计算机控制技术考试重点
大学生《计算机控制技术》考试复习题及答案
大学生《计算机控制技术》考试复习题及答案一．单选题1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经()转换。
A.A/D转换器B.双向可控硅C.D/A转换器D.光电隔离器参考答案：A2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入()器件完成控制量的切换工作。
A.锁存器锁存B.多路开关C.A/D转换器转换?D.反多路开关参考答案：D3.在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至()。
A.阳极B.阴极C.阴极或阳极D.先送阴极再送阳极参考答案：B4.电机控制意味着对其转向和转速的控制,微型机控制系统的作法是通()实现的。
A.改变定子的通电方向和通电占空比B.改变转子的通电方向和通电占空比C.改变定子的通电电压幅值D.改变转子的通电电压幅值参考答案：B5.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是()。
A.0．3伏以下B.0．7伏以上C.-3伏以下D.+3伏以上参考答案：C6.采用共阴极LED多位数码管显示时,应()。
A.位选信号为低电平，段选信号为高电平B.位选信号为高电平，段选信号为低电平C.位选信号、段选信号都是高电平D.位选信号、段选信号都是低电平参考答案：A7.关于微型计算机控制技术的叙述,正确的是()。
A.微型计算机控制技术只能用于单片机系统B.任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术C.微型计算机控制技术不能用于自动化仪表D.微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表参考答案：D8.计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是()。
A.接受测量值和管理命令并提供给DDC计算机B.按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机C.当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作D.SCC计算机与控制无关参考答案：B9.闭环控制系统是指()。
A.系统中各生产环首尾相接形成一个环B.输出量经反馈环节回到输入端，对空置产生影响C.系统的输出量供显示和打印D.控制量只与控制算法和给定值相关10.下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是()。
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。
关于计算机控制技术的考试重点
关于计算机控制技术的考试重点计算机控制技术考试重点第一章重点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：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。
(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“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“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？答：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。
(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。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备。
(4)检测与执行机构a.测量变送单元：其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量。
b.执行机构：其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。
4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。
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第一章1、2、计算机控制过程的四个步骤：（1）实时数据采集（2）实时控制决策（3）实时控制输出（4）信息管理3、计算机控制系统的工作方式：在线方式和离线方式：4、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。
5、生产过程不和计算机相连，不受计算机控制，而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。
