第3章计算机控制的理论基础2

合集下载

第3章计算机基础知识、计算机中数据的表示

吾
日
三
省
吾
我知
身
进步
❖大一：大学计算机基础 ❖大二：VB、C、Athorware、
Access、Photoshop
课程定位
基本技能
中英文录入（50字/分）计算机基础知识 Windows XP 网络应用 Word 2019 文字处理软件 Excel 2019 电子表格处理软件 PowerPoint 2019 演示软件
【方法】除基逆取余
【例】将十进制数253转换成二进制数
十进制数(D)
余数
2 253
└2 126 └2 63 └2 31 └2 15 └2 7 └2 3 └2 1 └0
1
转换结果的最低位
0
1
1
1
1
1
1
转换结果的最高位
转换结果： (253)10=(11111101)2
【例】将十进制数253转换成八进制数转换结果的最低位
集成电路
Integrated
大规模集成电路
Large Scale Integration
计算机各个发展阶段的比较
发展对象
比较特点对象
第一代
第二代
（1946~1957）（1958~1964）
第三代（1965~1970）
第四代（1971至今）
电子器件
电子管
晶体管
中、小规模集成电路
主存储器
磁芯、磁鼓
6 0 3.2 5
6×102 3×100
2×10-1
5×10-2
计算机中常用的几种计数制
十进制二进制八进制
数码
0～9
0，1
0～7
基数
10

计算机控制系统的控制算法

河南机电高等专科学校
Henan Mechanical and Electrical Engineering College
1 T ( 0.15 ~ 0.5 ) ωc
第3章计算机控制系统的控制算法
（3）将D(S)离散化为D(Z)
数字控制器D(Z)的一般形式为下式，其中n≥m,各系数ai,bi为实数，且有n个极点和m
河南机电高等专科学校
Henan Mechanical and Electrical Engineering College
第3章计算机控制系统的控制算法
2.模拟化设计具体步骤
（1）假想的连续控制器D(S) 设计的第一步就是找一种近似的结构，来设计一种假想的连续控制器D(S)，这时候我们的结构图可以简化为：
河南机电高等专科学校
Henan Mechanical and Electrical Engineering College
第3章计算机控制系统的控制算法
一、数字控制器的概念
1.什么是控制器？
按照给定的系统性能指标和系统的原始数学模型，依据闭环
控制结构，设计出的使原有系统满足控制要求的功能模块。
设定值 +
矩形面积为Te(k)，后向差分累加的是矩形面积Te(k-1)。
河南机电高等专科学校
Henan Mechanical and Electrical Engineering College
第3章计算机控制系统的控制算法
2.双线性变换法
离散化公式：
D( Z ) D( s )
s
2 z 1 T z 1
第3章计算机控制系统的控制算法
常用方法：差分变换法、Z变换法、零极点匹配法、双线性变换法 1.差分变换法：主要用于对模拟控制器的离散化（1）基本的差分方法：——前向差分和后向差分

计算机理论基础第二章 11.16

蓝洋专转本计算机理论基础第二章
1.计算机的发展
早期的计算工具
算盘（中国，唐朝）
计算尺（欧洲，1622）
蓝洋专转本计算机理论基础第二章
1.计算机的发展
1. 早期的计算工具
加减法器，（法国，1642，帕斯卡）
蓝洋专转本计算机理论基础第二章
1.计算机的发展
1. 早期的计算工具
差分机，（英国，1812，巴贝奇）
1.主板的组成
蓝洋专转本计算机理论基础第二章
1.主板的组成
蓝洋专转本计算机理论基础第二章
主板的组成
1. CPU插座 2. 主存储器插槽 3. PCI总线扩展槽，（显卡、声卡、网卡）；AGP总线扩展槽。 4. 芯片组：固定在主板上，协调微机系统的正常运转。 5. BIOS芯片：固化在主板上一块 Flash ROM 芯片中的一组机器语言程序。 6. CMOS芯片：易失性储存器，需要电池供电，存放着与计算机硬件相关的一些参数（配置信息）。蓝洋专转本计算机理论基础第二章
蓝洋专转本计算机理论基础第二章
CPU性能指标—高速缓存（cache)
1. cache是一种小容量高速缓冲存储器，直接制作在CPU 芯片内，速度几乎与CPU一样快，分一级和二级缓存，其容量越大，级数越多，效果越显著 2. 程序运行时，一部分指令和数据会被预先成批拷贝到 Cache中 3. 当CPU需要从主存读（写）指令或数据时，先检查 Cache，若有直接从Cache中读取，若无再访问主存储器 4. Cache具有透明性，它的内容不能由程序直接访问（对程序员是透明的） 5. Cache的命中率：CPU需要的指令或数据在Cache中直接蓝洋专转本计算机理论基础第二章找到的概率

