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计算机控制技术复习资料

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计算机控制技术复习资料

一、填空题

1.计算机处理的事件一般分为两类,即定时事件和随机事件。

ω必须满

2.要想从采样信号*()

x t中不失真地恢复连续信号()

x t,采样角频率

s

足。

3.主机判断A/D转换结束的方法有三种:方式、方式和

方式。

4.所谓中值滤波是对某一参数连续采样n 次(一般n 取奇数),然后把n 次

的采样值从小到大或从大到小排队,再取中间值作为本次采样值。

5.在程序判断滤波方法中,一定要按照实际情况来确定△Y,通常可根据经验

数据获得,必要时,也可由实验得出。否则非但达不到滤波效果,反而会降低控制品质。

6.A/D转换器与单片机的硬件接口有三种方式,分别为查询方式、延时方

式和中断方式。

7.干扰窜入计算机控制系统的主要途径有空间感应、过程通道窜入的干扰、电

源系统窜入的干扰、地电位波动窜入的干扰、反射波干扰。

干扰窜入单片机系统主要途径示意图

8.自动控制系统有闭环控制系统和开环控制系统两种结构。

9.计算机控制系统由计算机(工业控制计算机)和生产过程两大部分组成。

10.计算机控制系统输入通道分为和;输出通道分为

和。

11.计算机控制系统的软件通常由系统软件和应用软件组成。

12.计算机控制系统设计的首要原则是安全可靠。

13.计算机控制系统的软件一般应具有实时性、针对性、灵活性和通用性和

可靠性等特征。

14.计算机控制系统的软件主要分为两大类,即系统软件软件和应用软件软

件。

15.在计算机控制系统中,对于承担网络控制、信息处理、管理的计算机,应采用双

机备用系统,其工作方式有四种,即:备份工作方式、主从工作方式、双工工作方式和分级分布式控制方式。

二、选择题

1.计算机控制系统的“实时性”是指计算机控制系统应该在时间内对

外来事件作出反应的特性。

A.限定的B.固定的

C.零D.随意的

2.关于现场总线控制系统,下面说法中不正确的是。

A. 只有同一家的FCS产品才能组成系统

B. FCS具有“互操作性”

C. 采用全数字化信息传输

3.D. 可以和任何厂商生产的同一标准的系统、设备相连,进行信号传递和通信

4.闭环控制系统是指。

A.控制量只与控制算法和给定值有关

B.系统的输出量经反馈环节回到输入端,对控制产生影响

C.不能自动消除被控参数与给定值之间的误差的系统

D.系统中各个生产环节简单的首尾相接而形成的一个系统

5.CD4051的INH接低电平时,若C、B、A端依次接110B,则被选通的通道

是。

A. IN/OUT6通道

B. IN/OUT3通道

C. IN/OUT5通道D.无通道选中

6.下列器件中作为可变增益放大器的是。

A. RCV420

B. CD4051

C. PGA202

D. LF398

7.采用ADC0809构成模拟量输人通道,ADC0809在其中所起的作用是 B 。

A.多路开关B.模拟量到数字量的转换和多路开关

C.采样保持器D.数字量到模拟量的转换和采样保持器

8.下列计算机控制系统中,属于单闭环控制系统的是。

A.操作指导控制系统B.直接数字控制系统

C.监督计算机控制系统D.现场总线控制系统

9.计算机监督控制系统中,SCC计算机的作用是。

A.SCC计算机与控制无关

B.接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机

C.按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机

D.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作

10. 在计算机控制系统中,采集到的信号中常常掺杂有干扰信号,来提高信

号的真实性。

A.只需通过数字滤波程序B.可以通过数字滤波程序或模拟滤波电路

C.只需RC滤波电路D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路

11.能有效地克服因偶然因素引起的波动干扰的是。

A.算术平均值滤波B.中值滤波

C.滑动平均值滤波D.加权平均值滤波

12.下面关于标度变换的说法正确的是。

A.标度变换就是把模拟量转换成十进制工程量

B.标度变换就是把模拟量转换成数字量

C.标度变换就是把数字量转换成与工程量相关的模拟量

D.标度变换就是把数字量转换成人们所熟悉的十进制工程量

13.若D/A转换器的位数多于处理器的位数时,则D/A转换器必须采用。A.直通方式B.单缓冲方式C.双缓冲方式D.单极性输出方式

高于8位的D/A转换器与微机接口时,若D/A转换器输入数字量的位数小于微机的

数据线位数,则可以采用双缓冲方式、单缓冲方式或直通方式,但若大于微机的数据线位数时,则必须采用双缓冲方式。

三、简答题

1.简述STD总线的特点。

答:STD总线在工业控制中广泛采用,是因为它有以下特点:

(1)小板结构,高度模块化。

(2)严格的标准化,广泛的兼容性。

(3)面向I/O的开放式设计,适合工业控制应用。

(4)高可靠性。

2.现场总线控制系统与传统的分布式控制系统相比,具有哪些特点?

答:现场总线控制系统与传统的分布式控制系统相比,具有以下特点:(1)全数字化

无论是现场底层的传感器、执行器、控制器之间的信号传输,还是与上层工作站之间的信息交换,系统全部采用数字信号。

(2)开放性

开放是指系统对某种标准的一致、公开和对该标准的共同遵守程度。现场总线是开放的,从总线的标准、产品检验到信息发布都是公开的,面向所有的产品制造商和用户。因此,它可以和任何厂商生产的同一标准的系统、设备相连,进行信号传递和通讯,用户可以共享网络资源。

(3)智能化

由于现场总线设备具有内置高性能的微处理器,因此它具有测量、变送、信号调理、运算、控制、通讯等功能,是一种底层智能设备,可完成自动控制系统的各种功能,且具有逻辑判断能力。

(4)互操作性

不同厂商生产的设备,只要其遵守的是一个协议标准,则可以相互操作,打破了传统的DCS产品互不兼容的缺点,方便了用户。

(5)风险分散性

现场总线是一种全新的分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了集中式计算机控制系统和现有的DCS集中、分散相结合的集散控制系统的体系结构,减轻了主计算机的负担和风险,现场单元具有更高的智能特性,因此,简化了结构,提高

了可靠性。

(6)环境适应性强

现场总线对现场环境的适应性优于其他系统。它工作在生产现场前端,作为工厂网络底层的现场总线,是专为现场环境而设计的,可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等传输介质,具有较强的抗干扰能力,能采用两线制实现供电与通信,可满足安全防暴要求等。

3.模拟量输入通道由哪些部分组成?各部分的作用是什么?

