微型计算机控制技术答案(赖寿宏)
微型计算机控制技术答案(完整版)
１、什么就是计算机控制系统？它由哪几部分组成？计算机控制系统就就是利用计算机来实现生产过程自动控制得系统。
它就是工业控制机构生产过程得大部分组成，工业控制机就是指生产过程控制得特点与要求而设计得计算机,它包括硬件与软件部分,生产过程包括被控对象,测量变送，执行机构,电气开关等。
2、计算机控制系统得典型形式有哪些？各有什么优缺点？计算机控制系统得典型形式：(1)操作指导控制系统。
优点:结构简单，控制灵活与安全,缺点就是由人工操作,速度受到限制，不能控制多个对象.(2)直接数字控制系统(ＤＤC),实时性好,可靠性高与适应性强.（３）监督控制系统（SSC），就是生产过程始终处于最优工况。
(4)分型控制系统（DCS)，分散控制，集中操作，分级管理.（５)现场总线控制系统（FＣＳ)，降低成本,提高可靠性，可实现真正得开放式互连系统结构3、实时，在线方式与离线方式得含义就是什么？实时就是指信号得输入,计算与输出都要在一定得时间范围内完成,即计算机对输入信息以足够快得速度进行控制，超出这个时间就失去控制时机，控制也就失去意义.在线方式：在计算机控制系统中，生产过程与计算机直接连接,并受计算机控制得方式。
离线方式:生产过程不与计算机相连且不受计算机控制，而就是靠人进行联系并作相应操作得方式.４、工业控制机有哪几部分组成？工业控制机包括硬件与软件两部分。
硬件包括：主机(CPU、RＡM、ROＭ）板,人-—机接口，外部总线与内部总线，系统支持板，磁盘系统通信接口，输入、输出通道.软件包括系统软件、支持软件与应用软件。
5、什么就是总线，内部总线与外部总线？总线就是一组信号线得集合，它定义了各引线得信号、电机、机械特性,使计算机内部各组成部分之间以及不同得计算机之间建立信号联系,进行信息传送与通信。
内部总线：就就是计算机内部功能模板之间进行通信得总线,它就是构成完整得计算机系统得内部信息枢纽，但按功能仍要分为数据总线DＢ，地址总线ＡB,控制总线ＣB，电源总线ＰB。
微型计算机控制技术课后习题答案
第一章计算机控制系统概述习题及参考答案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展检测，并输入给计算机。
(2)实时控制决策：对采集到的表征被控参数的状态量进展分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制输出：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展处理，并在一定的时间内作出反响并进展控制，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及计算机连接，生产过程直承受计算机的控制，就叫做“联机〞方式或“在线〞方式。
(3)“离线〞方式：假设生产过程设备不直接及计算机相连接，其工作不直承受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进展联系并作相应操作的方式，那么叫做“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局部组成？各局部的作用是什么？由四局部组成。
(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局部发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进展实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进展各种控制运算(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；对生产过程进展监视，使之处于最优工作状态；对事故进展预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进展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展控制的信号。
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。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进展信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。
微型计算机控制技术课后习题答案
第一章计算机控制系统概述习题及参考答案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。
图1.1微机控制系统组成框图(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。
(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。
微型计算机控制技术 赖寿宏版 课件 第四章1
IX
第四章
数字控制器的直接设计
中的对象， 例2.例.1中的对象，针对各典型输入设计 例 中的对象 针对各典型输入设计D(z)。 。 对单位阶跃输入时， 解：a对单位阶跃输入时，由例 知 对单位阶跃输入时 由例1知
0.265(1 + 2.78 z −1 )(1 + 0.2 z −1 ) G( z) = (1 − z −1 ) 2 (1 − 0.268 z −1 )
Φ( z ) = z −1 (a1 + a2 z −1 + ... + aq z − ( q −1) )(1 − z1 z −1 )(1 − z2 z −1 )...(1 − zu z −1 )
VIII
Φ e ( z ) = (1 − z −1 ) q (1 + f1 z −1 + f 2 z −2 + ... + f u z −u )