计算机控制技术PPT 第3章

3. 综合指标
在现代控制理论中，如最优控制系统的没计时，经常使用综
合性能指标来衡量一个控制系统。选择性能指标时．既要考虑
到能对系统的性能做出正确的评价，又要考虑到数学上容易处
理，以及工程上便于实现。因此，选择性能指标时，通常需要
做一定的试探和比较。综合性能指标通常有3种类型。
1）积分型指标：
（1）误差平方的积分：
3.5 线性离散时间系统的能控性与能观测性
线性定常离散时间系统的能控性定义及判据线性定常离散时间系统的能观测性定义及判据
3.6 应用MATLAB进行离散系统分析
3.1 计算机控制系统概述
计算机控制系统(Computer Control System)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。
为n，Qc为由系数矩阵A和B按一定规则组成的分块矩阵，
表达式是：
n为系统的维数。判别线性定常系统能控性的判据还有其他的形式。对于线性时变系统，判别能控性的条件要复杂一些，而且系统是否能控，常常还依赖于初始时刻的选取。对于完全能控的线性定常系统，通过特别选定的坐标变换，可以将其状态方程化成标准的形式，称为能控规范形。
3.3 控制系统的性能指标描述
对于一个控制系统来说，人们总是要求它能根据实际的被控对象，在给定信号的作用下达到稳定、快速和准确的性能指标。对于计算机控制系统，计算机相当于人的大脑，因此有更多的功能可以实现，系统就能实现最佳的性能指标。本章描述了控制系统的基本性能指标，以及这些性能指标与系统的固有参数和设计参数的关系，从而为分析和设计控制系统提供了依据。
计算机控制技术 --控制组件分布和集成
2008.6

计算机控制系统(王慧第三版)第三章课后答案

计算机控制系统课后答案第三章计算机控制系统中的总线技术1、为什么要制定计算机总线标准？采用总线结构有哪些优点？答：为了使插件与插件之间、系统与系统之间能够实现正确的连接和可靠通信，就必须对连接各插件或各系统的基础——总线，制定出严格的规约，即总线标准。

优点：①使结构由面向CPU变为面向总线，简化了系统结构；②可做到硬件、软件的模块化设计与生产；③系统结构清晰明了，便于灵活组态、扩充、改进与升级；④符合同一总线标准的产品兼容性强；⑤用户可以根据自己的需要将不同生产厂家生产的各种型号的模块或模板方便的用标准总线连接起来，构成满足各种用途的计算机应用系统。

