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题含部份答案资料讲解
精品文档一. 填空题：1、计算机控制系统的工作过程为：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
2、计算机控制系统硬件由工业控制机、计算机、过程输入输出通道和生产过程组成。
、选D/转换器时应着重考虑的是精、接地技术中接地方式有工作接地、保护接等两种、计算机控制系统按总体结构来分有开环控制系统、闭环控制系两大、计算机控制系统是指采用数字计算机和其他自动化设的自动控制系统、计算机控制系统软件控制部被控对组成、计算机控制系统输输出通道分为四类，分别模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通数字量输出通、过程通道中存在的干扰有串模干扰、共模干1、局域网常见的网络拓朴结构有星环、总线等1、计算机控制系统是指利计算来实生产过自动控制的系统1、衡量一D/转换器性能的主要参数有分辨率、转换时间、精度、线性1、数据处理的内容有线性化处标度变1、闭环负反馈控制的基本特征是测量偏差、纠正偏1、一阶惯性环节的主要特点是当输入量突然变化时，输出量不能突变，而是指数规变化1、静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精越1、离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统的结构和参数有关，还与统采样周有关2、若已知闭环系统的自然频率为，经验上，采样频率应12、通常把叠加在测量信号上的干扰信号称串模干精品文档．精品文档22、为使得传感器特性与A/D变换的特性相匹配，通常在传感器和A/D变换器之间加入调理电路。
23、计算机控制系统中常用的控制器有可编程控制器、工控机、DSP、智能调节器等。
2、计算机控制系统中，被测信号单端对地输双端不对地输两种方式2、信号接地方式应采单点接方式，而不采多点接方式2、模拟输出通道的结构形式主要取决输出保持的构成方式2“，否，用模糊关系表示为 (Cˉ(2、采用双绞线作信号引线的目减少电磁感应，并使各个小环路的感应电势相呈反向抵2、实时的概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一实时系但一实时系必定是一个在线系统3、数字量输出通道主要输出锁存器、输出驱动电、输出口译码电路等组成3、计算机控制系统CP抗干扰措施常采看门狗、电源监控（掉电检测及护、复等方法3、计算控制系统的发展趋势：控制系统网络化、扁平化、智能化、综合3、调节器的比例度越大，则放大倍越，调节作用越，余差越3、二线制传输方式是两根导同时传输变送器所需电和变送器输出信；热电阻温变与热电阻的连接根导线二、简答题、计算机控制系统有哪几种典型类型操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现总线控制系统PLC上位机系、计算机控制系统中抗共模干扰的措施有哪些采用差分放大器作信号前置放大、采用隔离技术将地电位隔开、利用浮地屏、计算机控制系统的设计步骤可划分为四个阶段生产工艺和现场环境调研、硬件总体方案设计、软件总体方案设计、系统总体精品文档．精品文档4、采样定理的基本内容是什么？对频带受限的信号，当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时，可以从采样值完全恢复原始的信号5、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法？所谓数字滤波，就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理，以便减少干扰在有用信号中的比重，提高信号的真实性。
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
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。
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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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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 36.6101010024.026=⨯⨯⨯⨯=-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？答：可靠性指机器、零件或系统，在规定的工作条件下，在规定的时间内具有正常工作性能的能力。
狭义的可靠性指一次性使用的机器、零件或系统的使用寿命。
提高系统可靠性的途径：1、采用可靠性设计的准则2、采用冗余结构设计3、采用不易发生故障的硬件设计4、在软件方面采用分散结构设计5、软件容错技术6、指令冗余7、信息冗余8、标准化编程方式常用的抗干扰线缆有哪些？答：双绞线、屏蔽电缆、同轴电缆。
工业企业网络的层级结构是如何划分的？答：按网络层次结构，一般可将企业的网络系统划分为三层：以底层控制网为基础，中间为企业内部网，并通过它向连接外部的互联网，形成Internet-Intranet-Infranet的网络结构。
工业控制网络和IT计算机网络的主要区别是什么？答：1、控制网络的实时性2、网络结构线状化3、工业环境使用场合4、控制网络的技术特点现场总线的定义是什么？答：国际电工学会IEC61158标准对现场总线的定义是：现场总线是一种用于底层工业控制和测量设备之间连接的数字式、串行、多点通信的数据总线。
简述现场总线的技术特点？答：实时性、互操作性、互换性、开放性、现场设备的智能化与功能自治性、经济型、安全性和可靠性。
现场总线技术的使用带来了哪些好处？答：1、提高系统的可维护性和可控性2、节省硬件数量与投资3、用户具有高度的系统集成主动权4、提高了系统的准确性和可靠性DCS的核心是什么：答：DDC的数字技术和单元式组合仪表的分布式体系结构是DCS的核心。
DCS的现场控制站一般应具有哪些功能？答：现场控制站是DCS的核心，系统主要的控制功能由它来完成。
现场控制站的硬件一般采用专门的工业级计算机系统，主要负责与现场I/O设备的通信。
现场控制站软件的主要功能是完成对现场的直接控制，包括回路控制、逻辑控制、顺序控制和混合控制等多种类型的控制。
组态软件有什么特点？答：组态软件是使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动化控制系统监控功能的软件平台工具，它不仅可以解决人机图形界面问题，而且能支持各种工控设备和常见的通信协议，提供分布式数据管理和网络功能，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。
组态软件的基本构成是什么？它的数据处理流程是什么？答：组态软件是由系统开发环境和系统运行环境两大部分组成组态软件通过I/O驱动程序从I/O设备获得实时数据，对数据进行必要的加工。
一方面以图形方式直观的显示在计算机屏幕上，另一方面按照组态要求和操作人员的指令将控制数据送给I/O设备，对执行机构实施控制。
将需存储信息存储到历史数据库。
当发生报警时及时报警，并记录报警的历史信息。
简述计算机控制系统设计的原则和一般步骤。
答：设计原则：1、满足工艺要求2、安全可靠3、操作、维护与维修方便4、实时性强5、通用性好6、经济效益高一般步骤：1生产工艺和现场环境调研2硬件总体方案设计3软件总体方案设计4系统总体方案等简述计算机控制的总体方案设计的主要内容。
答：1、系统主要功能、技术指标、原理性方框图及说明文字。
2、控制策略与算法。
3、系统的硬件结构与配置，主要的软件功能、结构、平台及实现框图。
4、方案的比较与选择。
5、抗干扰措施与可靠性设计。
6、机柜与机箱的结构与外形设计。
7、经费和进度计划的安排。
8、对现场条件的要求等。
CIM和CIMD的内涵与定义是什么？答：CIM：将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期的各个阶段，通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行，达到人、经营和技术三要素的集成，以加强企业新产品开发的时间、质量、成本、服务、环境，从而提高企业的市场应变能力和竞争力。
CIMD：是基于CIM哲理而组成的系统，却确切地说，它是根据CIM哲理，采用集成方法和相关技术具体实现的系统。
流程工业有什么特点？为什么要向CIMS方向发展？答：流程工业的大规模、高产量、高能耗、易燃、易爆和重污染以及生产过程的不确定性，使得流程工业的生产监控与管理极为复杂，而市场防线的国际化和用户需求的群体化也对流程工业的经营与决策提出了更高的要求。
因此，流程型企业实施CIMS是全面提高企业综合竞争力的需要，也是企业未来发展的需要。
此外，在现代工业体系中，流程工业是举足轻重的组成部分。
就这一意义而言，在流程工业中推广、应用CIMS也有可能获得更为显著的经济效益和管理效益。
流程工业CIMS的总体架构如何构成？答：该结构自上而下分为控制层、监控层、调度层、管理层和决策层。