q=1
时域表达r(t) z r(t) z域表达式R(z) R(z) 1 1(t) −1 t•1(t)
1 t 2
2
单位速度
q=2
1 − z Tz − 1 (1 − z − 1 )
2
单位加速度
q=3
• 1(t )
T 2 z − 1 (1 + z − 1 ) 2 (1 − z − 1 ) 3
第四章
数字控制器的直接设计
R(z) = 1 − z −1 1
c*(t) 1(t)
0
T
2T 3T 4T 5T 6T
最少拍系统的单位阶跃响应序列
第四章
数字控制器的直接设计
单位速度输入（ ②单位速度输入（q=2） ）
R (z) = Tz − 1
微型计算机控制技术复习题答案
微型计算机控制技术复习题答案1.微型计算机控制系统有哪些？Pg4答：操作指导控制系统，直接数字控制系统，计算机监督系统，嵌入式系统，物联网系统，现场总线控制系统。
2.常用的工业控制机有几种？它们各有什么作用？Pg11答：单片微型计算机：是工业控制和智能化系统中应用最多的一种模式。
一般用于扩展接口，如A/D,D/A转换接口,LED、LCD显示接口扩展，再开发一些应用软件，便可以用于工业控制。
可编程逻辑控制器：目前从单机自动化到工厂自动化，从柔性制造系统、机器人，到工业局域网都有用到。
现场可编程门阵列：可以实现动态配置，在线系统重构及硬件软化，软件硬化等功能。
工业PC机，完成STD总线工业控制机的检测，控制，使程序设计变得更加简单，各种报表程序打印、数据处理曲线、工业控制流程图，PID柱形图像处理程序等。
3.A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作用？答：A/D的作用主要是把传感器检测到的模拟电信号转换为数字电信号，方便用于单片机中进行处理。
D/A的作用，在单片机处理完毕的数字量，有时需要转换为模拟信号输出，D/A的作用正是用于把数字信号转换为模拟信号。
4.LED数码管的显示方法有哪两种？各有什么特点？Pg81多位LED有两种显示方法：动态显示和静态显示。
动态显示使用的硬件少，价格低，线路简单，但是占用机时长。
静态显示使用元件多，线路复杂，但是显示占用机时少，显示可靠。
5.在人机接口技术中，键盘设计需解决的问题有哪些？如何实现防抖？Pg55答：按键的确认，中键与连击的处理，按键防抖动技术。
防抖可以用两种方法1.硬件防抖：滤波防抖电路，双稳态防抖电路2.软件防抖6.算术平均滤波的具体方案是怎样？该滤波方法主要适用于什么情况？Pg248答：算术平均值滤波是要寻找一个Y（k），使该值与各采样值间误差的平方和为最小，即：，求得其中-第k次N个采样值的算术平均值；-第i次采样值；N-采样次数。
由此可见：算术平均值滤波的实质就是把一个采样周期内的N次采样值相加，然后把所得的数除以采样次数N，得到周期的采样值。
微型计算机控制技术答案(赖寿宏)知识讲解
微型计算机控制技术答案(赖寿宏)第二章输入输出接口技术和输入输出通道1.何谓I/O接口？在计算机控制系统中为什么要有I/O接口电路？答：是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。
2.一个微处理机（CPU）采用程序控制查询方式时，管理50个键盘显示中断，要求将各终端打入的任一字符在显示器上立即显示出来。
已知CPU查询每个终端并完成每一字符的接收和处理时间需200μs，若程序员以每秒打10个字符的速度同时连续打入字符，问CPU是否能按要求，可靠的管理全部50个终端？又问CPU最多能管理多少个这种终端？答：1000ms/(200us*10)=500, 能可靠的管理全部50个终端3.在本章第二节，查询式I/O方式应用举例中，假设X、Y、Z三轴服务子程序的执行时间分别为100μs、150μs、120μs，主程序执行时间（执行查询指令等）为80μs，试估算不造成控制失误三轴所能达到的最高速度是多少？（速度以脉冲/s计算）答：27024.某微机实时控制系统有1#、2#、3#三个外围设备。
由一个CPU进行管理，已知各外围设备的最短响应时间和服务时间分别是：C1=5ms S1=300μsC2=8ms S2=1.3msC3=1ms S3=400μs问若采用查询方式是否能可靠管理这三个外围设备？为什么？若不行的话，试提出改进方答：不行。
可采用中断嵌套的方式解决。
6. 计算机与外围设备交换信息有哪几种控制方式？它们各有什么优缺点》答：见教材7. 某8086 最大模式系统中，需扩展8255A 、8253和DAC0832芯片各一片。
采用74LS138 译码器，若已指定给各芯片的地址范围是：8255A E0H、E2H、E4H、E6H、8253 E1H 、E3H、E5H、E7H、DAC0832 F0H试设计接口扩展的译码电路（除74LS138 外, 可增加必要的其他逻辑电路芯片。
8某8088最大模式系统中，需扩展8255A 四片，指定各芯片的地址范围分别是90~93H 、94~97H 、98~9BH 、9C~9FH, 采用74LS 译码器，试设计接口地址译码电路。
微型计算机控制技术课后答案及解析
习题一1，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:CPU，接口电路及外部设备组成。
CPU,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.接口电路，微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备2，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。
答：软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。