2、计算机总线大致可分为几类，其中内部总线又可分为几类？根据总线的功能和应用场合，总线分为内部总线和外部总线。

根据总线的结构总线还可分为并行总线和串行总线。

内部总线分为：数据总线D，地址总线A，控制总线C和电源总线P。

3、总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么？控制总线决定了总线的功能强弱、适应性好坏。

4、常见的总线体系结构有哪几种？总线的控制方式又有哪些？常见的总线体系结构有以下三种：单总线体系结构；并发总线体系结构；带Cache的并发总线体系结构。

总线的控制方式：①串行链接式总线裁决②定时查询方式③独立请求式总线裁决。

5、总线的数据传输方式有哪些？①同步式通信②异步式传输③半同步传输6、调制解调器实现远程通信时可分为哪三阶段？并阐述RTS、CTS等信号的变化情况。

调制解调器实现远程通信一般包括呼叫建立、数据传输和拆线三个阶段。

RTS、CTS等信号的变化情况见教材P41。

7、RS-232与RS-485有什么本质的区别？简述其优缺点。

RS-232采用EIA电平，非平衡连接及公用地线，用于数据中断设备DTE和数据通信设备DCE之间的串行异步数据通信，还可作为计算机与计算机，计算机与外设之间的连接标准，通信方式既可全双工，也可半双工；RS-485采用差分驱动电路平衡方式，采用TTL电平，多个发送器，多个接收器，可采用总线方式通信，也可采用环路方式，只能工作在半双工方式。

计算机控制基础课件课后题及其答案

1、叙述采样定理，在模数转换系统中采样频率一般如何确定？采样频率越高，采样信号 y*(t)越接近原信号y(t)，但若采样频率过高，在实时控制系统中将会把许多宝贵的时间用在采样上，从而失去了实时控制的机会。

为了使采样信号y*(t)既不失真，又不会因频率太高而浪费时间，我们可依据香农采样定理。

香农定理指出：为了使采样信号y*(t)能完全复现原信号y(t)，采样频率f 至少要为原信号最高有效频率fmax的2倍，即f 2fmax。

采样定理给出了y*(t)唯一地复现y(t)所必需的最低采样频率。

实际应用中，常取f （5~10）fmax。

2、以常见A/D转换芯片为例,简述其主要性能指标以及在选用时主要考虑哪些问题?（1）分辨率分辨率是指A/D转换器对微小输入信号变化的敏感程度。

分辨率越高，转换时对输入量微小变化的反应越灵敏。

通常用数字量的位数来表示，如8位、10位、12位等。

分辨率为n，表示它可以对满刻度的1/2n的变化量作出反应。

即：分辨率 = 满刻度值/2n（2）转换精度A/D转换器的转换精度可以用绝对误差和相对误差来表示。

所谓绝对误差，是指对应于一个给定数字量A/D转换器的误差，其误差的大小由实际模拟量输入值和理论值之差来度量。

绝对误差包括增益误差，零点误差和非线性误差等。

相对误差是指绝对误差与满刻度值之比，一般用百分数来表示，对A/D转换器常用最低有效值的位数LSB（Least Significant Bit)）来表示，1LSB = 1／ 2n 。

例如，对于一个8位0~5V的A/D转换器，如果其相对误差为±1LSB，则其绝对误差为±19.5 mV，相对百分误差为0.39％。

一般来说，位数n 越大，其相对误差（或绝对误差）越小。

（3）转换时间A/D转换器完成一次转换所需的时间称为转换时间。

如逐位逼近式A/D 转换器的转换时间为微秒级，双积分式A/D转换器的转换时间为毫秒级。

8位A/D转换器的分辨率约为0.0039，转换精度在0.4％以下, 这对一些精度要求比较高的控制系统而言是不够的，因此要采用更多位的A/D 转换器，如10位、12位、14位等A/D转换器。

计算机控制课程设计

计算机控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机控制系统的基础理论知识，包括控制系统的组成、工作原理和性能指标；2. 使学生了解常见传感器的工作原理，并能运用所学知识分析传感器的选用原则；3. 让学生掌握计算机控制算法的基本原理，如PID控制、模糊控制等。

技能目标：1. 培养学生运用计算机编程软件（如MATLAB）进行控制系统仿真的能力；2. 培养学生设计简单的计算机控制系统硬件电路，并进行调试的能力；3. 提高学生运用所学知识解决实际计算机控制问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制技术产生浓厚的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人共同探讨、分析和解决问题；3. 增强学生的创新意识，培养学生在面对实际问题时敢于尝试、勇于突破的精神。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为计算机控制技术的实践性课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。