6、实时的含义：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，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。
消耗时间越短，实时越好。
7、系统总线：内部总线和外部总线8、计算机控制系统的分类：（1）操作指导控制系统（2）直接数字控制系统（3）监督计算机控制系统（4）分布式计算机控制系统（5）计算机集成制造系统。
第二章1、IPC硬件组成：主板机、系统总线、输入/输出模板、人-机接口、通信接口、系统支持、磁盘系统2、常用的外部总线有：IEEE-488并行总线、RS-233C串行通信总线和RS-422/RS-485串行通信总线3、可编程控制器的分类：（1）按I/O点数划分（2）按处理器功能划分（3）按硬件结构分4、I/O点分数来分类：PLC可分为微型（64以下）、小型（64~256）、中型（256~1024）、大型（1024以上）5、SOC最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合6、嵌入式操作系统包括：Vxworks、Windows CE 、嵌入式Linux 、uc/os和uc/os-Ⅱ第三章1、信息通道包括：过程通道和人-机交换通道2、接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，它包括：输入接口和输出接口3、数字量输入通道的基本功能就是接收外部装置或生产过程的状态信号4、信号调理的功能就是对来自传感器或变送器的信号进行处理，将传感器测量的非电信号或变送器输出的电流信号转换为A/D转换器可以接收的电压信号5、多路转换器（多路开关）是用来进行模拟电压信号切换的关键元件。
《计算机控制技术》复习资料
成考复习资料《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。
计算机控制技术-试题-总结讲解学习
学习-----好资料1. 若连续信号的最高频率为「max,按采样定理要求，采样频率“应>=2 5 _。
2. 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_______________ 。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 一般数控系统组成包括：输入装置、输出装置、控制器和插补器等四大部分组成。
7. 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。
8. 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。
9. 计算机控制中的数字PID控制算法有数字PID位置型控制算法和数字PID增量型控制算法两种基本形式。
10. 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。
11. 采用差分放大器作为信号前置放大是抑制串模干扰的方法之一。
12. 通常把叠加在被测信号上 ____________ 的干扰信号称为串模干扰。
13. 若信号的动态范围为N,计算机字长n > log2 (1+N) _____________ 。
1、计算机控制系统由计算机和被控对象(或生产过程)两部分组成。
计算机控制系统的基本工作原理可以归纳为：实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出。
3、若3 max为被采样的连续信号的最高频率，根据香农采样定理，采样周期必须满足T< n /3 max4、人机接口的作用:一是输入程序或数据，完成各种操作控制；二是显示生产过程的工艺状况与运行结果。
《计算机控制技术》考核大纲
计算机控制技术课程考核大纲一、适应对象修读完本课程规定内容的自动化专业的学生。
二' 考核目的通过本课程考核，检查学生对计算机控制技术的基础理论的理解和掌握程度。
通过考核催促学生掌握这门课程的基本理论知识，并使得学生能进行一定的应用设计，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
三'考核形式与方法考核方式将结合平时作业、考勤和期末考查等环节，期末考查采取开卷、笔试形式。
使学生能够注重平时学习的过程，改变学生从应试型到能力型。
考试内容侧重于基本概念、基本内容及其知识的综合应用。
四' 课程考核成绩构成平时成绩(30%)+期末考查(70%)五、考核内容与要求第1单元绪论【考核内容】1.计算机控制系统的工作原理2.计算机控制系统的典型形式3.工控机的组成结构及特点【考核要求】•了解计算机控制系统的工作原理；了解计算机控制系统的典型形式；•了解工控机的组成结构及特点。
第2单元输入输出接口与过程通道【考核内容】1.基于ISA总线的端口扩展2.A/D转换器及其接口技术3.D/A转换器及其接口技术【考核要求】•了解基于ISA总线的端口扩展;掌握A/D转换器及其接口技术;•掌握D/A转换器及其接口技术。
第3单元数字控制技术【考核内容】1.逐点比拟法直线和圆弧插补算法2.步进电机的工作原理和方式【考核要求】•掌握逐点比拟法直线和圆弧插补算法；•掌握步进电机的工作原理和方式。