整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。
就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序.对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。
2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
3，常用工业控制机有几种？它们各有什么用途？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？答：(1)操作指导控制系统:在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。
(2)直接数字控制系统(DDC系统）:DDC（Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。
DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。
（3)计算机监督控制系统(SCC系统）：SCC(Supervisory Computer Control）系统比DDC 系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。
微型计算机控制技术 第2版 书后习题答案
书后习题参考答案第一章习题1答：微型计算机控制系统是利用计算机(通常采用工业控制计算机，简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体(包括硬件、软件和网络结构)和被控对象两大部分组成。
微型计算机控制系统是实时系统，也是在线系统。
2答：计算机做控制器用。
控制系统中引进计算机，可以充分运用计算机强大的运算、逻辑判断和记忆等功能。
只要运用微处理器的各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。
微处理器执行该程序，就能实现对被控参数的控制。
输入信息来自于各种传感器，输出信息用于驱动执行机构。
3答：如果计算机能够在工艺要求的时间范围内及时对被控参数进行测量、计算和控制输出，则称为实时控制。
实时的概念不能脱离具体过程，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。
4答：微型计算机控制系统硬件一般包括：计算机主机、输入/输出(I/O)接口、I/O通道、传感器及变送器、执行机构、人机联系设备(如键盘和显示器)、网络通信接口和电源等。
它们通过微处理器的系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)构成一个完整的系统。
计算机的输入/输出通道，又称过程通道。
为了实现计算机对生产过程的控制，必须在计算机和生产过程之间设置信息的传递和变换的连接通道，这就是过程输入/输出通道。
过程通道一般可分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道5答：操作指导控制系统：优点是结构简单，控制灵活和安全。
缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
直接数字控制系统：优点是实时性好、可靠性高和适应性强，可控制多个回路。
缺点是修改控制器参数不方便。
监督控制系统：优点是能自动改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型计算机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况。
集散控制系统：优点是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
缺点是不同厂商的设备不能通用。
现场总线控制系统：具备集散控制系统的优点，因为采用标准总线设计，不同厂商设备通用性好，组网方便。
微型计算机控制技术课后习题部分答案
2.计算机控制系统由哪几部分组成，各有何作用//计算机控制系统由工业控制机和生产过程两个大部分组成。
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，它包括硬件和软件两部分。
生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关装置。
3.计算机系统俺功能分类有哪几种//（1）操作指导控制系统，优点：结构简单，控制灵活，安全。
缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统（DDS）优点：实时性好，可靠性高，适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最优工况。
（4）分散控制系统（DCS）优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
（5）现场总线控制系统（FCS）优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。
国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。
5什么是工业控制计算机，IPC工业控制机的特点有哪些//.简称工控机，是一种面向工业控制采用标准总线技术和开放式体系结构的计算机。
工业控制机的特点如下：a采用加固型工业标准机箱，以达到防震，防尘，防冲击，抗电磁屏蔽，并具有良好的通风散热性能b取代PC的打母板结构，整机采用总线式一体化主板易于更换c增加电源的功率裕量，加强电压浪涌抑制和抗干扰措施DI/O插卡采用工业级元件，开发设计适用于工业控制的系列板卡e具有多种通信网卡和通信软件支持，容易构成多机分布式控制系统f丰富的软件支持，包括实时多任务操作系统，数据库，工控组态软件等工业应用软件。