(1)答:模拟量输入通道一般由信号调理(信号预处理)电路、多路转换器、前置放大器、采样保持器、模/数转换器和接口逻辑电路等组成,其核心是模/数转换器。

4.为什么光电耦合器具有很强的抗干扰能力?

光电耦合器结构

答:采用光电耦合器可以切断主机与过程通道以及其他主机部分电路的电联系,能有效地防止干扰从过程通道串入主机,光电耦合器能够抑制干扰信号,主要是因为它具有以下几个特点:

(1)以光为媒介传输信号的,其输入和输出在电气上是隔离的。

(2)光电耦合部分是在一个密封的管壳内进行的,因而不会受到外界光的干扰。(3)光电耦合器的输入阻抗很低,而干扰源内阻一般都很大, 传送到光电耦合器输入端的干扰电压就变得很小了。

(4)一般干扰噪声源的内阻很大,可供出的能量很小,只能形成很微弱的电流。由于没有足够的能量,也不能使二极管发光,显然,干扰就被抑制掉了。

(5)输入回路与输出回路之间分布电容极小,而且绝缘电阻很大,因此,在回路中,一端的干扰很难通过光电耦合器馈送到另一端去。

5.在确定计算机控制系统的总体方案时需要考虑哪些问题?

◆选择控制系统的结构和类型

◆选择检测元件

◆选择执行机构

◆选择输入/输出通道及外围设备

◆可靠性设计

◆分配硬件和软件的功能

6.在程序判断滤波方法中,△Y如何确定?其值越大越好吗?

一定要按照实际情况来确定△Y,通常可根据经验数据获得,必要时,也可由实验得出。否则非但达不到滤波效果,反而会降低控制品质。

7.采样保持器有什么作用?试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响。

采样保持器的作用:A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。在进行A/D转换时间内,希望输入信号不再变化,以免造成转换误差。这样,就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器。

保持电容对数据采集系统采样保持的精度有很大影响。保持电容值小,则采样状态时充电时间常数小,即保持电容充电快,输出对输入信号的跟随特性好,但在保持状态时放电时间常数也小,即保持电容放电快,故保持性能差;反之,保持电容值大,保持性能好,但跟随特性差。

8.常用的数字滤波方法有几种?说出它们各自的适用场合。

答:主要数字滤波方法:算术平均值法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法。各种滤波方法的适用场合:

平均值滤波适用于周期性干扰;

加权平均递推滤波适用于纯滞后较大的过程;

中值滤波和程序判断滤波适用于偶然出现的脉冲干扰;

惯性滤波适用于高频及低频干扰。

补充:

程序判断滤波:当采样信号由于随机干扰,如大功率用电设备的启动或停止,造成电流的尖峰干扰或误检测,以及变送器不稳定而引起的严重失真等,使得采样数据偏离实际值太远,可采用程序判断滤波。

算术平均值滤波:主要用于对压力、流量等周期脉动的采样值进行平滑加工,但对偶然出现的脉冲性干扰的平滑作用尚不理想,因而它不适用于脉冲性干扰比较严重的场合。另外该滤波方法比较浪费RAM。

中值滤波:对于去掉由于偶然因素引起的波动或采样器不稳定而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效。若变量变化比较缓慢,采用中值滤波效果比较好,但对快速

变化过程的参数(如流量),则不宜采用。一般n取3~5次。

加权平均值滤波:这种滤波方法可以根据需要突出信号的某一部分,抑制信号的另一部分。适用于纯滞后较大的被控对象。

9.嵌人式系统具有哪些特点?

答:嵌入式控制系统是计算机技术、控制技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数据传输技术,甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。因此往往是技术密集、投资强度大、高度分散、不断创新的知识密集型系统,反映当代最新技术的先进水平。嵌入式系统不仅与一般的PC机上的应用系统不同,就是针对不同的具体应用而设计的嵌入式系统之间差别也很大。

嵌入式控制系统是面向特定应用而设计的、对功能、可靠性、成本、体积、功耗等进行严格要求的专用计算机控制系统,具有软件代码小,高度自动化,响应速度快等特点,特别适合于要求实时的和多任务的体系。在兼容性方面要求不高,但是在大小,成本方面限制较多。为了使用方便,有些厂家将不同的典型配置做成系列模块,用户可以根据需要选购适当的模块,组成各种常用的应用系统。嵌入式控制系统制作成本高,但系统开发投入低,应用灵活。

嵌入式控制系统具有以下几个特点:

(1)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

(2)嵌入式系统通常是面向用户、面向产品、面向特定应用的。通常,嵌入式系统CPU都具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于整个系统设计趋于小型化。在对嵌入式系统的硬件和软件进行设计时必须重视效率,去除冗余,针对用户的具体需求,对系统进行合理配置,才能达到理想性能。

(3)嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升级换代也是和具体产品同步进行的。因此嵌入式系统产品一旦进入市场,就具有较长的生命周期。

(4)为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中,而不是存贮于磁盘等载体中。由于嵌入式系统的运算速度和存储容量仍然存在一定程度的限制,另外,由于大部分嵌入式系统必须具有较高

的实时性,因此对程序的质量,特别是可靠性,有着较高的要求。

(5)嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后,用户如果需要修改其中的程序功能,也必须借助于一套开发工具和环境。

(6)通用计算机的开发人员通常是计算机科学或者计算机工程方面的专业人士,而嵌入式系统开发人员却往往是各个应用领域中的专家,这就要求嵌入式系统所支持的开发工具易学、易用、可靠、高效。

10.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。

1.实时、在线方式和离线方式的含义是什么?

