计算机控制技术复习资料
《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。
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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。
计算机控制技术复习重点
计算机控制技术复习重点第1章计算机控制系统概论（5～10）⒈计算机控制系统有哪些特征？⒉计算机控制系统由那几部分组成？说明各部分的主要功能，并画出系统的硬件组成框图。
⒊计算机控制系统按功能分类有几种？⒋说明DDC与SCC的系统的工作原理、特点，它们之间有何区别和联系？并画出DDC、SCC的原理框图。
第2章工业控制计算机组成（5～10）⒈工业控制机的特点有哪些？⒉工业控制机由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？⒊常用的内部部总线有哪些？⒋常用的外部总线有哪些？第3章输入输出接口与过程通道技术（10～15）3.1 数字量输入输出通道⒈利用74LS244与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量输入接口，画出电路原理图，并编写相应的程序。
⒉采用积分电路的小功率输入调理电路的电路图及工作原理。
⒊大功率输入调理电路的电路图及工作原理。
⒋利用74LS273与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量输出接口，画出电路原理图，并编写相应的程序。
⒌大功率直流驱动电路的电路图及工作原理⒍小功率直流驱动电路的电路图及工作原理3.2 模拟量输入通道⒈有源和无源I/V的电路图及工作原理。
⒉画出模拟量输入通道的结构图，并说明各部分的功能。
3.3 模拟量输出通道⒈画出模拟量输出通道的结构图，并说明各部分的功能。
第4章计算机控制系统抗干扰技术⒈什么是串模干扰和共模干扰？如何抑制？⒉数字信号通道一般采取哪些抗干扰措施？⒊计算机控制系统中一般有几种接地形式？常用的接地技术有哪些？第5章 数字控制技术（10～15）⒈什么是数字程序控制？数字程序控制有哪几种方式？⒉设给定的加工轨迹为第一象限的直线OP ，起点为坐标原点，终点坐标A （x e ，y e ），其值为(6，4)，试进行插补计算，作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。
⒊三相步进电动机有哪几种工作方式?分别画出每种工作方式的各相通电顺序和电压波形图。
第6章 常规与复杂控制技术（30～40）6.1数字控制器的模拟化设计⒈数字控制器模拟化设计方法的步骤有那几步？⒉写出数字PID 控制器的位置算式、增量算式，并比较它们的特点。
计算机控制技术复习资料
第一章1．典型的工业生产过程分类及例子。
连续过程（液位控制系统）、离散过程（仓库的产品）、批量过程（数控机床）。
2．计算机控制系统的工作原理（三个实时的）。
实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
3．实时、在线、离线的含义及关系。
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号，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，控制失去也就意义。
在线：生产过程和计算机直接相连，并接受计算机控制的方式。
离线：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。
4．常用的计算机控制系统主机。
可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器。
5．计算机控制系统的典型形式有哪几种，分别属于离线还是在线。
离线：操作指导控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统在线：直接数字控制系统、监督控制系统、综合自动化系统6．DCS、FCS分别指的是什么。
DCS：集散控制系统（采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调）FCS：现场总线控制系统（“操作站---控制站---现场仪表”三层结构）7．工控机硬件组成中系统支持板的功能。
①监控定时器；②电源掉电检测；③保护重要数据的后备存储器体；④实时日历时钟。
8．什么是总线、内部总线、外部总线，及常用的内、外部总线有哪些。
总线：一组信号线的集合，使计算机内部各部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。
内部总线：计算机内部功能模板之间进行通信的总线，他是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽。
（数据总线、地址总线、控制总线、电源总线）外部总线：计算机和计算机之间或计算机与其他职能设备之间进行通信的连线。
（RS-232C、USB串行总线）习题：1.1什么是计算机控制系统？工作原理？计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。
