠正偏1、一阶惯性环节的主要特点是当输入量突然变化时，输出量不能突变，而是指数规变化1、静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精越1、离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统的结构和参数有关，还与统采样周有关2、若已知闭环系统的自然频率为，经验上，采样频率应12、通常把叠加在测量信号上的干扰信号称串模干精品文档．精品文档22、为使得传感器特性与A/D变换的特性相匹配，通常在传感器和A/D变换器之间加入调理电路。
23、计算机控制系统中常用的控制器有可编程控制器、工控机、DSP、智能调节器等。
2、计算机控制系统中，被测信号单端对地输双端不对地输两种方式2、信号接地方式应采单点接方式，而不采多点接方式2、模拟输出通道的结构形式主要取决输出保持的构成方式2“，否，用模糊关系表示为 (Cˉ(2、采用双绞线作信号引线的目减少电磁感应，并使各个小环路的感应电势相呈反向抵2、实时的概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一实时系但一实时系必定是一个在线系统3、数字量输出通道主要输出锁存器、输出驱动电、输出口译码电路等组成3、计算机控制系统CP抗干扰措施常采看门狗、电源监控（掉电检测及护、复等方法3、计算控制系统的发展趋势：控制系统网络化、扁平化、智能化、综合3、调节器的比例度越大，则放大倍越，调节作用越，余差越3、二线制传输方式是两根导同时传输变送器所需电和变送器输出信；热电阻温变与热电阻的连接根导线二、简答题、计算机控制系统有哪几种典型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、现总线控制系统PLC上位机系、计算机控制系统中抗共模干扰的措施有哪些采用差分放大器作信号前置放大、采用隔离技术将地电位隔开、利用浮地屏、计算机控制系统的设计步骤可划分为四个阶段生产工艺和现场环境调研、硬件总体方案设计、软件总体方案设计、系统总体精品文档．精品文档4、采样定理的基本内容是什么？对频带受限的信号，当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时，可以从采样值完全恢复原始的信号5、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法？所谓数字滤波，就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理，以便减少干扰在有用信号中的比重，提高信号的真实性。
计算机控制技术及工程应用复习资料
一、第一章1）计算机控制系统的监控过程步骤a .实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入 ；b .实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控制规律运算，进行控制决策； c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监控任务；2）按控制方案来分，计算机控系统划分成那几大类？数据采集系统（DAS ） 操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC ） 监督计算机控制系统（SCC ） 分散控制系统分散控制系统 （DCS ） 现场总线控制系统（FCS ）3）计算机控制装置种类 可编程控制器；可编程控制器； 可编程调节器；可编程调节器； 总线式工控机；总线式工控机； 单片微型计算机；单片微型计算机； 其他控制装置其他控制装置4）计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？同：1）计控系统是由常系统演变而来的； 2）两者的结构基本相同异：1）计控系统中处理的信号有两种：模拟信号和数字信号。
而常系统处理的只有模拟信号2）计控系统具有智能化3）计控系统有软件也有硬件，而常系统只有硬件二、第二章1）4 位 D/A 转换器为例说明其工作原理假设D3、D2、D1、D0全为1，则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。
根据电流定律，有：由于开关 BS3 ~ BS0 的状态是受要转换的二进制数的状态是受要转换的二进制数 D3、D2、D1、D0 控制的，并不一定全是“1”。
因此，可以得到通式：考虑到放大器反相端为虚地，故：选取 R fb = R ，可以得到：对于 n 位 D/A 转换器，它的输出电压V OUT 与输入二进制数B( Dn-1~ D0) 的关系式可写成：的关系式可写成：结论：可见，输出电压除了与输入的二进制数有关，还与运算放大器的反馈电阻 Rfb 以及基准电压VREF 有关。
2）D/A 转换器性能指标是（1）分辨率 是指 D/A 转换器能分辨的最小输出模拟增量。
计算机控制技术及应用课后答案
计算机控制技术及应用课后答案【篇一：计算机控制技术课后习题答案】统由哪些部分组成？并画出方框图。