答:(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。

11.什么是过程通道?过程通道有哪些分类?

答: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。

按信息传递的方向来分,过程通道可分为输入过程通道和输出过程通道;按所传递和交换的信息来分,过程通道又可分为数字量过程通道和模拟量过程通道。

12.简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。

光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成,如图所示。输入电流流过二极管时使其发光,照射到光敏三极管上使其导通,完成信号的光电耦合传送,它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。

光电耦合器电路图

13.在数据采样系统中,是不是所有的输入通道都需要加采样保持器?为什么?

不是,对于输入信号变化很慢,如温度信号;或者A/D转换时间较快,使得在A/D转换期间输入信号变化很小,在允许的A/D转换精度内,就不必再选用采样保持器。

14.A/D转换器的结束信号有什么作用?根据该信号在I/O控制中的连接方式,A/D

转换有几种控制方式?它们在接口电路和程序设计上有什么特点?

A/D转换器的结束信号的作用是用以判断本次AD转换是否完成。

常见的A/D转换有以下几种控制方式,各自特点如下

?延时等待法:EOC可不和I/O口连接,程序设计时,延时大于ADC转换时间后,取数据。

?保持等待法:EOC与READY相连,EOC无效时,自动插入等待状态。直至EOC 有效时,取数据。

?查询法: EOC可以和任意I/O口连接,程序设计时,反复判断EOC是否有效,直至EOC有效时,取数据。

?中断响应法: EOC与外部中断相连,AD转换结束后,发中断申请,在中断服务程序中取数据。

15.常用的数字滤波方法有几种?它们各自有什么特点?

常用的数字滤波方法有7种。

(1)程序判断滤波法:是根据生产经验,确定出相邻两次采样信号之间可能出现得最大偏差。

(2)中值滤波法:它对于去掉偶然因素引起的波动或采样器不稳定而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效。

(3)算术平均值滤波法:它适用于一般的具有随机干扰信号的滤波。它特别适合于

信号本身在某一数值范围附近作上下波动的情况。

(4)加权平均值滤波:可以提高滤波效果

(5)滑动平均值滤波法:采样时间短,可以提高检测速度

(6)惯性滤波法:适用于慢速随机变量的滤波

(7)复合数字滤波:比单纯的平均值滤波的效果要好

16.根据总线传送信号的形式,总线又可分为两种。

(1)并行总线

如果用若干根信号线同时传递信号,就构成了并行总线。并行总线的特点是能以简单的硬件来运行高速的数据传输和处理。

(2)串行总线

串行总线是按照信息逐位的顺序传送信号。其特点是可以用几根信号线在远距离范围内传递数据或信息,主要用于数据通信。

17.模拟量输入/输出通道由那些单元组成?(8分)

答:模拟量输入通道一般由I/V变换(1分)、多路转换器(1分)、采样保持器(1分)、A/D转换器

(1分)、接口及控制逻辑(1分)等组成;

模拟量输出通道一般由接口电路(1分)、D/A转换器(1分)、V/I变换(1分)等组成。

18.什么叫总线?计算机总线可以分为哪些类型?

计算机总线结构示意图

答:总线的定义:

总线就是一组信号线的集合,它定义了各引线的信号、电气和机械特性,使计算机系统内部

的各部件之间以及外部的各系统之间建立信号联系,进行数据传递和通信。(3分)

按照总线内部信息传输的性质,总线可分为

1)数据总线

2)地址总线

3)控制总线

4)电源总线

按照总线在系统结构中的层次位置,总线可分为

1)片内总线

2)内部总线

3)外部总线

根据总线的数据传输方式,总线可分为

1)并行总线

2)串行总线

19.简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。

答:(1) 连续信号

(2) 模拟信号

(3) 离散信号

(4) 采样信号

(5) 数字信号

20.IPC(工控机)具有哪些特点?

答:1)可靠性高和可维修性好;

2)环境适应性强;

3)控制的实时性好;

4)通用性和扩展性好;

5)丰富的软件;

6)适当的计算机精度和运算速度。

四、分析说明题

说明图2所示直流伺服电动机进行位置控制的工作原理。

图2直流伺服电动机进行位置控制系统框图

答:图2是使用直流伺服电动机进行速度和位置控制的实例。从计算机输出端口给计数器输出一个转轴位置的目标值,使直流伺服电动机旋转,再把转轴编码器产生的电脉冲反馈给减法计数器,于是每来一个脉冲,计数器就从目标值减去1,直至计数器的内容为0,伺服电动机转到目标位置而停止旋转。

计算机输出端口输出一个转轴位置的目标值;(2分)

减法计数器的功能是计数;(2分)

测速发电机的功能是将机械转速转换为电信号(模拟信号);(2分)

转轴编码器的功能是将轴转角转换成数字信号(电脉冲);(2分)

D/A转换器的功能是将数字信号转换成模拟信号;(2分)

伺服放大器的功能是将模拟信号进行放大;(2分)

直流伺服电动机的功能是将输入的电信号转变为机械信号(转速或转角);(2分)五、计算题

已知某加热炉温度测量仪表的量程为200 ~ 800℃,在某一时刻计算机经检测、A/D 转换、数字滤波后得到的数字量为CDH,求此时的温度值是多少?(设该仪表的量程是线性的,采用8位的A/D转换器)

