计算机控制技术复习2.0

计算机控制技术复习

任课教师：陈昌忠

——鲁方剑

1、考试题型

名词解释——3个

判断题——10个

填空题

简答题

计算题——数字PID设计、标度转换（即作业题的计算题）

分析题——I/O接口与过程通道

2、推荐复习顺序

a.数字PID设计、标度转换（先将这两章弄懂）

b.I/O接口与过程通道

c.最后复习其他概念章节

3、逐章复习

计算机控制系统概述

1、自动控制是在非人工直接参与的前提下，应用自动控制装置自动地、有目的地控制设备和生产过程，使他们具有一定的状态和性能，完成相应功能，实现预定目标

2、自动控制系统一般可以分为：开环控制系统和闭环控制系统两大类。

3、开环控制系统：指控制器按照先验的控制方案对对象或系统进行控制，使被控制对象或系统能按照约定来运动或变化。

4、闭环控制系统：闭环控制系统较开环控制系统增加了一个比较环节和一个来自被控参数的反馈信号。

5、计算机控制系统的工作原理(工作过程)

（1）实时数据采集：对测量变送装置输出的信号经A/D转换后进行处理。（2）实时控制决策：对被控变量的测量值进行分析、运算和处理，并按预定的控制规律进行运算。

（3）实时控制输出：实时地输出运算后的控制信号，经D/A转换后驱动执行机构，完成控制任务。

（4）上述过程依次不断循环进行，使被控变量稳定在设定值上

6、计算机控制系统的工作原理与模拟控制系统工作原理的区别

（1）计算机控制系统的上述过程依次循环进行。

（2）模拟控制系统的三个过程是同时进行，循环进行。

7、计算机控制系统工作的方式

(1)在线方式和离线方式

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，反之称为离线方式。（直接相连是指信息相连）

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。

(2)实时方式

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。

8、判断：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。（正确）

9、计算机控制系统的组成包括硬件和软件两大部分。硬件是由计算机主机、接口电路、外部设备组成，是计算机控制系统的基础。

10、软件通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是应用软件。

11、I/O接口存在的原因：速度不匹配，时序不匹配，信息格式不匹配。

12、集散控制系统（DCS：Distributed Control System）又称为分布控制系统。该系统采用分散控制、集中管理、分而自治、综合协调形成具有层次化体系结构,

每一级都有自己的功能，基本上是独立的，但级与级之间或同级之间又有信息交互。

13、现场总线是连接现场智能设备与控制室之间的全数字式、开放的、双向的通信网络。

14、计算机控制系统的发展趋势：综合化、虚拟化、智能化、绿色化。

15、计算机控制系统的结构特征

(1)执行控制核心部件是计算机，是模数混合系统；

(2)控制规律利用软件实现，便于实现复杂的控制规律和在线修改控制方案；

(3)可同时控制多个回路；

(4)存在开环控制系统、闭环控制系统等不同类型的控制系统。

工业控制计算机

1、什么是工业控制计算机？

答、工控机(Industrial Personal Computer—IPC)：亦即工业控制计算机、工业计算机，是以计算机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的输入信息，再根据控制要求将处理结果输出到执行机构，去控制生产过程，同时对生产进行监督和管理。

2、什么是总线、内部总线和外部总线？描述总线的分类情况。

（1）总线的定义：是一组传送规定信息的信号线的集合。

（2）内部总线：工控机内部各组成部分之间进行信息传送的公共通道。是一组信号线的集合。

（3）外部总线：工控机与其他计算机和智能设备进行信息传送的公共通道。（4）总线的分类情况

a.按功能或信号类型划分：数据总线、地址总线、控制总线

b.根据总线传送信号的形式划分：并行总线、串行总线

c.根据总线的用途和应用环境划分：内部总线、外部总线

3、信号调理模块的主要功能是完成信号的放大、滤波、隔离及电平的移位功能，以及信号的多码转化功能。输入通道处理以滤波、补偿、放大隔离、保护为主要特征，输出通道以驱动、隔离和保护为主要特征。

4、PLC的软件分为系统软件和用户程序两大部分。

计算机控制系统抗干扰技术

1、什么是干扰、外部干扰、内部干扰？

（1）干扰：就是有用信号以外的噪声或造成计算机或设备不能正常工作的破坏因素。

（2）外部干扰：指与系统结构无关，由外界环境决定的影响系统正常运行的因

素，如空间或磁的影响，环境温度、湿度等的影响等。

（3）内部干扰——指由系统结构、制造工艺等决定的影响系统正常运行的因素，如分布电容、分布电感引起的耦合、多点接地引起的电位差、寄生振荡引起的干扰等。

2、计算机控制接地的目的是什么？

（1）抑制干扰；

（2）使计算机工作稳定；

（2）保护计算机、电器设备和操作人员的安全。

3、干扰传播的途径主要有三种，即静电耦合，磁场耦合与公共阻抗耦合。

4、按照干扰的作用方式不同，过程通道的干扰主要有串模干扰(常态干扰) 和共模干扰(共态干扰) 。

串模干扰(常态干扰) ：串模干扰指叠加在被测信号上的干扰噪声。

共模干扰(共态干扰) ：共模干扰是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。

5、接地分为：安全接地、工作接地、屏蔽接地。

数字程序控制技术

1、什么是数字程序控制？数控系统有哪几种分类方式？

（1）数字程序控制就是能够根据数据和预先编制好的程序，控制生产机械按规定的工作顺序，运动轨迹，运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制。

（2）数字控制系统的分类

A、按控制对象的运动轨迹分类分为点位控制、直线切削控制和轮廓切削控制。

B、根据有无检测反馈元件分类分为开环数字程序控制和闭环数字程序控制两大类。

2、数字程序控制技术是综合应用计算机、自动控制、自动检测、精密机械等高新技术的产物。

3、数控系统一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈系统等部分组成。