解：若将自动控制系统中控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图1-1所示。
因此，简单说来，计算机控制系统就是由各种各样的计算机参与控制的一类系统。
在计算机控制系统中，控制规律是用软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。
控制器与执行机构之间是da转换器，负责将数字信号转换成模拟信号；ad转换器则相反将传感器采集的模拟信号，转换成数字信号送给控制器。
2．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？解：计算机控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。
因此，计算机控制系统的分类方法很多，可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。
按功能及结构分类：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、工业以太网控制系统、综合自动化系统。
按照控制规律分类：程序和顺序控制、比例积分微分控制(简称pid控制)、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。
3．计算机控制系统的主要特点有哪些？解：主要有以下特点：1．数字模拟混合的系统。
在连续控制系统中，各处的信号是连续模拟信号。
而在计算机控制系统中，除仍有连续模拟信号外，还有离散信号、数字信号等多种信号。
因此，计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
2．灵活方便、适应性强。
一般的模拟控制系统中，控制规律是由硬件电路实现的，控制规律越复杂，所需要的模拟电路往往越多，如果要改变控制规律，一般就必须更改硬件电路。
而在计算机控制系统中，控制规律是由软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制，需要改变控制规律时，一般不对硬件电路作改动，只要改变控制程序就可以了。
3．可实现复杂控制规律。
计算机具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能，能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
计算机控制技术总复习
3.2.8 A/D 转换器与PC接口
1．ADC0809与PC总线工业控制机接口
D7～D0
+
+
D0
D1
D2
图3.27 ADC0809与PC总线的连接
2．AD574A与PC总线工业控制机接口
图3.28 AD574A通过8255A与PC总线的连接图
八个通道，可同 时输入8个开关状态
74LS244
1A1 1Y1 1A2 1Y2 1A3 1Y3 1A4 1Y4 1A5 1Y5 1A6 1Y6 1A7 1Y7 1A8 1Y8
2G
1G
MOV DX, PORT IN AL, DX
D0
D1
D2
D3
D4
D5PLeabharlann D6CD7
总
线
CS IOR
2. 数字量输出接口
RESET
数字量输出接口
3.1.2 数字量输入通道
基本功能：接受外部装置或生产过程的状态信号
1、数字量输入通道结构
P
生
C
输入
输入
产
总
缓冲
调理
过
线
器
电路
程
地址译码器
2. 输入调理电路
•输入调理电路 －把现场信号经转换、保护、滤波、隔离转换成 计算机能够接收的逻辑信号 小功率输入调理电路 大功率输入调理电路
74LS273
控制状态
D0
D1 Q1
D1
D2 Q2
D2
D3 Q3
需要保持，直到下次 给出新的值为止
D3
D4 Q4
输 出
计算机控制技术及其应用(丁建强任晓卢亚萍)课后答案
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。
1-1
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。
一个控制系统可以由控制单元、执行单元、反馈单元、被控对象、目标规则组成，它们的相互关 系参见图 1 5 所示。
1-2
信息传输
信息加工
目标 规则
控制 单元信息获取 反馈 单元执 单元 信息施效被控 对象
控制系统结构框图 5. 控制系统的性能指标有哪些？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。 控制系统的性能指标有传统意义上的性能指标和广义的评价指标。统意的性能指标有稳定性、快 速性、准确性等。广义的评价指标包括可靠性、操作性、互换性、效率以及性价比等。 （结合实例来说明略。） 6. 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 7. [指导信息]: 参见 1.2.1 计算机控制系统的结构。 计算机系统分为硬件系统和软件系统，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，见图 1 6 所示。