计算机控制技术_复习题

计算机控制技术复习 1.典型的工业生产过程分为哪几种? 答:典型的工业过程分为3种:连续过程,离散过程和批量过程. 2.计算机控制系统的工作步骤分为哪几步? 答:计算机的工作步骤分为3步:实时数据采集,实时数据决策和实时数据处理. 3.计算机控制技术的工作方式有哪几种? 答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式. 4.为什么要强调计算机控制中的实时性? 答:所谓实时性,就是指信号的输入,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,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性. 5.常用的计算机控制系统主机有哪几种? 答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器. 6.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,它包括哪两个组成部分。 包括硬件和软件。 7.计算机控制系统是由哪几部分组成的?各部分的作用是什么? 主要由硬件和软件两部分组成,硬件包括:主机及操作台、通用外设I/O接口与通道、信号的检测及变送、执行机构、被控对象组成;软件包括:系统软件、应用软件。 8.计算机控制系统中集散控制系统的体系结构分为哪几部分? 答:计算机控制系统中集散控制系统(DCS)的体系结构分为分散过程控制级,集中操作监控级,综合信息管理级三部分. 9、计算机控制系统有哪四种形式的信号?各有什么特点? (1)连续模拟信号:时间和信号的幅值都是连续的。 (2)阶梯模拟信号:时间是连续的,信号的幅值是阶梯形的。 (3)采样信号:时间是离散的,信号的幅值是连续的脉冲信号。 (4)数字信号:信号的时间以及幅值都是离散的,且幅值经过了量化处理。 10.现场总线控制系统的结构模式分为哪几部分? 答:现场总线控制系统(FCS)的结构模式为操作站---现场总线智能仪表两层结构.(DCS为操作站-控制站-现场仪表三层结构模式) 11、什么叫输入/输出通道?它是由哪些部分组成的? 在微型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称为输入输出通道。 输入输出通道的组成: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组成。 12计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是什么? 按照一定的数学模型计算给定值,并提供给DDC计算机 13.什么是计算机的总线? 答:所谓总线,就是计算机各模块之间互联和传送信息(指令,地址和数据)的一组信号线.分为内部总线和外部总线. 14.计算机的外部总线有哪几种? 答:计算机的外部总线有RS-232C,RS-485,IEEE-488,USB等等. 15.RS-232C串行通信总线采用什么传输方式?为什么RS-232C的传输距离不远? 答:RS-232C串行通信总线采用的是不平衡传输方式.由于发送器和接收器之间有公共

计算机控制技术复习题

第1章 绪论 1.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)实时决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按预定的控制规律,决定将 要采取的控制策略。 (3)实时控制: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。 2 . 计算机控制系统是由哪几部分组成?画出方块图并说明各部分的作用。 答:(1)计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 (2)方块图如下图1.1所示: 工业计算机 PIO 设备 生产过程 图1.1 计算机控制系统的组成框图 作用:①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件 包括操作系统、引导程序、调度执行程序,它是支持软件及各种应用软件的最基 础的运行平台;支持软件用于开发应用软件;应用软件是控制和管理程序; ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 3. 计算机控制系统的实时性、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? (1)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事件 做出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方 式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联 系并作相应操作的方式。 (2)实时性一般要求计算机具有多任务处理能力,以便将测控任务分解成若干并 行执行的多个任务,加快程序执行速度;在一定的周期时间对所有事件进行巡查 扫描的同时,可以随时响应事件的中断请求。 CPU/MEM 人-机接口 内部总线 系统支持版 磁盘适合 器 数字量输出(DO )通道 数字量输入(DI )通道 模拟量输出(AO )通道 模拟量输入(AI )通道 电气开关 电气开关 执行机构 测量变送 被控对象

计算机控制技术(第二版)课后习题答案(王建华主编)

计算机控制技术课后习题答案 第一章绪论 1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:P2 (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)实时决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按预定的控制规律,决定将 要采取的控制策略。 (3)实时控制: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。 2 .计算机控制系统是由哪几部分组成?画出方块图并说明各部分的作用。P3 答:(1)计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 (2)方块图如下图1.1所示: 图1.1 计算机控制系统的组成框图 作用:①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件 包括操作系统、引导程序、调度执行程序,它是支持软件及各种应用软件的最基 础的运行平台;支持软件用于开发应用软件;应用软件是控制和管理程序; ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 3. 计算机控制系统的实时性、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?P2 (1)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事件做 出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联系并 作相应操作的方式。 (2)在计算机控制系统中要考虑实时性,因为根据工业生产过程出现的事件能够保 持多长的时间;该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应,否则,将对