第4单元常规及复杂控制技术【考核内容】1.数字PID控制器的设计2.最少拍控制器的设计【考核要求】•掌握数字PID控制器的设计；•掌握最少拍控制器的设计。
第5单元应用程序设计与实现【考核内容】1.高级语言I/O控制台编程2.测量数据的误差自动校准和标度变换方法3.数字滤波技术【考核要求】•掌握高级语言I/O控制台编程；•掌握测量数据误差自动校准和标度变换方法; •掌握数字滤波技术。
第6单元人机接口技术与监控组态软件【考核内容】监控组态软件的体系结构及功能【考核要求】•了解监控组态软件的体系结构及功能。
计算机控制技术重点
1控制系统中信号的形式：连续离散采样数字采样保持基本结构：连续控制系统、、、2PID积分项改进方法：积分分离法（问题：偏差较大时，积分的滞后作用会影响系统的响应速度，引起较大的超调并加长过渡过程，尤其对时间常数较大、有时间滞后的被控对象更加剧了震荡过程;方案:偏差较大时取消积分作用，进行快速控制；偏差较小时，投入积分作用，消除静差）抗积分饱和法（对于数字控制系统，由于存储器或D/A转换器位数的限制，其输出的控制量有最大值和最小值的限制。
改进：对输出进行限幅，同时切除积分作用。
最大幅值为|Em|）梯形积分法消除积分不灵敏区法3PID微分项改进方法:不完全微分PID控制算法（问题：对于高频扰动的生产过程，微分过程响应过于灵敏，容易引起控制过程震荡，另外，执行机构在短时间内达不到应有的开度，会使输出失真。
方案：在标准PID输出后串联一级惯性环节，构成不完全微分PID控制）、微分先行PID控制算法（问题：突加的给定值会给系统带来冲击，引起超调量过大，执行机构动作剧烈方案：调节器采用PID规律，将微分作用移到反馈回路上，即只对被控量微分，不对输入偏差微分，也就是说，对给定值无微分作用，减小了给定值的升降对系统的直接影响）、微分平滑算法4数字控制器直接设计方法中Φ（z）确定应遵循原则：又Dz的物理可实现性确定Φz、由系统的准确性确定Φz、由系统的快速性确定、由系统的稳定性确定5最少拍无差控制系统的设计步骤：6史密斯预估补偿数字控制器步骤：1求广义对象Z传递函数Gz=Z[ ] =2按不带纯滞后的被控对象的G’z设计数字控制器Dz，并满足系通的性能要求，控制规律可以是PID控制、最少拍有波纹控制、最少拍无波纹控制3加入纯滞后环节后，预估补偿控制器为不含纯滞后的输出包含纯滞后的输出7达林算法的设计目标是：使整个闭环系统的期望传递函数等效为一个惯性环节和一个延迟环节串联，使整个闭环系统的纯滞后时间与被控对象的纯滞后时间相同即8直接实现法是指把控制器函数直接Z反变换到时域上，得到差分方程，按差分方程进行编程9多微处理器控制系统结构形式：分级结构形式、并行结构形式（全互连式、总线式、共享存储器式）。
计算机控制技术复习题
计算机控制技术复习题(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--计算机控制技术复习题一、简答题1.画出典型计算机控制系统的基本框图。
答：典型计算机控制系统的基本框图如下：2.简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。
答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。
比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。
加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。
(2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。
积分调节具有累积成分，只要偏差e 不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。
积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。
增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。
引入积分调节的代价是降低系统的快速性。
(3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。
微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。
3.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
答：4.回答下述电路中克服共模干扰的工作原理。
答：平时，开关S1i(i=1,2,...,n)处于闭合状态，C i的电压跟踪V i的输入值，开关S2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。
需检测V i时，则令S1i断开,S2i闭合，放大器A的输出经采样保持器送至A/D转换器化为数字量，然后开关再恢复平时的状态。
在采样、转换过程中，放大器A 不与任何模拟量信号输入共地，电容C i的电压均为差模电压，这样就克服了共模电压的影响。
5.采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。
计算机控制技术复习提纲