计算机控制技术期末复习提纲宝典-
计算机控制技术复习提纲一、填空题1.常见的PID改进算法有：积分分离法PID、梯形积分PID、不完全微分PID、带死区的PID（抗积分饱和PID、消除积分不灵敏区PID、时间最优PID）。
2.ADC0809是分辨率为8位，具有8路模拟量输入，基于逐次逼近式转换原理的A/D转换器。
AD574A/1674是高性能的12位逐次逼近式A/D转换器，量程有10V和20V，分单极性、双极性两种接法。
DAC0832是8位D/A转换器。
3.若步进电机齿数为z，拍数为N，则齿距角=360°/z，步距角为360°/(Nz)。
4.步进电机工作方式有：单相三拍、双相三拍、三相六拍。
单三拍：A→B→C→A→……双三拍：AB→BC→CA→AB→……三相六拍：A→AB→B→BC→C→CA→A→……其中，A:01H，B：02H，C:04H。
5.计算机控制系统的工作原理可归纳为：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
6.闭环系统稳定性可根据闭环脉冲传递函数零极点是否都在单位圆域内判定。
二、简答题1.什么是计算机控制系统？它是由哪几部分组成？答：计算机控制系统是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。
它主要由硬件和软件两部分组成，硬件包括：主机及操作台、通用外设I/O接口与通道、信号的检测及变送、执行机构、被控对象组成；软件包括：系统软件、应用软件。
2.以某一控制系统为例，简述计算机在一个控制周期内应完成哪些事情。
答：应完成：将压力传感器等水位相关传感器变送的信号A/D转换、数字滤波、与给定值进行比较计算偏差，控制算法计算控制量、D/A刷新输出控制量到电机伺服阀驱动模块，改变阀门开度从而改变流量，进而改变水位。
得分点：应完成：被控物理量的采集、A/D转换、数字滤波、偏差计算、控制算法计算控制量、D/A刷新输出控制量。
3.什么是操作指导控制系统？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？答：操作指导控制系统是计算机根据一定的控制算法（数学模型），依赖测量元件测得的信号数据，计算出供操作人员选择的最优操作条件及操作方案，属于开环控制结构。
计算机控制技术复习资料
计算机控制技术复习资料一、填空1.若连续信号的最高频率为ωmax，按采样定理要求，采样频率ωs应>=2ωmax。
2.常用的数字滤波算法主要包括：算术平均值法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法等。
3.通常在传感器与A/D之间加入调理电路的目的是使模拟输入电压满足A/D转换量程要求。
4.计算机控制系统的输入与输出信号主要分为数字信号与模拟信号。
5.计算机控制系统的工作过程可归纳为以下三步：实时数据采集、实时控制决策、实时输出控制。
6.CPU在与I/O设备进行数据交换时主要存在以下问题：速度不匹配、时序不匹配、信息格式不匹配、信息类型不匹配。
7.计算机控制系统的过程通道分为四类：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道和数字量输出通道。
8.共模干扰的抑制方法主要有：变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比。
9.一般数控系统组成包括：输入装臵、输出装臵、控制器和插补器等四大部分组成。
10.数控系统按控制方式来分类，可以分为点位控制、直线切削控制和轮廓切削控制，这三种控制方式都是运动的轨迹控制。
11.逐点比较法插补计算的四个步骤：偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断。
12.控制系统的四大要素是：给定量、执行机构、控制对象以及被控量。
13.软件是工业控制机的程序系统，它可分为系统软件、支持软件和应用软件三部分。
14.传感器把生产过程的信号转换成电信号，然后用A／D转换器把模拟信号变成数字信号，读入计算机中，对于这样得到的数据，一般要进行一些预处理，其中最基本的处理有线性化处理、标度变换和系统误差的自动校准。
15.计算机控制中的数字PID控制算法有数字PID位臵型控制算法和数字PID增量型控制算法两种基本形式。
16.经常采用的软件抗干扰技术包括：数字滤波技术、开关量的软件抗干扰技术、指令冗余技术、软件陷阱技术等。
17.采用差分放大器作为信号前臵放大是抑制串模干扰的方法之一。
《计算机控制技术〉复习资料
《计算机控制技术〉复习资料计算机控制技术复习资料1、典型的工业生产过程可分为3种：连续过程、离散过程、批量过程。
2、从本质上看，计算机控制系统的工作原理可归纳为三个步骤：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
3、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。