学生处于高年级阶段，已具备一定的专业基础知识和实践能力。

教学要求注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 计算机控制系统概述- 控制系统基本概念- 控制系统发展历程- 计算机控制系统的优势与应用2. 控制系统硬件组成- 控制器硬件结构- 传感器及其接口技术- 执行器及其接口技术3. 计算机控制算法- PID控制算法原理- 模糊控制算法原理- 其他先进控制算法介绍4. 控制系统仿真与设计- MATLAB/Simulink软件介绍- 控制系统仿真模型搭建- 控制系统硬件设计及调试5. 实际案例分析与讨论- 典型计算机控制系统案例分析- 学生分组讨论实际控制问题- 创新性控制系统设计实践教学内容安排与进度：第一周：计算机控制系统概述第二周：控制系统硬件组成第三周：计算机控制算法第四周：控制系统仿真与设计第五周：实际案例分析与讨论教材章节及内容列举：第一章：计算机控制系统概述（涵盖教学内容1）第二章：控制系统的硬件与接口技术（涵盖教学内容2）第三章：计算机控制算法（涵盖教学内容3）第四章：控制系统的仿真与设计（涵盖教学内容4）第五章：计算机控制系统应用案例（涵盖教学内容5）三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以充分激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：用于讲解计算机控制系统的基本概念、原理和算法等理论知识。

微型计算机控制技术第3章习题答案

3-1 什么是串行通信？串行通信有哪两种基本方式？串行通信有何特点？在串行通信中，有两种最基本方式，异步通信和同步通信串行通信是通过串行口来实现的，数据逐位顺序传送。

3-2 某异步通信接口，其帧格式由1个起始位，7个数据位，1个偶校验位和1个停止位组成。

当接口每分钟传送1800字符时，试计算出传送波特率。

当接口每分钟传送1800字符时，它的波特率：Band=1800×10÷60=300bit/秒3-3 试说明MCS-51单片机的串行口有哪几种工作方式？其波特率如何确定？串行口有四种工作方式，如表所示。

3-4如果晶振为11.0592MH Z，串行工作方式1，波特率为2400，第9位数据为奇校验位。

试编制一个程序，对串行口初始化，并用查询方式接收串行口上输入的10个字符，存于内部RAM50H开始的区域，若对RB8校验出错则停止接收，并使p1.2清零，若正确地接收到10个字符，则停止接收，并使p1.7清零。

N=256-SMODf/(384⨯波特率)2⨯oscN=256-126⨯(384⨯2400)11⨯.05910N=E8HTX：MOV SCON，#70HORL PCON，#80HMOV TMOD，#20HMOV TH1，#0E8HMOV TL1，#0E8HSETB TR1CLR ESMOV R2，#0AHMOV R0，#50H LOOP：JMB RI，$CLR RIMOV A，SBUFJNB P，ONEJB RB8，FALSE RIGHT：MOV @R0，AINC R0DJNZ R2，LOOPCLR TR1CLR RENCLT P1.7RETONE：JNB RB8，FALSE LJMP LIGHT FLASE：CLR TR1CLR RENCLR P1.2 RET3-5 设8031单片机串行口置于工作方式3，通信波特率为2400，第9位用作奇校验位。

发送数据区的首地址4000H ，接收数据区地址为5000H ，设数据传送采用中断方式，试编写双工通信的有关程序，时钟频率为6MHZ 。

《计算机控制技术》教学大纲

《计算机控制技术》课程标准（执笔人：韦庆审阅学院：机电工程与自动化学院）课程编号：0811305英文名称：Computer Control Techniques预修课程：计算机硬件技术基础B、自动控制原理B、现代控制理论学时安排：36学时，其中讲授32学时，实践4学时。

学分：2一、课程概述（一）课程性质地位本课程作为《自动控制理论》的后续课程，是控制科学与工程、机械工程及其自动化和仿真工程专业本科学员理解和掌握计算机控制系统设计的技术基础课。