①实时数据采集；②实时控制决策；③实时控制输出。
计算机控制技术 (总复习)
试写出系统脉冲传递函数 。其中 r(k)为单位阶跃序列，请用Z反变换（长除法）来求输出序
列y(k) 。
3、分别求图中系统的脉冲传递函数，其中
1 G1(s) s
G2 (s)
s
1
3
4、求图中系统的闭环和误差脉冲传递函数。
电习题机讲控解（制第技4章术） —主讲：罗文广
5、已知离散控制系统的结构如图一所示，采样周期T=1s ，输入信号r(t)=1+t ，被控对 象为Gp(s)=1/s(s+1), 求系统的稳态误差。 总复 习
Gp(s)
已知时间序列如图所示,求其z变换表达式
电习题机讲控解（制第技4章术） —主讲：罗文广
写出零阶保持器的数学描述,并推导它的传递函数 总复 习
线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？
设被控对象传递函数为 Gp(s)=K/s(s+1)，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数
电习题机讲控解（制第技2章术） —主讲：罗文广
用DAC0832设计一个双极性电压输出电路，并编写输出0~-5V方波程序
总复 习
有： D=00H D=7FH D=0FFH
Vout1=0V, Vout=-5V Vout1=-2.5V, Vout=0V Vout1=-5V, Vout=+5V
广义被控对象脉冲传递函数
4电特机性分控析制技术—主讲：罗文广
S域到Z域映射的对应关系
总复
稳定性判别（充分必要条件、求极点、Z域直接判别）
习
系统型别、求稳态误差（用z变换终值定理或三种典型信号的误差系数）
5电间机接设控计制技术—主讲：罗文广
连续化设计步骤
总复
几种离散化的方法（双线性变换、后向差分公式及相应离散递推算式）
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(总复习)
解: d=0,u=1
v=2,j=2,q=1,j>q M=u+d=1 N=v=2
习题讲解（第4章） 电机控制技术—主讲：罗文广
被控对象广义传递函数为:
总 复 习
0.265 z 1 (1 0.2 z 1 ) G( z) 1 0.286 z 1
求对单位斜坡输入最少拍有纹波控制器,并求 出控制器输出序列u(k),误差输出序列e(k)和 系统输出序列y(k),画图
线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？
总 复 习
答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：
闭 环系统特征方程的所有根的模｜zi｜<1，即闭环 脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。
线性定常离散系统的稳态误差是否只与系统本身
的结构和参数有关？
答：线性定常离散系统的稳态误差，不但与系统
本身的结构和参数有关，而且与输入序列的形式及 幅值有关。除此之外，离散系统的稳态误差与采样 周期的选取也有关。
试写出系统脉冲传递函数 。其中 r(k)为单位阶跃序列， 请用Z反变换（长除法）来求输出序列y(k) 。 1 3、分别求图中系统的脉冲传递函数，其中G1 ( s)
s 1 G2 ( s) s3
4、求图中系统的闭环和误差脉冲传递函数。
习题讲解（第4章） 电机控制技术—主讲：罗文广
5、已知离散控制系统的结构如图一所示，采样周期
习题讲解（第2章） 电机控制技术—主讲：罗文广
用DAC0832设计一个双极性电压输出电路，
总 复 习
并编写输出0~-5V方波程序
解：双极性电压输出电路如下图所示，由图可知，
DAC0832的端口地址为7FFFH
取Vref=5V,
根据公式： out1 V
计算机控制技术复习
第一章1.自动控制：在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按预定的规律运行。
2.计算机控制系统：利用计算机(简称工业控制机)来实现生产过程自动控制的系统。
由计算机和生产过程两大部分组成。
3.计算机控制系统的典型形式：操作指导控制系统(ODC)、直接数字控制系统(DDC)、监督控制系统(SCC)、设定值控制(SPC)、集散控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)。
4.综合自动化系统：是由企业资源信息管理系统(ERP)、生产执行系统(MES)、生产过程控制系统(PCS)、构成的3层结构。
综合自动化系统主要包括制造业的计算机集成制造系统(CIMS)和流程工业的计算机集成过程系统(CIPS)。
5.计算机控制发展趋势：网络化，扁平化，智能化，综合化。
第二章1.接口：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。
2.过程通道：是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。
它包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量(开关量)输出通道、数字量(开关量)输出通道。