计算机控制技术考试卷B卷

专业: 年级: 学区: 姓名: 学号: 考试日期: 装 订 线 计算机控制技术 试卷B 题 号 一 二 三 四 五 总 分 评卷人 复核人 分数 一、填空题(每空2分,共10空,总共 20 分)。 1.常用的AD 转换方法有: 计数法 、 双积分法 , 逐次逼近法 。 2. 常用的AD 转换的启动信号有 脉冲方式 和 电平方式 方式。 3. 8051单片机IO 接口编码方式为 统一编址 ,INTEL8088的IO 编码方式为 独立编址。 4. I/O 通道的干扰类型包括: 串模干扰 和 共模干扰 。 5. 大林算法的设计原则是 以大林算法为模型的数字控制器,使闭环系统的特性为时间滞后的一阶惯性环节,且滞后时间与被控对象的滞后时间相同 。 二、选择题(每小题 2 分,共10题,总共20 分)。 1.防止抖动是能否正确读取键值的必要环节,实现方法是( A )。 A .可以用硬件电路或软件程序实现 B .只能用滤波电路或双稳态电路实现 C .只能用软件程序实现 D .只能用延时程序实现 2. LCD 显示的关键技术是解决驱动问题,正确的作法是( D )。 A .采用固定的交流电压驱动 B .采用直流电压驱动 C .采用交变电压驱动 D .采用固定的交变电压驱动 3. 小功率直流电机控制控制系统中,正确的作法是( B ) A .改变定子上的通电极性,以便改变电机的转向 B .改变转子上的通电极性,以便改变电机的转向 C .在定子上通以交流电,电机可周期性变换转向 D .在转子上通以交流电,电机可周期性变换转向 4.在实际应用中,PID 调节可根据实际情况调整结构,但不能( D )。 A .采用增量型PID 调节 B .采用带死区的PID 调节 C .采用PI 调节 D .采用I D 调节 5. 若用4位共阳极LED 和74LS04构成光报警系统,使最高位发光其余位不发光的报警模型是( A )。 A .1000 B B .0001B C .1111B D .0000B 6. 关于ADC0809中EOC 信号的描述,不正确的说法是( D )。 A. EOC 呈高电平,说明转换已经结束 B. EOC 呈高电平,可以向CPU 申请中断 C. EOC 呈高电平,表明数据输出锁存器已被选通 D. EOC 呈低电平,处于转换过程中 7. 采样/保持器的逻辑端接+5V ,输入端从2.3V 变至2.6V,输出端为( A )。 A .从2.3V 变至2.6V B .从2.3V 变至2.45V 并维持不变 C .维持在2.3V D .快速升至2.6V 并维持不变 8. 计算机监督系统(SCC )中,SCC 计算机的作用是( B ) A .接收测量值和管理命令并提供给DDC 计算机 B .按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC 计算机 C .当DDC 计算机出现故障时,SCC 计算机也无法工作 D .SCC 计算机与控制无关

计算机控制技术题目含复习资料

《计算机控制技术》复习资料 一、填空题 1、计算机控制是自动控制发展中的(高级)阶段,是自动控制的(重要分支)。 2、计算机在信息处理、(逻辑分析)、决策判断、(输入输出)管理等各个方面显示出 突出的优点。 3、计算机控制系统利用计算机的(硬件)和(软件)代替自动控制系统的控制器。 4、自动控制是指在(没有人)直接参与的前提下,应用(控制装置)自动地、有目 的地控制或操纵机器设备或生产过程,使他们具备相应的功能。 5、在控制系统中如果给定值是(恒定不变)的,则此系统称为(定值)控制系统。 6、若系统控制(变量)的变化规律为已知函数,并被事先确定,则此类控制为(程序) 控制系统。 7、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号,给定信号(决定) 着系统输出量的变化;而扰动则(破坏)给定信号对系统输出量的控制。 8、计算机控制过程是在(外部)作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个 (平衡或稳定)状态的过程,称为瞬态过程或系统响应。 9、自动控制的瞬态过程有两种典型形式,一种是(收敛)的,对应的系统运行是稳 定的;另一种是(发散)的,对应的系统是不稳定的。 10、在计算机控制系统中为了达到控制目标,可以采用(模拟)化设计方法和(离散) 化设计方法来设计控制器。 11、工业控制计算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。 12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为:(数据)总线、( 地址)总线、控制总线、电源总线。 13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他(智能)设备之间进行( 通信)的连线。 14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗(电磁)干扰、防震、防潮、( 耐高温)等性能。 15、可编程序控制器是(继电器)逻辑控制系统与( 微型)计算机技术相结合的产物。 16、大多数PLC采用继电控制形式的(梯形图)编程方式,继承了传统(控制)线路的 清晰直观容易掌握。 17、整体式的(PLC)把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成)在一个小箱体内构成一台完整的PLC。 18、开关量的逻辑控制是PLC最(基本)的应用领域,可用于单机控制,也可用于( 多级)群控。 19、PLC通过A/D和D/A转换(模块),从而实现对温度、压力、流量等参数的( 闭环)控制。 20、鲁棒控制是在设计中设法使系统对模型的变化(不敏感),在模型误差( 扰动)下

计算机控制技术考试题及答案

计算机控制技术考试题及答案 西北工业大学考试题(A 卷) (考试时间120分钟) 学院: 专业: 姓名: 学号: 一. 填空题(共30分,每空1.5分) 1. 采样,是指按一定的时间间隔T 对时间连续的模拟信号)(t X 取值,得到) (t X *或),2,1,0,1,)(( -=n nT X 的过程。 P12 2. D/A 转换器的基本结构由电阻网络、基准电源、模拟切换开关和运算放大器所组成。 P21 3. 计算机控制系统中的I/O 接口用作主机与外部设备的连接界面。 P39 4. RS-232C 又称为通用串行通信接口,它是美国电子工业协会颁布的串行总线标准。P63 5. 大部分过程控制的目的之一就是抑制作用于过程的各种扰动,以维持过程输出为恒定值。P104 6. 中值滤波法是指在kT 采样时刻,按小采样周期1T 连续进行奇数次采样。P137 7. 基于观测状态反馈的伺服系统极点配置设计方法的设计参数,一是采样周期T 的选择,二是配置系统的极点参数。 P177 8. 伺服系统,指的就是系统输出必须准确跟随指令信号的控制系统。P199 9. DMC 算法的计算机实现,是由初始化程序和主程序两部分组成。P232 10. 啤酒发酵是一个复杂的微生物代谢过程,啤酒发酵罐内的发酵温度始终 是决定啤酒质量的关键所在。P267 二. 判断题(共10分,每题1分) 1. 对同一个FSR 的值,A/D 转换器的位数越多,q 所代表的量值就越小。P18(√) 2. 时钟周期宽度为D T ,则接收/发送数位的位宽度为D nT 2。P55 (×) 3. 当受控工业对象有大的时延时间环节时,不管选择的采样周期T 是否与时延时间τ成整数倍,系统都是较难按常规方法综合的。P91 (√) 4. 最好的离散化方法是双线性变换。P120 (√) 5. PID 算法中的微分项,虽能增大超调和缩短调节时间,但却易于引入高频干扰。P129 (×) 6. 只要选择采样周期T 足够小,最少拍系统的响应调整时间S t 也可以足够小。P158 (√) 7. 当对象的纯延迟时间θ与对象惯性时间常数m T 之比小于0.5时,采用常规PID 算法难以获得良好的系统性能。P171 (×)