9.计算机控制技术的主要发展趋势有哪些//综合自动化，网络化，智能控制系统，虚拟化，绿色化。
二1.什么是接口，为什么要有I/O接口电路// 接口是计算机与外设交换信息的桥梁，包括输入接口和输出接口。
IO接口是主机和外围设备之间交换信息的连接部件，是计算机控制系统各通道中多个设备协调一致工作的重要保证，是过程通道和人机联系系统设计的基础，他具有电平交换，数据转换，缓冲和状态信息提供等功能，所以IO接口是微机控制系统中通道建立的基础6. 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，可以采用带有保持器电路的采样器。
微型计算机控制技术答案(赖寿宏)
第二章输入输出接口技术和输入输出通道1.何谓I/O接口？在计算机控制系统中为什么要有I/O接口电路？答：是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。
2.一个微处理机（CPU）采用程序控制查询方式时，管理50个键盘显示中断，要求将各终端打入的任一字符在显示器上立即显示出来。
已知CPU查询每个终端并完成每一字符的接收和处理时间需200μs，若程序员以每秒打10个字符的速度同时连续打入字符，问CPU是否能按要求，可靠的管理全部50个终端？又问CPU最多能管理多少个这种终端？答：5003.在本章第二节，查询式I/O方式应用举例中，假设X间分别为100μs、150μs答：27024.CPU进行管理，已知各外围C1=5ms S1=300μsC2=8ms S2=1.3msC3=1ms S3=400μs问若采用查询方式是否能可靠管理这三个外围设备？为什么？若不行的话，试提出改进方答：不行。
可采用中断嵌套的方式解决。
6. 计算机与外围设备交换信息有哪几种控制方式？它们各有什么优缺点》答：见教材7. 某8086 最大模式系统中，需扩展8255A 、8253和DAC0832芯片各一片。
采用74LS138 译码器，若已指定给各芯片的地址范围是：8255A E0H、E2H、E4H、E6H、8253 E1H 、E3H、E5H、E7H、DAC0832 F0H试设计接口扩展的译码电路（除74LS138 外, 可增加必要的其他逻辑电路芯片。
8某8088最大模式系统中，需扩展8255A 四片，指定各芯片的地址范围分别是90~93H、94~97H、98~9BH、9C~9FH, 采用74LS译码器，试设计接口地址译码电路。
解：9．模拟输入通道中为什么要加采样保持器？采样保持器的组成及要求是什么？答：为了保证A/D 转换精度，就要在A/D 转换之前加上采样保持电路，使得在A/D 转换期间保持输入模拟信号不变。
10要求：（1）将下图中CPU 换为89C51单片机，不改变地址线的连接方式，画出电路图；（2）确定8 个通道的端口地址；（3）编写程序，对第8 通道的模拟量进行转换，把转换结果存在30H 存储器中。
(准确版)微型计算机控制技术课后答案新书版
（准确版）微型计算机控制技术课后答案新书版以下内容，仅供参考，希望有帮助！微机控制技术新书版课后答案习题一1，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：cpu，接口电路及外部设备组成。
cpu，这就是微型计算机控制系统的核心，通过USB它可以向系统的各个部分收到各种命令，同时对被控对象的被控参数展开实时检测及处置。
接口电路，微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备2，微型计算机控制系统软件存有什么促进作用？讲出各部分软件的促进作用。
答：软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。
整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。
就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件1)系统软件：它就是由计算机设计者提供更多的专门用以采用和管理计算机的程序。
对用户来说，系统软件只是做为研发应用软件的工具，就是不须要自己设计的。
2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
3，常用工业控制机有几种？它们各有什么用途？4，操作方式指导、ddc和scc系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？答：(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。
(2)轻易数字控制系统(ddc系统)：ddc(directdigitalcontrol)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数展开巡回演出检测，经输出地下通道赠送给微机，微机将检测结果与设定值展开比较，再展开掌控运算，然后通过输入地下通道掌控执行机构，并使系统的被控参数达至原订的建议。
ddc系统就是闭环系统，就是微机在工业生产过程中最广泛的一种应用领域形式。
微型计算机控制技术课后答案
习题一1，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：CPU，接口电路及外部设备组成。
CPU，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。