3.总线：以微处理器为核心，总线可分为内部总线和外部总线;内部总线可分为片级总线和系统总线。
4.串行外部总线：(1)RS-232C 不平衡传输方式，有共模干扰信号干扰，公共底线存在迫使采用高压供电。
(2) RS-422A/RS-485 两者采用平衡差分电路 RS-422采用平衡驱动和差分接收的方法，RS-485为半双工工作方式，发送电路必须由使能信号加以控制。
5.数字量输入通道：(1)组成：输入缓冲器、输入调理电路、输入口地址译码电路 等组成。
作用：基本功能是接收外部装置或生产过程的状态。
(2)输入调理电路：将外部开关量信号输入到计算机，将输入状态信号经转换，保护，滤波，隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号。
小功率输入调理电路：加入有较长时间常数的积分电路来消除振荡。
大功率输入调理电路：由于所带电压高，高压与低压之间需要光耦合器进行隔离。
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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。
计算机控制技术资料精选全文
8088CPU
DAC 0832
D0~D7
D0~D7 ILE
+5V
A2~A9 译码器
≥1
CS
Rfb
A1 A0
≥1
WR1
WR2 Iout1
-
A
IOW
XFER Iout2
+
Vout
D/A转换器的应用：(1)信号发生器；(2)用于闭环控制系统
第3章 计算机控制技术
计算机控制系统的被控对象一般为模拟装置，具有连续 特性，控制器(计算机部分)是一种数字装置，具有离散特性。 因此计算机控制系统是一个既有连续部分，又有离散部分的 混合系统，系统中既存在连续量，又存在离散量。
课程总复习
第一章 计算机控制系统概论
1.1 自动控制系统概述 **1.2 计算机控制系统的组成和基本原理 **1.3 计算机控制系统的特点 1.4 计算机控制系统的性能及指标 1.5 典型计算机控制系统 **1.6 计算机控制系统分类 1.7 计算机控制系统的发展趋势
1.2 计算机控制系统的组成和基本原理 **
两者性能尽量等效。 第4步：将D(z)变为数字算法，在计算机上编程实现。 第5步：通过数字仿真验证闭环性能，若满足指标要求，设 计结束，否则应修改设计；
更改设计的途径有：①选择更合适的离散化方法；② 提高采样频率③修正连续域设计，如增加稳定域度指标等。
人 调节器
打印机
图1.7 操作制导控制系统组成框图
2. 直接数字控制系统(direct digital control, DDC)
给定值
计
显示 打印
算 机
记录
接口 输入通道 检测 工 业 对 象
接口 输出通道 执行器
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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。
计算机控制技术复习资料
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。
微型计算机控制技术第二版于海生期末复习资料精选全文完整版
第一章：绪论1、计算机控制系统组成（作业）2、工作原理：（作业） （1）实时数据采集 （2）实时控制决策 （3）实时控制输出 （4）实时显示和数据保存 （5）联网通信（测控管一体化）失败：一、若控制时间间隔取的太长，则控制效果可能变差。
二、若控制时间间隔取的太短，计算机在这个采样时间间隔内不能完成前三项工作，也会引起控制质量下降。
3、 （1）在线方式：在SCC 中，生产过程与计算机连接，且受计算机控制的方式称为在线方式。
离线方式：生产过程不与计算机连接，即不受计算机控制，或称为脱机方式（2）实时的含义：是指被控量的检测，控制信号的计算，控制信号的输出都必须在一定的时间间隔内完成。
由计算机中断自动产生，或采用查询方式产生，或由用户自行设定 一个在线的系统不一定是一个实时系统，但是一个实时系统必定是在线系统。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字（开关）量输入输出通道。
4、按完成的功能和结构（6种典型形式：···，DDC 、SCC 、DCS 、FCS 、····） 按照控制规律分类（填空）（1）数字程序和顺序控制（2）PID 控制：调节器的输出是调节器输入的比例、积分和微分的函数 （3）最小拍控制：要求设计的系统在尽可能短的时间内完成调节过程 （4）复杂规律的控制 （5）智能控制计算机控制装置生产过程按照控制方式的不同，计算机控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