计算机控制技术复习资料一、计算机控制技术基础1.计算机控制系统的工作过程主要包括：实时数据采集、实时控制决策、实时数据输出阶段2.集散控制系统常用的编程语言包括：LD，FBD，SFC，STL等3.集散控制系统包括：控制站、操作员站、工程师站、控制网络，工程师通过工程师站完成系统的维护，控制站直接完成数据采样、控制决策、输出刷新等。
4.在JX-300XP系统中操作站、工程师站、控制站之间的网络接口是：SCnetII 网卡。
5.DCS成为集散控制系统，FCS成为现场总线控制系统二、集散控制系统应用1、提高DCS电源可靠性措施包括两点：在交流电源方面要求：双路供电，其中至少一路配UPS电源。
在电源模块方面要求冗余配置。
2、控制站的维护方法3、DCS软件组态主要内容包括：总体信息设置、I/O点组态、控制方案组态、操作小组组态、其他组态4、.控制站的站地址通过主控卡集成的网卡地址拨码开关设置，操作站则通过软件设置。
如某控制站主控卡地址设为4，则其拨码开关S1S2S3S4S5S6S7S8应设为00000100（用0、1表示开关状态，实际上是二进制与十进制之间的转换），其A网的网址为，其B网的网址为128.128.2.4其互为冗余的主控卡站地址应设为5。
同一操作站的两块网卡地址网络码相同，站地址相同，其中一块网卡地址为128.128.1.156，则另一块网卡的地址应该设为128.128.2.1565、一个JX—300XP控制站最多实现192个控制回路，其中包括128个自定义控制回路，64个常规控制回路。
6、JX—300XP系统的站地址范围为2-127，操作员站的站地址范围为129-160，控制站内数据转发卡地址范围为0-15.主控卡地址要求设置为6，则和这块卡件相互冗余的另一块主控卡站地址应设为7，其地址拨码开关S1S2S3S4S5S6S7S8的状态应设为000001117、流量累积系数的计算方法：单位系数，时间系数8、AI点位号成员的作用，如：FT_101.PV表示用于保存位号为FT_101的变送器经转换后的测量值9、AI点报警的类型10、在集散控制系统中，常见数据类型及范围，而半浮点数的数值范围为-7.9999~7.9999。
计算机控制技术期末复习重点
实验
1、对你所在小组四个实验如何准备及在实验过程中你们如何 做的要能说清楚。会画四个实验的程序框图，并且给定一个
算法会画程序框图和进行算法编程
2、实验一要会整定PID参数（四个参数） 3、实验二要会在采样周期较大情况下对各个模拟设计方法进 行比较 4、 实验三应掌握最小拍系统实现原理，知道纹波及其消除
The Hong Kong University of Science and Technology
（1）串级控制：从控制结构上看具有多个环，外环算出的控制 值作为内环的给定值，一般内环相对外环具有更快的响应速度。 它能解决多个因素影响同一被控量问题。串级控制的原理是将 被控量作为外环反馈，影响被控量的其它因素作为内环反馈， 外环控制器的输出作为内环给定输入形成串级控制，这样可以 改善控制效果 （2）前馈控制：当扰动频繁变化且扰动能够测量情况下，附加 一个扰动补偿器构成前馈通道，用于抵消扰动影响。 （3）Smith预估控制：当系统有纯滞后时，用Smith预估控制 去克服纯滞后环节对系统的影响，用一个根据系统滞后预估的 值去补偿反馈，使反馈超前系统输出，有利于减小系统超调和 振荡。 P35-39
4、使控制与管理更易结合，可实现更高层次的自动化。 5、实现自动检测和故障诊断较为方便，故提高了系统的可 靠性和容错及维护能力。
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增量式PID调节输出的是控制增量值，位置式PID调节输出的是系统控制值， 因此增量式算法实现控制输出从原理上还要一个积分器（连续系统）或加 法器（离散系统）。 增量式PID适用场合：系统必须采用具有保持位置功能的执行机构，如采用 步进电机作为执行机构。 增量式的优点是（P30)： 1、比较安全。一旦计算机出现故障，输出控制指令为零时，执行机构的位 置（如阀门的开度）仍可保持前一步的位置，不会给被控对象带来较大的 扰动。 2、增量式算法有利于手动→自动无扰切换。因为在手动到自动切换时计算 机可自动采集切换前的手动控制信号作为增量式PID上次控制输出值，然后 计算新的控制值。由于控制增量计算值一般较小，故新的控制计算值与手 动控制信号相差不大，比较适合手动→自动无扰切换。 3、增量式算法计算时不需进行累加，控制增量只与最近几次的采样有关， 较容易通过加权处理获得较好控制效果，甚至对缓慢时变系统都有效。
计算机控制技术复习要点
设计步骤 确定测控任务（需求分析） 确定总体方案 确控制算法 主机选型设计（硬件配置） 仪表选型设计 硬件设计 软件设计 系统调试 验收/归档
数字控制器的导出方法 双线性变换、前向差分、后向差分→位置/增量型算式 微分方程→ 位置/增量型算式 D(s)、D(z) →位置/增量型算式
PID控制规律 P、I、D、PI、PD、PID作用及其阶跃响应
PID控制规律中KP、TI、Td对控制系统性能的影响 数字PID
位置型算式及其特点 增量型算式及其点四、滤波、标度换算、字长选择
基本概念 数字滤波、标度变换、工程量、字长
数字滤波的优点