接口电路，微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备2，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。
答：软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。
整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。
就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。
对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。
2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
3，常用工业控制机有几种？它们各有什么用途？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？答：(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。
(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。
DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。
(3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。
(完整版)微型计算机控制技术第6章习题答案
6-1 数字控制器与模拟调节器相比较有什么优点？答：1、一机多用。
由于计算机运行速度快，而被控对象变化一般都比较缓慢，因此，可以用一台计算机控制几个到十几个，甚至几十个回路，从而可大大节省设备造价。
2、控制算法灵活，便于在线修改控制方案。
使用计算机控制不仅能实现经典的PID控制，而且还可以采用直接数字控制，如大林算法，以及最优控制等。
即使采用常用的PID控制，也可以根据系统的需要进行算法的改进，增强控制的效果。
3、可靠性高。
由于计算机控制算法是用软件编写的一段程序，因此比用硬件组成的控制算法电路具有更高的可靠性，且系统维护简单。
4、可改变调节品质，提高产品的产量和质量。
由于计算机运行速度快，且计算机控制是严格按照某一特定规律进行的，不会由于人为的因素造成失调，因而使调节品质和产量都大为提高，从而提高了经济效益。
5、便于实现控制与管理及通信相结合，使工业企业的自动化程度进一步提高。
6、生产安全，改善工人劳动条件。
6-2 在PID调节器中，比例、积分、微分项各有什么作用？K P，T I，T D对系统调节性能有什么影响？答：1、比例作用即时成比例的对偏差e作出响应，即偏差一旦产生，调节器立即产生成比例的控制作用，以减小偏差；积分调节的目的主要用于消除静差，提高系统的无差度；微分作用在偏差出现或变化的瞬间对偏差量的变化速率作出反应，即按偏差变化的趋势进行控制，使偏差消灭于萌芽状态，加快响应速度。
简要概括如下：比例作用是保证调节过程的“稳”，积分作用是保证调节过程的“准”，微分作用是促进调节过程的“快”。
2、比例作用的强弱取决于比例系数K p的大小，增大K p可以增强比例作用，减小静差，但K p值过大，会引起调节过程振荡，导致系统不稳定；积分作用的强弱取决于积分时间常数T I，T I 越大，积分作用越弱，反之则越强；微分作用的强弱取决于微分时间常数T D，T D 越大，微分作用越强，反之则越弱。
6-3 增量式PID算法与位置式PID算法有何区别？它们各有什么优缺点？1、位置式PID 算法是全量输出，每次输出与整个过去状态有关，算式中含有所有过去偏差的累加值∑=kj jT e 0)(，容易产生较大的积累误差。
(完整版)微型计算机控制技术课后答案
习题一1，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：CPU，接口电路及外部设备组成。
CPU，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。
接口电路，微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备2，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。
答：软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。
整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。
就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。
对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。
2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
3，常用工业控制机有几种？它们各有什么用途？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？答：(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。
(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。
DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。
(3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。
微型计算机控制技术答案(完整版)