4、常用的计算机控制系统主机有可编程序控制器（PC/PLC ）、工控机（IPC ）、单片机、DSP 、智能调节器。
5、计算机控制系统的典型型式有操作指导控制系统、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、综合自动化系统。
6、以微处理器为核心，总线可以分为内部总线和外部总线，而内部总线又可分为片级总线和系统总线。
7、I/O 端口一般分：数据端口、状态端口、命令端口8、I/O 端口编址方式：统一编址、独立编址9、可编程控制器的软件可分为系统软件、编程软件和应用软件三部分10、串模干扰：是指叠加在被测信号上的干扰噪声。
也称为常态干扰。
11、共模干扰：是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。
共模干扰也称为共态干扰。
12、数字控制方式包括：点位控制、直线控制、轮廓控制13、插补计算时，每走一步，都要进行以下四个步骤的插补计算过程，即偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断。
14、数字PID 控制器的改进方法有积分项的改进、微分项的改进、时间最优+PID 控制、带死区的PID 控制算法。
15、积分项的改进积分分离、抗积分饱和、梯形积分、消除积分不灵敏区。
16、工业控制应用中，最有发展前途的是Bang-Bang 控制与反馈控制相结合的系统，这种控制方式在给定值升降时特别有效。
具体形式为：17、带死区的PID 控制算法具体形式为：≤->-=控制控制PID Bang Bang k y k r k e ,,)()()(αα??>=-ε)()()(),(k e k y k r k e 当18模糊控制器主要包括输入量模糊化接口、知识库、推理机、输出清晰化接口四个部分19、典型的神经网络控制包括神经网络监督控制（或称神经网络学习控制）、神经网络自适应控制（自校正、模型参考控制，含直接与间接自适应控制）、神经网络内模控制、神经网络预测控制等20、专家控制系统大致可以分为以下几类：基于规则的专家自整定控制、专家监督控制、混合型专家控制、仿人智能控制21、结构化程序设计：用三种基本的控制结构就能实现任何单入口单出口的程序。
计算机控制技术及工程应用(计算机测控)复习要点
第一章计算机控制概述1，计算机控制系统的硬件由主机，常规外部设备，过程输入/输出（I/O）通道，操作台，通信设备组成。
2，DAS，数据采集系统3，OGC操作指导控制系统4，DDC，直接数字控制系统5，SCC，监督计算机控制系统6，DCS，分散控制系统7，FCS，现场总线控制系统8，CIMS，计算机集成制造系统第二章，模拟量输出通道1，模拟量输出通道的任务，把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。
主要由接口电路，数/模转换器，电压/电流变换器等构成。
2，D/A转换器的性能指标，分辨率，转换精度，偏移量误差，线性误差，稳定时间。
3，由于电流信号1，易于远距离传输，且不易受干扰,。
2，在过程控制系统中，自动化仪表接收的是电流信号。
故输出通道常用电流信号传递信息。
4，D/A转换模板具有通用性，体现在，符合总线标准，接口地址可选，输出方式可选。
5，十三，十四页，图。
第三章，模拟量输入通道1，模拟量输,入通道的任务，把控制对象的过程参数如温度电压等模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号。
2，把连续变化的量变成离散后在进行处理的计算机控制系统称为离散系统或采样数据系统。
采样形式，周期，多阶，随机采样。
3，A/D转换器从原理上可分为，逐位逼近式，双积分式，电压/频率式。
4，A/D转换器的性能指标，分辨率，转换精典型的度，线性误差，转换时间。
5，A/D转换器的接口电路主要解决主机如何分时采集多路模拟量输入信号。
典型的两种接口电路，查询方式读入A/D转换数，定时方式读入A/D转换数。
第四章数字量输入输出通道。
1，光电耦合隔离器按其输出级不同分为，三极管型，单向晶闸管型，双向晶闸管型。
2，数字量输入通道把生产过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式。
以开关和脉冲输入形式居多。
3，数字量输出通道把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。
计算机控制技术复习资料
计算机控制技术复习资料《计算机控制技术基础》复习资料第⼀章绪论⾃动控制系统：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。
开环控制系统：指⽆被控量反馈的控制系统，即需要控制的是被控对象的某⼀量，⽽测量的只是给定信号，被控量对于控制作⽤没有任何影响的系统。
闭环控制系统：指有被被控量反馈的控制系统，即系统的输出信号沿反馈通道⼜回到系统的输⼊端，构成闭合通道的系统。
典型⼯业⽣产过程：连续过程（流体）、离散过程（固体）、批量过程（连续过程和离散过程交替进⾏）。