常用数字滤波特点、适用场合 低通滤波器 程序判断滤波 中值滤波 算数平均值滤波 加权平均值滤波 滑动平均值滤波
工程量（标度变换）转换公司及应用 线性标度变换 非线性标度变换
字长选择 A/D字长选择 D/A字长选择 结合常用的A/D和D/A
计算机控制系统的分类(分类方法不同、类别不同) 按控制方案、系统构成、形态等分类： 数据采集系统DAS 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FCS，主流现场总线 工业过程计算机集成制造系统CIMS/CIPS
DDC、DCS的特点 DCS的优点 FCS的优点，典型现场总线 计算机控制系统的发展趋势*
具有前馈控制和反馈控制的优点 计算机实现步骤* 模糊控制 基本概念
模糊集合与运算、隶属函数、隶属度、论域、二维模糊控制器 模糊关系
自返性、对称性、传递性 模糊矩阵
交运算 并运算 补运算 合成运算* 模糊控制器的组成 模糊化接口、规则库、推理机、清晰化接口 典型一、二维模糊控制器的结构 以系统的偏差、偏差变化率作为控制器的输入、控制量作为控制器的输出 推理→模糊规则→控制表→查表
计算机控制技术期末考试重要知识点
第一章⑴计算机控制系统的组成：主要由工业对象，过程输入输出系统，计算机系统组成。
/从计算机的角度看，它由硬件和软件组成。
/硬件（计算机系统和过程输入输出系统）。
/①计算机系统:包括主机和外围设备，主机由CPU和内存储器组成，外围设备分为输入设备、输出设备、通信设备、外存储器。
/②软件：系统软件和应用软件。
⑵采样：从模拟信号到离散模拟信号的过程。
T过大会损失信息，T过小会使存储与运算的数据过多。
##⑶量化：从离散模拟信号到数字信号的变化过程。
##（4）模拟信号:时间上、幅值上都连续的信号。
##（5）离散模拟信号：时间上离散而幅值上连续的信号。
##（6）数字信号：时间上离散、幅值也离散的信号。
##信号变换过程：采样，A/D转换器，数字调节器，D/A转换器，保持器。
##（7）计算机控制系统的五种类型:①数据采集系统功能(DAS)：生产过程的集中监视、操作指导、越限报警。
/②直接数字控制系统(DDC)特点：计算机的运算和处理结果直接输出作用于生产过程。
计算机参与闭环控制，不仅可完全取代模拟调节器，实现多回路的PID控制，而且只要改变程序就可以实现复杂的控制规律，它是计算机用于工业控制最普通的一种形式。
/③监督计算机控制系统特点(SCC)：它的输出值不直接控制执行机构，而是给出下一级的最佳给定值，因此是较高一级的控制。
它的任务重在控制规律的修正与实现。
/④集散控制系统特点(DCS)：以微处理机为核心的基本控制器实现地理上和功能上分散控制。
又通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来送到监控计算机和操作占，以进行集中监视和操作，并实现高级复杂的控制。
⑤现场总线控制系统（FCS）####⑴采样系统：具有离散传输通道的系统。
有A/D,计算机，D/A,反馈检测。
##⑵采样过程：利用采样开关将连续信号转换成离散信号的过程。
##⑶香农采样定理：采样频率ωs至少应该是信号f(t)频谱最高频率ωmax 的两倍，即ωs≥2ωmax ##（4）保持器：是将采样信号复现为连续信号的装置。
计算机控制技术复习
计算机控制技术复习
1、计算机控制系统组成
2、计算机控制系统的硬件构成
3、检测原件及执行机构
4、计算机控制系统分类，DDC、SCC、DCS等的定义
5、信号测量与传感技术
6、主要有哪些温度测量传感器
7、主要有哪些压力测量传感器
8、主要有哪些流量传感器
9、标度变换
10、模拟信号输出接口
11、PWM技术
12、顺序控制
13、直线插补应用（76-78页）
14、圆弧插补应用（81-82页）
15、信号基本形式（各种定义，93-95页）
16、控制系统结构和分类（95-96页）
17、采用定理描述
18、PID算法数字控制器的改进（积分分离法、抗积分饱和等）
19、串级控制的概念
20、前馈控制的概念
21、解耦控制的概念
22、模糊控制的特点
23、模糊控制的发展
24、多位处理器控制系统的概念、定义、优点
25、PLC的定义和特点
26、嵌入式系统的概念。
《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》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。
计算机控制技术及工程应用期末考点重点大全
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。