（二）课程基本理念本课程作为一门理论与工程实践结合紧密的技术基础课，结合自动控制原理技术、微机接口技术，以学员掌握现代化武器装备为目的。

本课程既注重理论教学，也注重教学过程中的案例实践教学环节，使学员在掌握基本理论的基础上，通过了解相关实际系统组成，综合培养解决工程实际问题的能力。

（三）课程设计思路本课程主要包括计算机控制原理和计算机控制系统设计两大部分。

在学员理解掌握自动控制原理的基础上，计算机控制原理部分主要介绍了离散系统的数学分析基础、离散系统的稳定性分析、离散系统控制器的分析设计方法等内容；计算机控制系统设计部分结合实际的项目案例，重点介绍了计算机控制系统的组成、设计方法和步骤、计算机控制原理技术的应用等内容。

二、课程目标（一）知识与技能通过本课程的学习，学员应该了解计算机控制系统的组成，理解计算机控制系统所涉及的采样理论，掌握离散控制系统稳定性分析判断方法，掌握离散控制系统模拟化、数字化设计的理论及方法，掌握一定的解决工程实际问题的能力。

（二）过程与方法通过本课程的学习和实际系统的演示教学，学员应了解工程实际问题的解决方法、步骤和过程，增强积极参与我军高技术武器装备建设的信心。

（三）情感态度与价值观通过本课程的学习，学员应能够提高对计算机控制技术在高技术武器装备中应用的认同感，激发对自动化武器装备技术的求知欲，关注高技术武器装备技术的新发展，增强提高我军高技术武器水平的使命感和责任感。

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。

计算机控制技术期末复习资料第二版姜学军编著教材

计算机控制系统(期末复习资料)⏹ 第一章绪论1、计算机控制系统的组成：由计算机（工业控制计算机）和工业对象（被控对象）组成。

2、计算机控制过程的3个步骤：实时数据采集；实时决策；实时控制。

3、过程输入输出通道：计算机和被控对象（或生产过程）之间设置的信息传递和转换的连接通道。

4、采样过程：在计算机控制系统中，信号是以脉冲序列或数字序列的方式传递的，把连续信号变成数字序列的过程；采样开关：实现采样的装置。

5、控制系统的稳态控制精度由A/D 、D/A 转换器的分辨率决定。

6、计算机控制系统是利用离散的信号进行控制运算。

7、香农采样定理：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 ≥2ωmax8、采样保持器：将数字信号序列恢复成连续信号的装置。

9、零阶保持器所得到的信号是阶梯信号，它只能近似地恢复连续信号。

⏹ 第二章 Z 变换及Z 传递函数1、计算机控制系统属于闭环离散控制系统，它的输出量与输入量之间的关系可用差分方程来描述。

2、部分分式法3、常用信号的Z 变换单位脉冲信号：单位阶跃信号：单位速度信号：指数信号：正弦信号： 4、常用Z 变换表5、连续系统是用微分方程描述的，离散系统是用差分方程描述的，差分方程是离散系统时域分析的基础，而计算机系统的本质是离散系统。

6、Z 传递函数：在零初始条件下离散系统的输出与输入序列的Z 变换之比。

)()(t t f δ=)(1)(t t f =tt f =)(at e t f -=)(t t f ωsin )(=7、Z 传递函数的物理可实现性：k 时刻的输出y(k)不依赖于k 时刻之后的输入，只取决于k 时刻及k 时刻之前的输入和k 时刻之前的输出。