计算机控制技术期末复习

计算机控制技术复习 (说明:仅供参考) 一、选择题 1.引起调节的原因说法不正确的是(偏差太大,调节失效) 2.Q=20mV时,量化误差为±10mV,在0.99-1.009V范围内的采样值,其量化结果都为(100) 3.某一输入电路,其工模干扰电压U cm=100mV,……CMRR为(20) 4.电子电路接地方式不包括(屏蔽接地) 5.(平均值滤波法 )数字滤波方法适用于周期性干扰。 6.如果模拟信号频率的最高频率为f max,只要按照采样频率为(f≥2f max)采样,信号就能位移复现。 7.一个8位A/D转换器,量化精度为0.01%,孔径时间为3.18μS,如果要求转换误差在转换精度内,则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为(50Hz)。 8.软件抗干扰技术包括:(D ) ①数字滤波技术②开关量的软件抗干扰技术③指令冗余技术④软件陷阱 A、①②③ B、②③④ C、①②④ D、①②③④ 9.设加工第一象限直线OA,起点为O(0,0),终点为A(6,3),进行插补计算所需的坐标进给的总步数Nxy为(9) 二、填空题 1.控制系统的设计问题的3个基本要素为模型、指标、容许控制。 2.数控系统由输入装置、输出装置、控制器、插补器4部分组成。 3.数学建模通常有两种不同的方法:分析法、实验法。 4.一个控制系统一般包括:被控对象、检测变送器、执行机构、控制器4大要素。 5.实现插补运算的方法有:逐点比较插补法、数字积分插补法、时间分隔插补法、样条插补法。 6.数字程序控制按伺服系统的类型分为闭环数字程序控制、开环数字程序控制。 7.干扰传播的途径主要有3种:静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合组合。 8.模拟量输出通道一般由接口电路、数/模转换器和电压/电流变换器构成。 9.利用状态空间模型对系统进行描述和分析的方法称为状态空间法。 10.一个控制系统包括被控对象、检测变送器、执行机构、控制器4大要素。 11.数字程序控制按运动控制的特点分为3种方式:点位控制、直线切削控制、轮廓切削控制。 12.数字量I/O模板由PC总线接口逻辑、I/O功能逻辑、I/O电气接口三部分组成。 13.一个完整的中断处理过程应包括:中断请求、中断排队、中断响应、中断处理和中断返回。 14.从工控软件系统的发展历史和现状来看,工控软件应具有一下5大优势:开放性、实时性、网络集成化、人-界面更加友好、多任务和多线程性。 15.系统软件主要有3部分组成:操作系统、语言加工系统、数据管理系统。 16.计算机控制系统包括计算机包括计算机硬件设备、控制软件和计算机和通信网络3部分。

计算机控制技术与系统思考题与习题

《计算机控制技术与系统》课程 思考题与习题 第一章绪论 简述计算机控制技术发展史。 简述计算机控制系统的类型、结构和特点。 计算机控制与常规控制主要不同点在哪里 典型计算机控制系统有哪几部分组成,画出方框图。 什么叫做动态系统 对计算机控制系统的基本要求是什么 简述调节系统与跟踪系统(随动系统)的特点。 典型计算机集成制造系统(CIMS)有哪四个功能系统和两个支持系统 第二章过程通道 采样定理对于采样周期的选取有什么意义 写出采样过程的数学描述形式。 影响采样周期选择的因素主要有哪些 多路采样装置的主要作用是什么,常用采样器包括哪些 过程通道的采样周期T是否越小越好,为什么 A转换的工作方式主要有哪几种,简述其原理。 2.7A/D转换的工作方式主要有哪几种,简述其原理。 简述模入通道结构与各组成部分功能。 简述过程通道的类型和基本功能。 简述开关量通道的基本构成形式和主要作用。 简述开关量通道的抗干扰措施有哪些。 模出通道的类型主要有哪几种,各有什么特点 保持器在过程通道中的作用是什么,举例分析。 某热工过程有16点温度信号,变化范围: 150--850 C, 采用微机监测。

求解问题: 1、 若经A/D 转换后的数字量每个脉冲对应的实际温度小于等于 C , 则A/D 分辨率至少为多少才能保证该精度 2、写出A/D 转换后的数字量与被测点实际温度间关系式。 3、该处理方式零点迁移量为多少 第三章 理论基础 求下图示离散系统脉冲传递函数G(z) 已知采样系统如下图所示,求下图示离散系统脉冲传递函数G(z)和当闭环系统稳定时K 的取值范围。 分析下图所示采样系统,当采样周期T=1,开环增益K=5时的稳定性。 给定传递函数 1 10+s K ,试以10倍的转角频率为近似的截止频率m ω,求满足采样定理的采样频率s ω和采样周期T 。 证明离散系统脉冲响应的z 变换即为离散系统传递函数。 设离散系统结构如下图所示,图中D(z)为数字PID 调节器,其差分方程为 )]2()1(2)([)()]1()([)(-+--++--=k e k e k e K k e K k e k e K k u d i p

计算机控制技术第二章习题答案整理及详解(2013.04.26修改版SK)

第2章 习题参考答案 1.什么是接口、接口技术和过程通道? 答: 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。 接口技术是研究计算机与外部设备之间如何减缓信息的技术。 过程通道是计算机与生产过程之间的信息传送和转换的连接通道。 2.采用74LS244和74LS273与PC/ISA 总线工业控制机接口,设计8路数字量(开关量)输入接口和8路数字量(开关量)输出接口,请画出接口电路原理图,并分别编写数字量输入和数字量输出程序。 答: 数字量输入接口 设片选端口地址为port MOV DX,port MOV DPTR,PORT MOVX A,@DPTR IN AL,DX 74LS244 PC 总线 *IOR(*RD)_