计算机控制系统：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（⼯业控制机）和⽣产过程。
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，包括硬件和软件。
硬件包括主机板、内部总线和外部总线、⼈机接⼝、磁盘系统、通信接⼝、输⼊输出通道。
软件包括系统软件和应⽤软件，系统软件包括实时多任务操作系统、引导程序、调度执⾏程序，应⽤软件是系统设计⼈员针对某个⽣产过程⽽编制的控制和管理程序，包括过程输⼊程序、过程控制程序、过程输出程序、⼈机接⼝程序、打印显⽰程序和公共⼦程序等。
⽣产过程包括被控对象和测量变送、执⾏机构、电⽓开关等装置。
计算机控制系统的⼯作原理：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实时控制决策：对采集到的被控量进⾏分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制⾏为。
③实时控制输出：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。
计算机控制系统的⼯作过程：测量、计算、控制、管理。
在线⽅式：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；离线⽅式：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。
实时：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。
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计算机控制是将计算机技术应用于工农业生产、国防等行业自动控制的一门综合学科和技术1.自动控制系统一般分为（开环控制系统）和（闭环控制系统）。
2.计算机控制系统的控制过程分为三个阶段：信息的获取、信息的处理、信息的输出3.计算机控制系统包括硬件和软件两大部分，硬件部分由：计算机主机（CPU和存储器）、接口电路、外部设备组成，是控制系统的基础；软件（各种应用软件）部分包括：数据采集、数字滤波、标度变换、键盘处理、过程控制算法、输出与控制等。
4.过程控制通道分为四种：模拟量的输入通道、模拟量的输出通道、数字量的输入通道、数字量的输出通道；5.操作控制台是计算机控制系统人际交换的关键设备；6.计算机控制系统一般分为6大类：操作指导控制系统、直接数字控制系统、计算机监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、计算机集成制造系统六大类；7.传感器的定义：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置8.热电偶测温原理:利用不同导体或半导体的热点效应来测温一些检测仪表和装置：a．用于开关量信号检测的行程开关、接近开关、光电开关b．用于速度检测的测速发电机、光电旋转编码器、c．用于位移检测的计量光栅、光电编码器（可对运动机械的直线位移、角位移、速度、相位等进行测量）d．用于质量检测的测重仪表和用于厚度测量的我涡流式测厚仪、射线是测厚仪9.过程控制中的执行器按动力能源分类可分为：气动执行器、电动执行器、液动执行器10.电动执行器的作用：用于接收来自控制器的4~20mA或0~10mA的直流电流信号，并将其转换成相应的角位移或直行程位移，去操纵阀门、挡板等的控制机构，以实现自动控制11.现场总线的智能执行器其特点如下：a.智能化和高精度的系统控制功能b.一体化的结构c.智能化的通信功能d.智能化的自诊断功能f.灵活的组态功能12.总线的基本概念：总线就是一组线的集合，他定义了各引线的电气、机械、功能和时序特性，使计算机系统的各部件之间以及外部的各系统之间建立信号联系，进行数据传递。
《计算机控制技术》复习资料
《计算机控制技术》复习资料1一、填空题1、在计算机控制系统几种典型的应用中系统是开环的控制结构，系统是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式，系统能自动的改变给定值，使生产过程达到最优。
2、STD总线是一种规模最小，面向工业控制，设计周密的位系统总线，VME总线是1981年推出的第一代位工业开放标准总线。
3、D/A转换器的转换原理可以归纳为“按权展开，然后相加”，因此D/A转换器内部必须要有一个，以实现按权值分别进行D/A转换。
4、数控系统由输入装置、输出装置、和 4部分组成，其一般步骤是曲线分割、、。
5、PID控制中积分饱和会引起输出超调使系统不稳定，通常改进的方法有法、法和有限偏差法。
6、根据步进电机的结构分析可知，错齿是促使步进电机旋转的根本原因，改变步进电机的可以改变其运行方式；改变，可以控制步进电机的正、反转。
7、达林算法的目标是设计合适的数字控制器D(z)，使整个计算机控制系统等效的闭环传递函数期望为一个和相串联，并期望闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。