5、常用的典型机型（1）单片微型计算机: 内含有微处理器的特殊超大规模集成电路，专用性强、内存容量小，本身不具备自开发功能（2）PLC：可靠性高、编程容易、功能完善、扩展灵活、安装调试简单方便（3）工业PC：小板结构模块化设计；标准化及兼容性；完善的I/O通道；环境适应能力强、可靠性高；软件丰富(组态软件）6、计算机控制系统的发展趋势一、单片机（微处理器）组成的控制系统日趋先进二、可编程逻辑控制器（PLC）得到广泛应用三、推广使用新型的集散控制系统（DCS）四、大力发展和采用现场控制总线技术五、大力研究和发展智能控制系统第二章：过程输入输出通道技术1、模拟量输入信道（A/D信道或AI信道）的任务是把被控对象的过程参数的模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号.2、多路模拟信号集中采集式一、集中式数据采集系统的典型结构：(1)多路共享采集电路分时采集；(2)多路同步取样共享A/D分时采集(3)多通道同步采样A/D，分时传输数据；多信道独立取样A/D，有通道缓存二、分布式采集3、典型模拟调理电路的组成框图4、传感器的主要技术指标：（将被测量→转换后续电路可用电量）（填空） 1）测量范围：与被测量实际变化范围相一致。
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计算机控制系统第一章1.在PID调节中，比例作用是根据（偏差的大小）来动作的，在系统中起着（稳定被控变量）的作用；积分作用是根据（偏差是否存在）来动作的，在系统中起着（消除余差)的作用；微分作用是根据（偏差变化速度)来动作的，在系统中起着（超前调节）的作用。
调节器的比例度δ越大，则放大倍数KC（越小），比例调节作用就（越弱），过渡过程曲线就平稳，但余差也（越大）积分时间Ti（越小），则积分速度（越大），积分特性曲线的斜率（越大），积分作用越强，消除余差(越快)，微分时间Td越大，微分作用（越强）。
2.典型的工业生产过程可分为三种：连续过程，离散过程和批量过程。
3.计算机控制系统的工作原理的三个步骤：（1）实时数据采集：对来自测试两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。
4.在线方式或联机方式：在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接相连接，并受计算机控制的方式。
离线方式或脱机方式：生产过程中不和计算机连接，而是靠让人进行联系并做相应操作的方式。
5.实时的含义：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，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。
6.计算机控制系统的典型形式：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。
第二章7.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。
8.接口技术是研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术。
9.过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连线通道，它包括模拟量输入通道，模拟量输出通道，数字量（开关量）输入通道，数字量输出通道。
《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。
计算机控制技术复习
2011年计算机控制技术复习资料作者：JHCC杨波复习资料第1章绪论1.什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。
3.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。
第2章计算机控制系统的硬件设计技术5.请分别画出一路有缘I/V变换电路和一路无源I/V变换电路图，分别说明各元器件的作用。
6.什么是采样过程、量化、孔径时间？答：按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号，转变成在时刻0、T、2T、……、kT的一连串脉冲输出信号的过程称为采样过程。
所谓量化，就是采用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。
在模拟量输入通道中，A/D转换器将模拟信号转换成数字信号总需要一定的时间，完成一次A/D转换所需要的时间称为孔径时间。
7.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要采样保持器？为什么？答：为了提高模拟量输入信号的频率范围，以适应某些随时间变化较快的信号的要求，可采用带有保持电路的采样器，即采样保持器（为了防止在A/D转换之前信号就发生了变化，致使A/D转换的结果出错，因而采用采样保持器来使得信号维持一段时间）。
并不是所有的模拟量输入通道都需要采样保持器的，因为采样保持器是为了防止在A/D转换之前信号就发生了变化，致使A/D转换的结果出错，所以只要A/D转换的时间比信号变化的时间短就不需要。
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第一章i ）简述计算机控制系统与常规仪表控制系统的基本结构及主要异同点。
基本结构：SM （＜n 册覘翦相同点： 1、结构基本相同，功能相同。
2不同点： 、计算机控制系统是在常规仪表控制系统演变而来。
1、计算机控制系统能够实现复杂的控制规律，从而达到较高的控制质量。