数字量输出接口 MOV AL,DATA MOV A,DATA MOV DX ,port MOV DPTR,PORT OUT DX,AL MOVX @DPTR,A 3.用8位A/D 转换器ADC0809与8051单片机实现8路模拟量采集。请画出接口原理图,并设计出8路模拟量的数据采集程序。 输出信号 PC 总线 (*WR)

程序: ORG 0000H MOV R0,#30H ;数据区起始地址存在R0 MOV R6,#08H ;通道数送R6 MOV IE,#84H ;开中断 SETB IT1 ;外中断请求信号为下跳沿触发方式MOV R1,#0F0H ;送端口地址到R1 NEXT:MOVX @R1,A ;启动A/D转换 LOOP:SJMP LOOP INC R0 INC R1 DJNZ R6,NEXT ;8路采样未接受,则转NEXT CLR EX1 ;8路采样结束,关中断 END 中断服务程序: ORG 0003H ;外中断1的入口地址 AJMP 1000H ;转中断服务程序入口地址 ORG 1000H MOVX A,@R1 ;读入A/D转换数据 MOV @R0,A ;将转换的数据存入数据区 RETI ;中断返回 ORG 0000H MOV R1,#30H MOV R2,#0F0H A1: MOV DPTR, R2 MOVX @DPTR, A LOOP: JNB P3.2 , LOOP MOVX A, @DPTR MOV @R1,A INC R2 INC R1 CJNE R2, 0F7H, A1 END

计算机控制技术试卷及答案

一、]t b 填空题 1.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个组成部分。 2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。 3.在计算机控制系统中,被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。 5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号,变成二进制数字信号,经接口送往计算机。 6.信号接地方式应采用一点接地方式,而不采用多点接地方式。 7.按极点配置设计的控制器通常有两部分组成,一部分是状态观测器,另一部分是控制规律。 8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。 9.线性表、数组、堆栈和队列的共同特点是要求连续的存储单元来顺序存放数据元素。 10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。 二、名词解释 1.采样过程按一定的时间间隔T,把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号,变成在时刻0、T、2T、…kT的一连串脉冲输出信号的过程 2.地线”是信号电流流回信号源的地阻抗路径 3.数字程序控制就是计算机根据输入的指令和数据,控制生产机械(如各种加工机床)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 4.数据是描述客观事物的数、字符,以及所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合 5.积分饱和如果执行机构已到极限位置,仍然不能消除偏差时,由于积分作用,尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应的动作 三、选择题(合计15分,每题3分) 1.下列不属于数字控制方式的是(C ) A、点位控制 B、直线控制 C、网格控制 D、轮廓控制 2.8位的A/D转换器分辨率为( C ) A、0.01587 B、0.007874 C、0.003922 D、0.0009775 3.专家控制系统大致可以分为(D ) ①专家自整定控制②专家自适应控制③专家监督控制④混合型专家控制⑤仿人智能控制 A、①②③⑤ B、②④⑤ C、②③④⑤ D、①③④⑤ 4.一个8位的A/D转换器(量化精度0.1%),孔径时间3.18μm,如果要求转换误差在转换精度内,则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为(B ) A、5Hz B、50Hz C、100Hz D、500Hz 5.某热处理炉温度变化范围为0~1350℃,经温度变送器变换为1~5V的电压送至ADC0809,ADC0809的输入范围为0~5V,当t=KT时,ADC0809的转换结果为6A,此时炉温为(C ) A、588.98℃ B、288.98℃ C、361.23℃ D、698.73℃ 四、简答题(合计20分,每题5分) 1.什么是干扰,干扰来源,抗干扰措施。 答:就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。外部干扰和内部干扰。硬件措施,软件措施,软硬结合的措施 2.逐点比较法插补原理。 答:所谓逐点比较法插补,就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较,看这

2012计算机控制技术复习题

2012计算机控制技术复习题

计算机控制技术复习题 一、填空题 1、通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为 。 2、弱电控制与强电控制之间常用的隔离方式有变压器隔离、继电器隔离和 等。 3、常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、 。 4、在计算机控制系统中,被测信号有 和 两种输入方式。 5、信号接地方式应采用 方式,而不采用 方式。 6、主要的电源干扰包括 、 、 和 。 7、数字程序控制方式有 、 、 。 8、插补计算过程由 、 、 、 四个步骤组 成。 9、将D(S)离散化为D(Z)常用方法有 、 、 。 10、三相步进机的转子为60个齿,定子为3对磁极,工作在三相六拍方式时, 则步距角是 和齿距角是 。 11、三相步进电机通常有 、 和 工作方式 12、PID 控制中对积分项可采取 、 、 和 四 种改进措施。 13、对微分项进行改进主要有 和 两种 方法。 14、按简易工程法整定PID 参数的方法有 、 和 。 15、最少拍控制算法有 、 和 三种典型输 入信号。 二、选择题 1、已知偏差e (k),积分分离阈值β,以下正确的是( ) A.当()βk e >时,采用PI 控制 B.当()βk e >时,采用PD 控制 C.当()β≤k e 时,采用PD 控制 D.当()β≤k e 时,采用PI 控制 2、设加工第一象限直线OA ,起点为O (0,0),终点为A (6,3),进行插补计算 所需的坐标进给的总步数N xy 为( )