8、在连续系统中，表示输入信号和输出信号关系的数学模型用和来描述；在离散系统中，则用、和离散状态空间表达式来描述。
二、简答题1、过程输入输出通道与主机交换的信息类型有哪些？2、画出数字量输入/输出通道的结构。
3、什么是共模干扰？抑制共模干扰的措施有哪些？4、振铃现象是怎样产生的？它有什么危害？应怎样克服？5、简述冗余技术及其分类。
答案一、填空题1、操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统；2、8、32；3、解码网络；4、控制器、插补器、插补计算、折线逼近；5、遇限削弱积分法、积分分离法；6、各相的通电方式或脉冲分配、通电顺序；7、纯滞后环节、一阶惯性环节（顺序可互换）；8、微分方程、传递函数、差分方程、脉冲传递函数。
二、简答题1、答：1）数据信息：反映生产现场的参数及状态的信息，包括数字量和模拟量。
2）状态信息：又叫应答信息、握手信息，反映过程通道的状态，如准备就绪信号等。
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第1章概述 ............................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础 ........................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现 ............................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术 ..................................... 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道 ......................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术 ....................................... 6-1第7章控制系统的组态软件 ................................................. 7-1第8章 DCS集散控制系统.................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案 ........................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用 ............................. 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ........................... 11-1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。
一个控制系统可以由控制单元、执行单元、反馈单元、被控对象、目标规则组成，它们的相互关系参见图1 5所示。
控制系统结构框图5.控制系统的性能指标有哪些？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。
控制系统的性能指标有传统意义上的性能指标和广义的评价指标。
统意的性能指标有稳定性、快速性、准确性等。
广义的评价指标包括可靠性、操作性、互换性、效率以及性价比等。
（结合实例来说明略。
）6.一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？[指导信息]:参见1.2.1 计算机控制系统的结构。
计算机系统分为硬件系统和软件系统，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，见图1 6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7.计算机控制系统有哪些分类？试比较DDC、SCC、DCS和FCS的各自特点。
[指导信息]:参见1.2.2计算机控制系统的分类。
分类方法有：按系统结构的分类、按控制器与被控对象的关系分类、按计算机在控制系统中的地位和工作方式分类、按控制规律分类。
其中DDC(Direct Digital Control)、SCC(Supervisory Computer Control)、DCS(Distributed Control System) 和FCS(Field bus Control System)是按计算机在控制系统中的地位和工作方式来分类的。
DDC中的计算机直接承担现场的检测、运算、控制任务，相当于“一线员工”。
SCC系统中的SCC计算机主要完成监督控制，指挥下级DDC计算机完成现场的控制，相当于“车间主任”或“线长”。