23 45、由于计算机具有分时操作的功能，所以计算机控制系统具有群控的功能。
、由于计算机的软件有恢复功能，所以计算机控制系统灵活性强。
、由于计算机控制系统有有效的抗干扰，抗噪声，所以可靠性高。
、由于计算机有监控，报警，自诊断功能，所以计算机控制系统的可维护性强。
2）分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。
1. 主机组成：中央处理器（CPU 和内存储器（RAM 和ROM 组成。
作用：根据输入通道送来的被控对象的状态参数，进行信息处理、分析、计算，作出控制决 策，通过输出通道发出控制命令。
2. 常规外部设备外部设备按功能可分成三类：输入设备、输出设备和外存储器。
生产i±程f +给定值———-—1 ■ -——— -—-—B1-2计聲晦髒絃理區输入设备有键盘、光电输入机、扫描仪等，用来输入程序、数据和操作命令。
输出设备有打印机、绘图机、显示器等，用来把各种信息和数据提供给操作者。
外存储器有磁盘装置、磁带装置、光驱装置，兼有输入、输出两种功能，用来存储系统程序 和数据。
3. 过程输入/输出通道过程输入通道又分为模拟量输入通道和数字量输入通道两种； 过程输出通道又分为模拟量输出通道和数字量输出通道两种。
作用：主机和被控对象实现信息传送与交换的通道。
4. 操作台操作台是操作员与计算机控制系统之间进行联系的纽带， 可以完成向计算机输入程序、修改数据、显示参数以及发出各种操作命令等功能。
5. 通信设备在不同地理位置、不同功能的计算机之间通过通信设备连接成网络，以进行信息交换。
第二章1）课本14页的图2-2 以4位D/A 转换器为例说明其工作原理R--2R 电阻网络假设D3 D2、Di 、D0全为1,贝U B 图33-2BS 公转S1器原S0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 是“1”。
因此，可以得到通式:2OUT 二口J 、乙+ G 匚+马t +巩召OUT =x23 + JD 3x2a ++考恿到赦大器反相靖为虚址^ 故：T — _ TJRfh — J riTJTV O UTBS on2R运算放大器V REFD3、D2、Di 、D0控制的，并不一定全数字量输入I OUT+R fb------- 1―位切换 开关基准 电压RBS iRR选取代仪=費、可以得到：对于/7位D八转扌奂器、它的徐出电圧卩师与输入二进制数R（ rv「％）的关系式可写旋：心尸7殆*卯+ % *严+…+心T+qdx勢=一/窖结论：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转换器的性能指标有哪些？答：分辨率、转换精度、偏移量误差、线性误差、稳定时间。
3）结合图2-5分析说明由DAC8032组成的单缓冲接口电路的工作过程，编写完成一次D/A 转换的接口程序。
（课本第19页）4）结合图2-6分析说明由DAC1210组成的接口电路的工作过程，编写完成一次D/A转换的接口程序。
（课本第20页）首先将被转换数的高8位传给8位输入寄存器DI11〜DI4 ,再将低4位传给4位输入寄存器DI3〜DI0，然后再打开DAC寄存器，把12位数据送到12位D /A转换器去转换。
当输出指令执行完后，DAC寄存器又自动处于锁存状态以保持数模转换的输出不变。
设12位被转换数的高8位存放在DATA单元中，低4位存放在DATA+1单元中。
转换程序：DAC MOV DX, 0381HMOV AL , [DATA]OUT DX , AL ;送高8位数据DEC DXMOV AL , [DATA+1]OUT DX , AL ;送低4位数据MOV DX , 0384H5）双极性输出方式：如何得出公式 2-3。
（课本第21页）V REFVA1和A2为运算放大器，A 点为虚地，故可得：人"厂厶-0 S7隹「2人22R]^—T I解上述方程可得双极性输出表达式：&T 厂（养2甥冥譯或卩唤"珂莎-1图中运放A2的作用是将运放 A1的单向输出变为双向输出。
当输入数字量小于80 H 即128时，输出模拟电压为负；当输入数字量大于 80 H 即128时，输出模拟电压为正。
其它 n 位D/A 转换器的输出电路与 DAC0832相同，计算表达式中只要把 28-1改为2n-1即可。
第三章1）画图说明模拟量输入通道的功能、各组成部分及其作用。
图功能：模拟量输入通道的任务是把被控对象的过程参数如温度、压力、流量、液位、重量等 模拟量信号转换成计算机可以接受的数字量信号。
各组成部分及其作用：OUT DX,AL;完成12位数据转换hkkkLLbTWDDDDDDDD（课本第29页）要会画出这个传感变送器笔路模拟JF先采样保持器A/D 转换器接口电路PC 总线■…：书——…II V.h 2R传感变送器：将现场物理量转变成电量信号调理：对可能引入的各种干扰采取相应的技术措施保证光电隔离多路模拟开关：多路选择，提高工作效率 前置放大器：将模拟输入信号放大至 A/D 转换范围采样保持器：保证 A/D 转换精度A/D 转换器：将输入的模拟信号转换成数字信号接口逻辑电路：进行地址译码，产生片选信号和写信号3） 简述逐位逼近式、双积分式、电压 /频率式的A/D 转换原理。
（重点掌握双积分式）1逐位逼近式A/D 转换原理：从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体， 从重到轻逐级增减砝码进行试探。