1. 什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？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。
它是工业控制机构生产过程的大部分组成，工业控制机是指生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件部分，生产过程包括被控对象，测量变送，执行机构，电气开关等。
2. 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？计算机控制系统的典型形式:(1)操作指导控制系统。
优点：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统（DDC），实时性好，可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SSC），是生产过程始终处于最优工况。
（4）分型控制系统（DCS），分散控制，集中操作，分级管理。
（5）现场总线控制系统（FCS），降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构3. 实时，在线方式和离线方式的含义是什么？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，即计算机对输入信息以足够快的速度进行控制，超出这个时间就失去控制时机，控制也就失去意义。
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。
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作相应操作的方式。
4. 工业控制机有哪几部分组成？工业控制机包括硬件和软件两部分。
硬件包括：主机（CPU、RAM、ROM）板，人--机接口，外部总线和内部总线，系统支持板，磁盘系统通信接口，输入、输出通道。
软件包括系统软件、支持软件和应用软件。
5. 什么是总线，内部总线和外部总线？总线是一组信号线的集合，它定义了各引线的信号、电机、机械特性，使计算机内部各组成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：就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽，但按功能仍要分为数据总线DB，地址总线AB，控制总线CB，电源总线PB。
微型计算机控制技术课后答案解析
习题一1，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：CPU，接口电路及外部设备组成。
CPU，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。
接口电路，微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备2，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。
答：软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。
整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。
就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。
对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。
2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
3，常用工业控制机有几种？它们各有什么用途？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？答：(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。
(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。
DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。
(3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC 系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。
微型计算机控制技术答案(赖寿宏)
微型计算机控制技术答案(赖寿宏)标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-第二章 输入输出接口技术和输入输出通道1. 何谓I/O 接口在计算机控制系统中为什么要有I/O 接口电路 答：是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。
2. 一个微处理机（CPU ）采用程序控制查询方式时，管理50个键盘显示中断，要求将各终端打入的任一字符在显示器上立即显示出来。
已知CPU 查询每个终端并完成每一字符的接收和处理时间需200μs ，若程序员以每秒打10个字符的速度同时连续打入字符，问CPU 是否能按要求，可靠的管理全部50个终端又问CPU 最多能管理多少个这种终端答：1000ms/(200us*10)=500, 能可靠的管理全部50个终端 3. 在本章第二节，查询式I/O 方式应用举例中，假设X 、Y 、Z 三轴服务子程序的执行时间分别为100μs 、150μs 、120μs ，主程序执行时间（执行查询指令等）为80μs ，试估算不造成控制失误三轴所能达到的最高速度是多少（速度以脉冲/s 计算） 答：27024. 某微机实时控制系统有1#、2#、3#三个外围设备。