DCS由多台分布在不同物理位置的计算机为基础，以“分散控制、集中操作、分级管理”为原则而构建的控制系统，DCS中的计算机充当各个部门的“管理人员”，如过程管理、生产管理、经营管理等职能。
FCS是建立在网络基础上的高级分布式控制系统。
在FCS中，控制器、智能传感器和执行器、交互设备、通信设备都含有计算机，并通过现场总线相连接。
这些计算机的功能不仅仅在于对一般信息处理，而是更强调计算机的信息交换功能。
8.试通过实例来说明不同控制规律的特征。
[指导信息]:参见1.2.2计算机控制系统的分类。
不同控制规律分类有恒值控制、随动控制、PID控制、顺序控制、程序控制、模糊控制、最优控制、自适应控制、自学习控制等。
恒值控制：控制目标是系统的输出根据输入的给定值保持不变，输入通常是在某一时间范围内恒定不变或变化不大的模拟量。
如恒温炉的温度控制，供水系统的水压控制，传动机构的速度控制。
随动控制：控制目标是要求系统的输出跟踪输入而变化，而输入的值通常是随机变化的模拟量，往往不能预测。
如自动导航系统、自动驾驶系统、阳光自动跟踪系统、雷达天线的控制等。
PID控制：根据给定值与输出值之间偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)进行的反馈控制，是工业上适用面较广、历史较长、目前仍得到广泛应用的控制规律。
许多连续变化的物理量如温度、流量、压力、水位、速度等的控制，都可采用PID控制。
许多恒值控制和某些随动控制也可采用PID规律来实现。
顺序控制：根据给定的动作序列、状态和时间要求而进行的控制。
如交通信号灯的控制、电梯升降的控制、自动包装机、自动流水线的控制。
程序控制（数值控制、数字控制）：指根据预先给定的运动轨迹来控制部件行动。
如线切割机的控制、电脑绣花机的控制。
模糊控制：基于模糊集合和模糊运算，采用语言规则表示法进行的控制。
在许多家用电器（电饭煲、洗衣机等）、工业过程控制等领域得到了越来越多的应用。
最优控制（最佳控制）：使系统的某些指标达到最优，而这些指标往往不能直接测量，如时间、能耗等。
自适应控制：在工作条件改变的情况下，仍能使控制系统对被控对象的控制处于最佳状态。
它需要随时检测系统的环境和工作状况，并可随时修正当前算法的一些参数，以适应环境和工作状况的改变。
自学习控制：能够根据运行结果积累经验，自行改变和完善控制的算法，使控制品质愈来愈好。
它有一个积累经验和主动学习的过程，可以适时地调整算法的结构和参数，以不断地提高自身算法质量。
9.计算机控制系统中获取信息、传输信息、加工信息、执行信息等过程分别与哪些技术有关？[指导信息]:参见1.2.3 计算机控制技术及其发展。
计算机控制系统中的获取信息、传递信息、加工信息、执行信息等过程都有相应的技术来实现，而这些过程中的信息大部分由电子信号来表示，信息处理的工具是电子计算机。
在这些过程用到的计算机控制技术包括控制用计算机技术、输入输出接口与过程通道技术、控制网络与数据通信技术、数字控制器设计与实现技术、控制系统的人机交互技术、控制系统的可靠性技术以及计算机控制系统的设计技术等。
10.学习计算机控制技术可遵循哪些原则？[指导信息]:参见1.3.2 学习方法。
学习计算机控制技术可遵循的原则有系统化、信息化、规范化、实用化。
系统化原则：要认识到控制系统是具有一定结构和功能的有机整体，可将其分解为相互联系、相互作用的各个子系统，它们的子功能可通过外特性来描述。
信息化原则：可从信息化的本质来看待一个控制过程。
计算机是一个强大的信息处理工具，一个合适的信息表达形式是信息得到有效处理的前提，控制规律的数据形式表达是信息加工的关键，而时间和空间是信息处理的两大限约要素，因此计算机的速度和存储空间是其重要的性能指标。
规范化原则：为提高系统的构建效率，降低维护费用，应从规范化的要求来分析和设计一个控制系统。
应了解和掌握控制系统从底层的标准元器件、信号类型、总线标准、通信协议到组态软件的编程语言、开放式的监控软件。
这些规范化技术通常有较长的生命周期，重点掌握这些技术也是提高学习效率的一个要素。
实用化原则：从实用化的角度来理解控制技术的应用水平。
在市场经济的环境下，生命力强的技术必然会有性能和价格上的优势，性价比高的产品必然会得到应用广泛，低碳环保的产品会受到更多用户的欢迎。
因此，我们要随时了解当前技术、产品性能和价格情况，在设计时尽可能选用性价比好的技术和产品，避免重复使用低级落后技术，减少低性能、高价格、高能耗、不可靠、难维护的劣质系统。
第2章 计算机控制系统的理论基础1. 简述输入输出描述方法和状态空间描述方法的各自特点。
[指导信息]: 参见2.1.1 控制系统的描述方法。
输入输出描述方法也称激励响应法，它是基于系统的输入与输出之间的因果关系来描述系统特性的，主要适用于描述单变量输入和单变量输出的系统。
输入输出描述方法中，系统的输出不仅与当前的输入有关，还与过去的输入和输出有关。
状态空间描述方法是基于系统状态转换为核心，不仅适用于描述单变量输入和单变量输出的系统，也能适用于多变量的场合。
系统的输出仅与当前的系统输入和状态变量有关。
2. 连续系统和离散系统分别使用哪些数学工具来表示？ [指导信息]: 参见2.1.1 控制系统的描述方法。