2.双积分式：将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔， 再把此时间间隔转换成数字 量，属于间接转换。
① Vin 对电容C 在规定的时间T 内进行正向充电， ② 在控制开关的作用下，将其切换到与 Vin 极性相反的基准电源上，C 放电，同时启动计数器。
③ 当比较器判定电容 C 放电完毕后停止计数，同时发出转换结束信号。
3. 电压/频率式：V /F 转换电路把输入的模拟电压转换成与模拟电压成正比的脉冲信号。
4） 分析说明图3-19的8路12位A/D 转换模版的工作原理。
该模版采集数据的过程如下：1. 通道选择：将模拟量输入通道号写入8255A 的端口 C 低4位（PC3-PC0）,可以依次选通8路通道；2. 采样保持控制：把 AD574A 的信号通过反相器连到LF398的信号采样保持端，当AD574AA/D 转换的精度；过滤，放大;::冲&2）设计可变增益放大器（画出此图）的转换期间=1,使LF398处于保持状态；3. 启动AD574A 进行A/D 转换：通过 8255A 的端口 PC6-PC4输出控制信号启动 AD574A4. 查询AD574A 是否转换结束：读 8255A 的端口 A ,查询是否已由高电平变为低电平；5. 读取转换结果：若已由高电平变为低电平，则读8255A 端口 A 、B ,便可得到12位转换结果。
5）分析ADC0809的转换时序的工作过程。
（课本第41页图3-14 ）转换过程：首先 ALE 的上升沿将地址代码锁存、译码后选通模拟开关中的某一路，使该路 模拟量进入到A/D 转换器中。
同时START 的上升沿将转换器内部清零，下降沿启动A/D 转换，即在时钟的作用下，逐位逼近过程开始，转换结束信号 EOC 即变为低电平。
当转换结束后，EOC 恢复高电平，此时，如果对输出允许OE 输入一高电平命了，则可读出数据。
第四章1）画图分析说明三极管型光电耦合隔离器的工作原理。
三极管型光耦器件的发光二极管和光敏三极管封 装在一个管壳内，发光二极管为光耦隔离器的信号输 入端，光敏三极管的集电极和发射极为光耦隔离器的 输出端，它们之间的信号传递是靠发光二极管在信号 电压的控制下发光，传送给光敏三极管来完成的。
其 输入、输出类似于普通三极管的输入、输出特性，即 存在着截止区、饱和区与线性区三部分。
2）对比说明三极管驱动与继电器驱动电路的异同点。
同：驱动电流均为小电流 异：三极管驱动电路适合小功率、直流器件的驱动，是一种无触点开关驱动方式； 继电器驱动电路适用于中小功率的直流或交流高电电压、大电流设备，是一种由触电开关驱动方式， 而且一般应在继电器线圈两端反向并接一个徐流二极管。
第五章1）简述何为键盘的抖动干扰及其消除的两种方法。
由于机械触点的弹性振动， 按键在按下时不会马上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全 地断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动，这称为按键的抖动干扰 去抖动的方法有硬件方法和软件方法两种1. 硬件方法硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬件电路来避开按键的抖动时间。
2. 软件方法软件方法是指编制一段时间大于100ms 的延时程序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平， 则确认为该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。
同理，在检测到按键释放后，也同样要延迟一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键的处理。
厂 5乙V 忙（课本第51页图4-2）YVQ軸出Mi2）分析说明图5-8二进制编码键盘接口电路的工作原理。
（红色字体是老师讲解的，记得不清晰）1•由结构图可知，U1的优先级比U2的高；2•开始时，由于U1的E=+5V，此时U1开始工作，S0~S7任何键按下，DO〜D2输出；3•当S0~S7无键按下，U1的E产生高电平，启动U2 , S8~S15（课本原话）其中由于U1 的Eo作为U2的Ei ,所以按键SO的优先级最高，S15的优先级最低。
U1和U2的输出02 ~ O0经或门A3 ~ A1 输出，以形成低3位编码D2 ~ DO。
而最高位D3贝U由U2 的GS产生。
当按键S8 ~ S15 中有一个闭合时，其输出为“ 1”。
从而SO ~ S15中任意一个键被按下，由编码位D3 ~ DO均可输出相应的4 位二进制码。
：为了消除键盘按下时产生的抖动干扰，该接口电路还设置了由与非门B1、B2、电阻R2、电容C2组成的单稳电路和由或门A4电阻R1、电容C1组成的延时电路，电路中E、F、G H和I这五点的波形如图5-9所示。
由于U1和U2的GS 接或门A4的输入端，所以当按下某键时，A4为高电平，其输出经R1和C1延时后使G点也为高电位，作为与非门B3的输入之一。
同时，U2的输出信号Eo触发单稳（B1和B2），在暂稳态持续时间△ T内，其输出F点为低电位，也作为与非门B3的输入之一。