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1．计算机控制系统是由哪几部分组成的？ 计算机控制系统是由哪几部分组成的？ 在计算机控制系统中，如何选定采样周期T 2．在计算机控制系统中，如何选定采样周期T？ 以某一控制系统（ 温度控制系统）为例， 3．以某一控制系统（如：温度控制系统）为例，简述计算机在 一个控制周期内应完成哪些事情？ 一个控制周期内应完成哪些事情？ 操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何 系统工作原理如何？ 4．操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别 和联系？ 和联系？ 5.计算机控制系统的典型形式有 计算机控制系统的典型形式有——？ 5.计算机控制系统的典型形式有 ？ 6.工业控制计算机的总线分为 工业控制计算机的总线分为——？ 6.工业控制计算机的总线分为 ？ 7.与双积分型A/D相比 逐次逼近型A/D 与双积分型A/D相比， A/D的精度 、速度 、 7.与双积分型A/D相比，逐次逼近型A/D的精度 8.步进电机单三拍控制方式的输出字为 8.步进电机单三拍控制方式的输出字为 、 、 。 9.一般情况下 一般情况下， 算法。 9.一般情况下，串级控制的副回路采用 算法。 10.对单位速度输入 对单位速度输入， 10.对单位速度输入，设计最少拍无纹波控制器的必要条件 是 。 11.RS232规定的电气特性是什么 规定的电气特性是什么？ 11.RS232规定的电气特性是什么？ 12.什么是数字滤波器？列出三种数字滤波算法。 12.什么是数字滤波器？列出三种数字滤波算法。 什么是数字滤波器 13.对单位速度输入 对单位速度输入， 13.对单位速度输入，设计最少拍无纹波控制器的必要条件 是 。 14.ADC0809的OE管脚起什么作用 管脚起什么作用？ 14.ADC0809的OE管脚起什么作用？
• 根据二阶工程最佳设计法则，应有 • 解之得 • 于是得到模拟控制器的传递函数为
• 对以上的模拟 PI 制器：
• 现已知某飞机飞行高度变化范围为0~10000米， 测试时，采用12位的A/D变换器，试问此时系统 对高度变化的分辩率为多少。若测试时，通过高 度表改变测试方式，测量相对基准高度9000米的 ±500米的变化量，试问此时A/D变换器的分辩率 为多少。
已知模拟传递函数为
• 已知被控对象传递函数为： 试用“二阶工程最佳”设计法确定模拟控制器 Gc(s)，并用后向差分法给出等效的数字控制 器形式 ANS: ：经动态校正后系统的开环传递函数为 应选择 Gc(s)为PI 控制器，其基本形式为 为使 PI 控制器能抵消被控对象中较大的时间常 数，可选择τ = 8
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15.什么是集散控制系统？ 15.什么是集散控制系统？ 什么是集散控制系统 16.试叙述试凑法整定PID参数的步骤 试叙述试凑法整定PID参数的步骤。 16.试叙述试凑法整定PID参数的步骤。 17.ADC0809是一个分辨率为 路模拟量输入， 17.ADC0809是一个分辨率为 ，具有 路模拟量输入，基 转换原理的A/D转换器。 CPU使用中断方式从A/D转换 A/D转换器 使用中断方式从A/D 于 转换原理的A/D转换器。当CPU使用中断方式从A/D转换 器读取数据时，A/D转换器向CPU发出中断请求的信号是 转换器向CPU 器读取数据时，A/D转换器向CPU发出中断请求的信号是 。 18.若8255的PA0、PA1、PA2接步进电机的 接步进电机的A 的驱动电路， 18.若8255的PA0、PA1、PA2接步进电机的A、B、C的驱动电路，则 三相单三拍控制方式输出字表为？怎样程序控制该电机正转和反转？ 三相单三拍控制方式输出字表为？怎样程序控制该电机正转和反转？ 19.已知线形温度传感器的测量范围0~100度 要求能分辨1 已知线形温度传感器的测量范围0~100 19.已知线形温度传感器的测量范围0~100度，要求能分辨1度，求 A/D转换器的字长最少为多少位 转换器的字长最少为多少位？ 出A/D转换器的字长最少为多少位？ 20.平均值滤波是对信号 进行m次采样； 平均值滤波是对信号y 20.平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输 出 。 21通常把 的干扰信号称为串模干扰。 21通常把 的干扰信号称为串模干扰。 22.试简单说明当系统开环放大系数 增大时， 试简单说明当系统开环放大系数K 22.试简单说明当系统开环放大系数K增大时，对系统稳定性与稳态 误差的影响 23.非线性参数的标度变换一般用什么方法 非线性参数的标度变换一般用什么方法？ 23.非线性参数的标度变换一般用什么方法？ 24.在PID控制系统中 P,I,D的作用是什么 它们能单独使用吗？ 控制系统中， 的作用是什么？ 24.在PID控制系统中，P,I,D的作用是什么？ 它们能单独使用吗？ 为什么？ 为什么？
• 由题意可知xe=4,ye=6，F0=0，我们设置一个总 的计数器Nxy,其初值应为Nxy=|6-0|+|-4-0|=10， 则插补计算过程如表3—1所示。根据插补计算过 程表所作出的直线插补走步轨迹图如下图所示。
.17s 已知模拟调节器的传递函数为 D(s) = 11++00085s . 试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式， 试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式， 设采样周期T=0.2s。 设采样周期 。