故G(z)是物理可实现的。

任务二计算机控制系统设计举例

CHAPTER
优点分析
高效性
计算机控制系统能够快速、准确地处理大量数据，提高了控制效率。
灵活性
系统可以根据需要进行软件编程和修改，适应
不同的控制需求。
远程控制
通过网络技术，可以实现远程监控和控制，方
便管理。
可靠性
计算机控制系统具有较高的稳定性和可靠性，减少
了故障发生的概率。
缺点分析
成本较高
• 计算机控制系统设计举例的挑战：在任务二中，我们也遇到了一些挑战，如系统稳定性、实时性和安全性等问题。为了解决这些问题，我们采用了多种技术手段，如优化算法、提高硬件性能和加强安全防护等。
• 计算机控制系统设计举例的未来发展方向：随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，计算机控制系统设计将朝着更加智能化、网络化和安全化的方向发展。未来，计算机控制系统将更加注重用户体验和个性化需求，同时不断拓展应用领域，为人类创造更加美好的生活。
保证安全可靠
在系统设计时充分考虑安全性和可靠性，确保系统在各种情况下都能稳定运行，防止意外事故发生。
设计步骤
2. 硬件选型与配置
根据需求分析结果，选择合适的传感器、控制器和执行器等硬件设备，并进行配置。
1. 系统需求分析
明确控制系统的功能需求和技术指标，分析被控对象的特性和环境因素。
3. 软件设计
计算机控制系统设计和实施成本较高，需要投入大量资金。
依赖性
系统高度依赖于计算机软硬件，一旦出现故障，可能影响整个控制系统的正常运行。
技术难度
系统设计和维护需要专业的技术人员，技术难度较大。
安全风险
计算机控制系统存在一定的安全风险，如数据泄露、黑客攻
击等。

第三章控制系统的整定

3) 利用δcr和Tcr值, 按稳定边界法参数整定计算公式表，求调节器各
整定参数δ,TI, TD
34
δ对于比例调节过程的影响
35
图
系统的临界振荡
规律 P
参数
δ
TI
TD ψ=75%
2δcr
2.2δcr
0.85Tcr
PI
PID
1.67δcr
0.5Tcr
0.125Tcr
稳定边界法参数整定公式
36
注意:
y1
r
y3
ess
超调量: ζ=y1/y∞*100%
调节时间: ts(进入稳态值5%范围内) y∞
t
在单项指标中, 应用最广的是衰减率ψ, 75%的衰减率是对偏差和调节时间的一个合理的折中. 单一指标概念比较笼统, 难以准确衡量; 一个指标不足以确定所期望的性能, 多项指标往往难以同时满足. 3
② 误差积分性能指标
Kc 10.9, TI 5.85, TD 0.89
2) 稳定边界法首先让调节器为比例调节器, 比例带从大到小改变, 直到系统呈现等幅振荡, 此时的比例带为δcr, 同时由曲线测得临界震荡周期Tcr, 然后按稳定边界法参数整定计算公式计算调节器的整定参数为：
44
P调节器: Kc=6.3 PI调节器: Kc=5.7, TI=12.62 PID调节器: Kc=7.4, TI=7.57, TD=1.89 对于传递函数已知的被控对象, 可以直接计算出δcr和Tcr, 计算方法为: 将s=jω(m=0)代入对象的传递函数中,求出过点(-1, j0)的ω, δ. 则δcr= δ, Tcr=2π/ω 1 G p ( s) , Gc ( s) K c 如本例: (5s 1)(2s 1)(10s 1) 相角条件：

计算机控制技术第3章计算机控制系统分析

第3章计算机控制系统分析 y(t) 1.6 1.4
a b
1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 t
第3章计算机控制系统分析
(2) 现将图中的保持器去掉，k=1，T=τ=1；则
G (z)
W (z)
0 . 632 z (1 z
由此可见，离散系统的时间响应是它各个极点时间响应的线性叠加。
第3章计算机控制系统分析
设系统有一个位于zi的单极点，则在单位脉冲作用下，当zi位于Z平面不同位置时，它所对应的脉冲响应序列如图所示。
jIm j -1 0 -j 1 Re
第3章计算机控制系统分析
极点在单位圆外的正实轴上，对应的暂态响应分量y(kT)单调发散。极点在单位圆与正实轴的交点，对应的暂态响应y(kT)是等幅的。
第3章计算机控制系统分析
离散系统的稳定性分析
jω [S] 0
1 对应关系
jIm j -1 0 [Z]
1
Re
2 直接稳定判断
δ
j
3 W变换，Routh稳定性判断
j
ω
0
[W]
δ
第3章计算机控制系统分析
离散系统的过渡响应分析
一个控制系统在外信号作用下从原有稳定状态变化到新的稳定状态的整个动态过程称之为控制系统的过渡过程。一般认为被控变量进入新稳态值附近±5% 或±3%的范围内就可以表明过渡过程已经结束。通常，线性离散系统的动态特征是系统在单位阶跃信号输入下的过渡过程特性(或者说系统的动态响应特性)。如果已知线性离散系统在阶跃输入下输出的Z变换Y(z)，那么，对Y(z)进行Z 反变换，就可获得动态响应y*(t)。将y*(t)连成光滑曲线，就可得到系统的动态性能指标（即超调量σ%与过渡过程时间ts）。

