计算机控制技术复习资料

计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？

答：

实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来时间作出反应的特性

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作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。

计算机控制系统中要考虑实时性主要由于以下两个因素：其一，根据工业生产过程出现的时间能够保持多长的时间；其二，改时间要求计算机在多长的时间以内必须做出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。

计算机控制系统有哪几种典型形式？

答：

1、操作指导控制系统

2、直接数字控制系统

3、监督控制系统

4、集散控制系统

5、现场总线控制系统

6、PLC+上位机系统

什么是工业控制机？它们有哪些特点？

答：

工业控制机是应用在国民经济发展和国防建设的各个领域，具有恶劣环境适应能力，能长期稳定工作的加固型计算机。

其特点有：

1、可靠性高

2、实时性好

3、环境适应性强

4、模块化设计，完善的I/O通道

5、系统扩充性好

6、系统开放性好

7、控制软件包功能强

计算机内部总线可分为几类？

答：

1、数据总线

2、地址总线

3、控制总线

4、电源线和地线

常见的工业控制计算机体系结构有哪几种？

答：

1、STD总线

2、ISA总线

3、PCI总线

4、PC/104总线

PCI总线的主要优点是什么？

答：

1、 高性能

2、 通用性好

3、 低成本

4、 使用方便

A/D 转换器的主要性能指标有哪些？

答：

1、 转换时间：指完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间

2、 分辨率：表示A/D 转换器输出数字量最低位变化所需输入模拟电压的变换量

3、 线性误差：在满量程输入范围内，偏离理想转换特性的最大误差

4、 量程：所能转换的输入电压范围

5、 对基准电源的要求

计算机与模拟量输入接口交换信息有哪几种控制方式？

答：

计算机与模拟量输入接口交换信息常用方式有：程序查询式、延时采样方式、中断方式和DMA 方式。

模拟量输入通道由哪几部分组成？

答：

模拟量输入通道一般由I/U 变换、多路转换器、程控放大器、采样/保持电路、A/D 转换器，接口及控制逻辑等组成。

隔离放大器有几种形式？各有何特点？

答：

1、 变压器耦合隔离放大器

2、 光耦合隔离放大器 一个8位的A/D 转换器，孔径时间为100微秒，如果要求转换误差在A/D 转换器的转换精度（0.4%）以内，求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？

答：

Hz f 36.6101010024.02

6=⨯⨯⨯⨯=-π 常用的数字滤波方式有哪几种？

答：

1、 程序判断法

2、 中位值滤波法

3、 算数平均滤波法

4、 递推平均滤波法

5、 加权递推平均滤波法

6、 一阶惯性滤波法

某热处理炉温度变化的范围是0~1350摄氏度，在某一时刻计算机采样并经过AD574（12位精度）转换后的数字量为45AH ，请问此刻炉内的温度为多少度？

答：

1.634)45(21350212

=⨯=A T 数字PID 控制为什么采用抗积分饱和？怎样防止积分饱和？

答：

当控制量达到饱和后，闭环控制系统相当于被断开，积分器输出可能达到非常大的数值。当误差最终被减小下来时，积分可能会变得相当大。以至于需要较长时间后，积分才能回到正常值。这种现象使控制量不能根据被控量的误差按控制算法进行调节，从而使控制品质变坏。其中最明显的结果是，系统超调增大，相应延迟。

积分饱和纸质常用的方法是积分分离PID控制算法和抗积分饱和算法。

说一下采样周期T的选择原则。

答：

1、采用周期应远小于被控对象的扰动信号的周期，作用于系统的扰动信号频率越

高，要求采用频率也要相应提高

2、采用周期应比被控对象的时间常数小的多，否则无法反映瞬变过程

3、考虑执行器的响应速度

4、对象所要求的调节品质

5、性能价格比

6、计算机所承担的工作量

多变量控制器系统解耦的条件是什么？

答：

多变量控制器系统解耦的条件是：系统的闭环传递函数为对角线矩阵。

外部干扰信号的来源可分为哪几种？

答：

工业控制计算机系统的外部干扰可分为三类：电源干扰、空间干扰、设备干扰

干扰信号进入到计算机控制系统的主要耦合方式有哪几种？

答：

1、静电耦合方式

2、电磁耦合方式

3、共阻抗耦合方式

4、电磁场辐射耦合方式

简述空间抗干扰措施。

答：

1、空间隔离：使敏感设备或信号线远离干扰源

2、屏蔽：对敏感电路加屏蔽盒或对信号加屏蔽层

3、电气布线：合理地选择信号线，并在施工中正确地敷设信号线来抑制干扰

过程通道的干扰是如何产生的？如何对他们进行抑制？

答：强烈的干扰往往沿着过程通道进入计算机，其主要原因是过程通道与计算机之间存在公共地线，分为串模干扰和共模干扰两类

对串模干扰采取的措施：

1、采用输入滤波器

2、进行电磁屏蔽和良好的接地

3、选择合适的A/D转换器

4、使用电流源信号

对共模干扰采取的措施：

1、采用差分式放大器作为信号前置放大

2、采用隔离技术将地电位隔开

3、利用浮地屏蔽

什么是系统的可靠性，提高计算机控制系统的可靠性有哪些途径？