由一个CPU 进行管理，已知各外围设备的最短响应时间和服务时间分别是： C1=5m s S1=300μs C2=8ms S2=C3=1ms S3=400μs问若采用查询方式是否能可靠管理这三个外围设备为什么若不行的话，试提出改进方答：不行。
可采用中断嵌套的方式解决。
6. 计算机与外围设备交换信息有哪几种控制方式它们各有什么优缺点》 答：见教材7. 某8086 最大模式系统中，需扩展8255A 、8253和DAC0832芯片各一片。
采用74LS138 译码器，若已指定给各芯片的地址范围是：8255A E0H 、E2H 、E4H 、E6H 、 8253 E1H 、E3H 、E5H 、E7H 、 DAC0832 F0H试设计接口扩展的译码电路（除74LS138 外, 可增加必要的其他逻辑电路芯片。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 输入输出接口技术和输入输出通道1. 何谓I/O 接口？在计算机控制系统中为什么要有I/O 接口电路？ 答：是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。
2. 一个微处理机（CPU ）采用程序控制查询方式时，管理50个键盘显示中断，要求将各终端打入的任一字符在显示器上立即显示出来。
已知CPU 查询每个终端并完成每一字符的接收和处理时间需200μs ，若程序员以每秒打10个字符的速度同时连续打入字符，问CPU 是否能按要求，可靠的管理全部50个终端？又问CPU 最多能管理多少个这种终端？ 答：5003. 在本章第二节，查询式I/O 方式应用举例中，假设X 、Y 、Z 三轴服务子程序的执行时间分别为100μs 、150μs 、120μs ，主程序执行时间（执行查询指令等）为80μs ，试估算不造成控制失误三轴所能达到的最高速度是多少？（速度以脉冲/s 计算） 答：27024. 某微机实时控制系统有1#、2#、3#三个外围设备。
由一个CPU 进行管理，已知各外围设备的最短响应时间和服务时间分别是：C1=5ms S1=300μs C2=8ms S2=1.3ms C3=1ms S3=400μs问若采用查询方式是否能可靠管理这三个外围设备？为什么？若不行的话，试提出改进方答：不行。
可采用中断嵌套的方式解决。
6. 计算机与外围设备交换信息有哪几种控制方式？它们各有什么优缺点》 答：见教材7. 某8086 最大模式系统中，需扩展8255A 、8253和DAC0832芯片各一片。
采用74LS138 译码器，若已指定给各芯片的地址范围是：8255A E0H 、E2H 、E4H 、E6H 、 8253 E1H 、E3H 、E5H 、E7H 、 DAC0832 F0H试设计接口扩展的译码电路（除74LS138 外, 可增加必要的其他逻辑电路芯片。
8某8088最大模式系统中，需扩展8255A 四片，指定各芯片的地址范围分别是90~93H 、94~97H 、98~9BH 、9C~9FH, 采用74LS 译码器，试设计接口地址译码电路。
解：9．模拟输入通道中为什么要加采样保持器？采样保持器的组成及要求是什么？ 答：为了保证A/D 转换精度，就要在A/D 转换之前加上采样保持电路，使得在A/D 转换期间保持输入模拟信号不变。
10要求：（1）将下图中CPU 换为89C51单片机，不改变地址线的连接方式，画出电路图； （2）确定8 个通道的端口地址；（3）编写程序，对第8 通道的模拟量进行转换，把转换结果存在30H 存储器中。
11.有4位AD 转换器，满刻度为5V ，现在输入4.15V 模拟电压，请说明逐次逼近转换原理。
并分析采用逐次逼近法逼近的转换过程。
解： 先通过置数逻辑电路将SAR 中最高位置1，其余全0，井DA 转换成模拟电压U0与输入模拟电压Ui 在电压比较器下进行比较，若Ui ≥U0,则保留最高位1，否则清除最高位为0；其次置次高位为1，延续上述过程，直至确定最低位的状态。
量化单位为q=5v/24=0.3125V 步骤 SAR U0 Ui,U0大小 该位去留8 4 2 11 1 0 0 0 2.5 保留2 1 1 0 0 3.75 保留3 1 1 1 0 4.375 去4 1 1 0 1 4.0625 保留 结果 1 1 0 1 偏差4.15-4.0625=0.0875图略。
12、什么叫做I/O 接口的独立编址方式？答：将存储器的地址空间和I/O 接口地址空间分开设置，互不影响。
13、在进行数据采集时为什么要满足采样定理？答：满足采样定理，就可以通过理想的低通滤波器，由采样信号 完全恢复出原始信号第三章 数字控制器的模拟化设计1. 数字控制器与模拟调节器相比较有什么优点？答：（1）数字调节器能实现复杂控制规律的控制（2）计算机具有分时控制能力，可实现多回路控制（3）数字调节器具有灵活性，使用简单方便，可改善调节品质，提高产品的产量和质量。
（4）除实现PID 数字控制外，还能实现监控、数据采集、数字显示等其他功能。
2. 为什么说增量型PID 控制器调节比位置型PID 调节效果更 好? 二者的区别是什么?答：(1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作影响小；(2)在i 时刻的输出ui ，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻，前两时刻的偏差ei-1，ei-2和前一次的输出值ui-1，这大大节约了内存和计算时间；(3)在进行手动-自动切换时，控制量冲击小，能够较平滑地过渡。