计算机控制理论答案

第一讲1、什么是计算机数字控制系统？一般由哪几部分组成？请用框图形式给出实例，并简单说明其工作原理。

计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统；一般由计算机和生产过程两部分组成；计算机控制系统由工业控制计算机主体（包括硬件、软件与网格结构）和生产过程两大部分组长。

其中硬件系统有主机、输入输出通道、外部设备、检测与执行机构组成；三个步骤原理：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。

2、实时、在线方式、离线方式的含义是什么？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。

在线方式：在线方式亦称为联机方式，是指生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为。

离线方式：离线方式亦称为脱机方式，是指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。

3、简述计算机数字控制系统的发展趋势。

计算机数值控制系统的发展趋势有控制系统的网络化、扁平化、只能化、综合化。

第二讲1、简述计算机控制系统中过程通道的基本类型及其作用。

数字量输入通道：接受外部装置或产生过程的状态信号，同时将状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号；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；模拟量输入通道：把被控对象的过程参数如温度、压力、流量、液位重量等模拟信号转换成计算机可以接收的数字量信号；模拟量输出通道：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。

2、简述计算机控制系统抗干扰技术的基本措施。

计算机控制原理

计算机控制原理计算机控制原理是指计算机系统中的控制部分所遵循的基本原理。

计算机控制系统是指在计算机内部或外部通过控制器控制各种设备和过程的系统。

计算机控制原理是计算机科学和工程中的一个重要基础知识，它涉及到计算机系统的结构、功能、工作原理等方面的内容。

首先，计算机控制原理的基本概念包括了控制系统、控制器、被控对象等。

控制系统是由控制器和被控对象组成的，控制器通过对被控对象的监测和控制来实现系统的稳定运行。

控制器是控制系统的核心部分，它通过对输入信号的处理和分析来产生控制信号，从而实现对被控对象的控制。

被控对象是控制系统需要控制的对象，它可以是各种设备、机器人、生产过程等。

其次，计算机控制原理涉及到的内容包括了控制系统的建模与分析、控制器的设计与实现、控制系统的性能评价等。

控制系统的建模与分析是指通过对控制系统进行数学建模，分析系统的稳定性、性能等特性。

控制器的设计与实现是指根据控制系统的需求，设计合适的控制器并实现控制算法。

控制系统的性能评价是指对控制系统进行性能测试和评估，从而得到系统的性能指标。

此外，计算机控制原理还涉及到了控制系统的稳定性、鲁棒性、性能优化等内容。

控制系统的稳定性是指系统在受到外部扰动时能够保持稳定的特性，鲁棒性是指系统对参数变化、测量误差等不确定性的抵抗能力，性能优化是指通过对控制系统进行优化设计，使系统的性能达到最优。

总的来说，计算机控制原理是计算机科学和工程中的重要理论基础，它涉及到控制系统的建模与分析、控制器的设计与实现、控制系统的性能评价、稳定性、鲁棒性、性能优化等内容。

掌握计算机控制原理对于理解和设计计算机系统、控制系统具有重要意义，也是计算机科学和工程领域的基础知识之一。