• 设被测温度变化范围为 °-1200°,如果要 设被测温度变化范围为0° ° 如果要 求误差不超过0.4° 应选用分辨为多少位的 求误差不超过 °,应选用分辨为多少位的 A/D转换器？ 转换器？ 转换器 • 选择依据：
1200 n ≥ log 1 + ≈ 12 0.4 2
若加工第二象限直线OA，起点O（0，0），终点 （-4，6）。要求： ，起点 （ ， ），终点A（ ， ）。要求： ），终点 ）。要求 若加工第二象限直线 (1)按逐点比较法插补进行列表计算； 按逐点比较法插补进行列表计算； 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。 作出走步轨迹图， 作出走步轨迹图 并标明进给方向和步数。
把T=0.2S代入得 位置型 增量型
1.425u (k ) − 0.425u (k − 1) = 4.5e(k ) − 3.5e(k-1)
u (k ) = 3.1579e(k ) − 2.4561e(k − 1) + 0.2982u (k − 1)
∆u(k ) = u(k ) − u(k − 1) = 3.1579e(k ) − 2.4561 (k − 1) − 0.7018 (k − 1) e u
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3。简述计算机在控制系统中至少起到的作用。
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4。数据采集系统中对采集数据要作何种处理？说明各种处理对系统的意义。
• 简述光电耦合器的工作原理及在过程通道 中的作用并画出其工作原理图。 中的作用并画出其工作原理图。 • 光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二 极管和光敏三极管组成，如图所示。输入 电流流过二极管时使其发光，照射到光敏 三极管上使其导通，完成信号的光电耦合 传送，它在过程通道中实现了输入和输出 在电气上的完全隔离。
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是非题（在括号中正确的打√，错误的打×） 1.根据香农定律（采样定律），采样频率应满足T<π/ωmax(式中 ωmax为系统信号最高角频率)。 （V) 2.单片机系统中按键消抖动方法只能采用延时子程序方法。 (X) 3.8位单片机与D/A组成的数据处理系统只能处理8位的数据。 (X) 4.数字PI控制系统能够达到无静差控制。（V) 5.三相步进电机工作电压是3相交流电。(X) 6.DCS是指多台计算机控制一台工业设备。 (X) 7.计算机控制系统一定是稳定系统。(X) 8.步进电机每个脉冲之间采用延时只是为了调速。(X) 9.平均值数字滤波能消除脉冲干扰。(X) 10.计算机控制系统控制规律由软件实现的。 (V) 11.由于DAC0832为输入2级锁存，因此，多片DAC0832不能同时进行D/A 输出转换。(X) 12.数字PID控制算法当微分系数为零时，系统不能实现无静差控制(X) 13.多个数码管组成的显示器只能采用动态结构。（ 错 ） 14.一个8位接口只能接8个按键输入信息。（ 错 ） 15.光电耦合器的作用为了提高系统的抗干扰能力。（ 对 ） 16.计算机控制系统的采样周期要符合香农定律。（ 对 ） 17.A/D转换器是模拟量输入通道的主要器件。（ 对 ） 18.四相步进电机的工作方式只有单四拍。（错 ） 19.三相步进电机的工作方式有2种。（ 错 ） 20.数字PID控制算法当积分系数为零时，系统能够达到无静差控制。 （错 ） 21.数字PID控制算法当微分系数为零时，系统能够达到无静差控制。 （ 对 ）
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填充题： 1、对防脉冲干扰比较有效的数字滤波方法是 中值滤波 2、增量式数字PID控制算法是 ， 。 3、计算机直接参与控制典型系统有直接数字控制系统（DDC）、集散控制系统（DCS） 和 现场总线控制系统（FCS） 4、DDC系统的中文全名是 直接数字控制系统 。 5、模拟输出通道的一般结构有 寄存器、 D/A转换器 和 放大/变换电路 。 6、模拟量多输入通道主要有 多路开关、D/A转换器 和 寄存器 7、计算机控制系统的控制两大过程 实时数据采集 、 实时决策控制 8、防积分饱和的方法有 遇限削弱积分法 和 积分分离法 9、组成数码管显示电路结构有 静态显示 和 动态显示 10、单片机扩展I/O接口使用 串行 接口最节省主机I/O口。 问答题： 1。简述计算机控制系统和一般自动控制系统的有哪些相同之处和不同之处？画出计算 机控制系统的基本框图。 2。组成直接微机数字控制系统的基本环节有哪些？简述各环节的作用。
– – – 输入通道： 输出通道: 微型计算机： 实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出 数字滤波：通过一定的计算机程序对采样信号进行处理，以达到减少或消除干扰信号的目的。 工程量转换：被测参数或被控参数通过传感器转换成０～５Ｖ的电压信号，然后， 由Ａ／Ｄ 转换器转换成０～２ｎ范围内数字量，以便计算机进行处理。