3. 按一定性能指标要求对某控制系统综合校正后求得其应加的串联-校正装置为 解： )()()(2s E s U as s =+即2()4()8()sU s sU s E s +=)()()(2s E s asU s U s =+化成微分方程)()()(22t e dtt du a dt t u d =+ D 0D 7 /RD /WR89C51P 0.6 P 0.7 P 0.5 P 0.4G 1 /G 2A/G 2B Y 7 C 74LS138≥1 ≥1EOC V CC V REF(+) D 0D 7 IN0ADC 0808IN10809 OE START ALE接8259A时钟 +5V……八路模拟电压输入数据总线D 0 D 7 /RD /WRCPU A 68088 A 7A 5 A 4 A 3G 1 /G 2A /G 2B Y 7 C≥1 ≥1EOC V CC V REF(+) D 0D 7IN0ADC 0808IN10809OESTART ALE接8259A时钟+5V……八路模拟电压输入数据总线Q222()()2(1)(2)d u t u k u k u k dt T --+-≈；()()(1)du t u k u k dt T--≈∴)()1()()2()1(2)(2k e T k u k u a T k u k u k u =--+-+--)(1)2(11)1(12)(2k e aTTk u aT k u aT aT k u ++-+--++=4．已知某连续控制器的传递函数为121()1T s D S T s+=+试用差分变换法（后向差分），求该装置的递推输出序列。
（设输入为()e t ，输出为()u t ）解：由121()()()1T sU s D S E s T s+==+ 得21(1)()(1)()T s U s T s E s +=+21()()()()U s T sU s E s T sE s +=+21()()()()du t de t u t T e t T dt dt +=+ 当tkT =21()()()()t kTt kTdu t de t u kT T e kT T dtdt==+=+近似为：21()(1)()(1)()()u k u k e k e k u k T e k T T T----+=+ 211222()(1)()(1)T T T Tu k u k e k e k T T T T T T +=-+--+++5. 已知某连续控制器的传递函数为2222)(nn n s s s D ωξωω++=试用双线性变换法求出相应的数字控制的脉冲传递函数 ，其中 。
s T 1=答：11112--+-=z z s2222)(nn n s s z D ωξωω++=整理得：212212)24(824)21()(-----+-++++=z z z z z D n n n n ξωξωωω6. 设被控对象传递函数为(T=1s)(1) 试用“二阶工程最佳”设计法确定模拟控制器Gc(s)。
(2) 将Gc(s)用双线性变换法离散化为数字控制器D(z)，并将其 转换为差分方程。
解：令 设： 其中：由：得：（2） 7. 已知某连续控制器的传递函数为sss D 085.017.01)(+=现用数字PID 算法来实现它，试分别写出其相应的位置型和增量型PID 算法输出表达式。
设采样周期s T 1= 。
PID 控制算法的模拟表达式为1()()[()()]tp DIde t u t K e t e t dt T T dt=++⎰位置型输出表达式为()()()[()(1)]kDp ppj IT Tu k K e k K e j K e k e k T T==++--∑增量型输出表达式为：()(1)()()(2)D D p pp p p I T T Tu k u k K K K e k K K e T T T=-+++-+而对模拟表达式()u t 求拉式变换得1()[1]()p D I u s K sT e s T s=++ ()1[1]()p p D p p D I I K u s K sT K K T s e s T s T s=++=++ )15.0)(140(100)(++=s s s G s1s2100,40,0.5k T T ===c I 1()s G s T sτ+=s1τ40T ==0c p Is21()()()(1)s G s G s T s T s kΦ==+Is2T K T ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩I s22100T kT ==2(1)c (1)1131.631.6()()()8080()0.3950.395z s T z i i i i z U z Dz G s z E z u u e e -=+---===-=+-085.017.0085.01085.017.01)(+=+=s s s s D ∴2=P K T I =0.17 T D =0其位置表达式为：∑=+=kj j e k e k u 0)(765.11)(2)(其增量表达式为：)1(2)(765.13)(--=∆k e k e k u8. 试述采样周期T 的选择原则 答：(1)必须满足香农采样定理的要求（2）从控制系统的随动和抗干扰的性能来看，则T 小些好。
干扰频率越高，则采样频率越高越好，以便实现快速跟随和快速抑制干扰。
（3）根据被控对象的特性，快速系统的T 应取小，反之，T 可取大些。
（4）根据执行机构的类型，当执行机构动作惯性大时，T 应取大些。
否则，执行机构来不及反映控制器输出值的变化。
（5）从计算机的工作量及每个调节回路的计算成本来看，T 应选大些。
（6）从计算机能精确执行控制算式来看，T 应选大些。
1、已知一被控对象的传递函数为)05.01)(1.01(10)(s s s s G c ++=设采用零阶保持器，采样周期T 为0.2s 。
试针对单位速度输入函数设计快速有波纹系统的 ，计算采样瞬间数字控制器和系统的输出响应并绘制图形。
2．在题1中，针对单位速度输入函数设计快速无波纹系统的 ，计算采样瞬间数字控制器和系统的输出响应并绘制图形。