A.7 B.8 C.9 D.10 3、已知离散系统脉冲传递函数为:G (Z )=(Z+0.5)/(Z-0.5+j0.5)^2,可知该 系统是( )。 A.稳定的 B 。不稳定的 C 。中性稳定的 4、若连续系统为Gc(s)稳定,采用一阶向前差分离散化方法离散,所得Gc(z) ( )。 A.也是稳定的 B 。是不稳定的 C 。稳定性不一定 三、问答题 1、什么是串模干扰,抑制的方法有哪些? 2、什么是共模干扰,抑制的方法有哪些? 3、什么是长线传输干扰,抑制的方法有哪些? 4、计算机控制系统的CPU 抗干扰措施常采用哪些措施? 5、MAX1232的主要功能有哪些? 6、计算机控制系统中有哪些类型的地线? 7、何谓数字程序控制?数控系统由哪四大部分组成? 8、什么是插补器?常用哪两种形式?插补计算的宗旨是什么? 9、第一象限直线逐点比较法插补的原理是什么? 10、画出三相步进电机分别在三种工作方式下的电压波形图。 11、数字PID 位置式和增量式算法的各自特点是什么? 12、数字PID 控制算法中,Kp 、Ti 、Td 的物理调节作用分别是什么? 13、最少拍控制算法本质上是什么算法,为什么? 14、最少拍控制算法的局限性是什么? 15、已知模拟调节器的传递函数为 ()s .s .s D 085011701++= 试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式,设采样周期T=0.2s 。 16、已知模拟调节器的传递函数为 ()s .s .s D 08501701+= 试写出相应数字控制器的位置型PID 算法和增量型PID 控制算式,设采样周 期T=0.2s 。

计算机控制技术课后习题答案

第一章 1.计算机系统由哪些部分组成?并画出方框图。 解: 若将自动控制系统中控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现,就构成了计算机控制系统,其基本框图如图1-1所示。因此,简单说来,计算机控制系统就是由各种各样的计算机参与控制的一类系统。 图1-1 计算机控制系统基本原理图 在计算机控制系统中,控制规律是用软件实现的,计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。控制器与执行机构之间是DA转换器,负责将数字信号转换成模拟信号;AD转换器则相反将传感器采集的模拟信号,转换成数字信号送给控制器。 2.计算机控制系统是怎样分类的?按功能和控制规律可分为几类? 解: 计算机控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。因此,计算机控制系统的分类方法很多,可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。 按功能及结构分类: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、工业以太网控制系统、综合自动化系统。 按照控制规律分类:程序和顺序控制、比例积分微分控制(简称PID控制)、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。 3.计算机控制系统的主要特点有哪些? 解: 主要有以下特点: 1.数字模拟混合的系统。在连续控制系统中,各处的信号是连续模拟信号。而在计算机控制系统中,除仍有连续模拟信号外,还有离散信号、数字信号等多种信号。因此,计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 2.灵活方便、适应性强。一般的模拟控制系统中,控制规律是由硬件电路实现的,控制规律越复杂,所需要的模拟电路往往越多,如果要改变控制规律,一般就必须更改硬件电路。而在计算机控制系统中,控制规律是由软件实现的,计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制,需要改变控制规律时,一般不对硬件电路作改动,只要改变控制程序就可以了。 3.可实现复杂控制规律。计算机具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能,能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 4.离散控制。在连续控制系统中,给定值与反馈值的比较是连续进行的,控制器对产生的偏差也是连续调节的。而在计算机控制系统中,计算机每隔一定时间间隔,向A/D转换器发出启动转换信号,并对连续信号进行采样获得离散时间信号,经过计算机处理后,产生的控制时间信号通过D/A将离散信号转换成连续时间信号输出,作用于被控对象。因此,计算机控制系统并不是连续控制的,而是离散控制的。

计算机控制技术试卷及答案新

一、填空题 1.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个组成部分。 2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。 3.在计算机控制系统中,被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。 5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号,变成二进制数字信号,经接口送往计算机。 8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。 10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。 ------------------------------------------------------------------------------------- 1.计算机系统由和两大部分组成。计算机、生产过程 2.集散控制系统(DCS)的结构模式为:.操作站—控制站—现场仪表 3.变送器输出的信号为或的统一信号。0~10mA、4~20mA 10.采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1、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个实时系统,但一个实时系统必定是在线系统。 2、典型的工业生产过程可分为:连续过程、离散过程、批量过程。 3、计算机控制系统的典型型式: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、综合自动化控制系统。 4、计算机控制系统的发展趋势:控制系统的网络化、智能化、扁平化、综合化。 5、数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。 6、在计算机控制系统中,模拟量输入通道的任务是把系统中检测到的模拟信号,变成、二进制数字信号,经接口送往计算机。 7、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用看门狗、电源监控(掉电检测及保护)、复位等方法。 9、香农采样定理:如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为f max,只要按照采样频率f≥2f max进行采样,那么采样信号y* (t)就能唯一地复观y(t). 10、程序设计通常分为5个步骤,即问题定义、程序设计、编码、调试、改进和再设计。 二、名词解释 信号调理——为了将外部开关量信号输入到计算机、必须将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号,这些功能称为信号调理。 有源I/V变换——主要是利用有源器件运算放大器、电阻来实现将变送器输出的标准电流信号变换成标电压信号。 积分分离——在PID控制中,为了提高控制性能,当偏差e(k)较大时,取消积分作用(采用PD 控制);当偏差e(k)较小时才将积分作用投入(采用PID控制)。 模糊集合——在人类思维中,有许多模糊的概念,如大、小、冷、热等,都没有明确的内涵和外延的集合。 软件陷阱——就是一条引导指令,强行将捕获的程序引向一个指定的地址,在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。

精选-计算机控制技术期末复习试题附答案

第一章计算机控制系统概述 1、计算机控制系统的概念是什么? 计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果,是以自动控制理论为基础,以计算机为手段的控制系统。 2、计算机系统由哪些部分组成?并画出方框图。 计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。 3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些? 稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性 4、计算机控制系统的主要特点有哪些? 各项连续控制系统计算机控制系统 信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有 控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现 控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制 控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路 功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能 自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化 5、计算机控制系统是怎样分类的?按功能和控制规律可分为几类? 一、按控制系统的功能及结构特点分类 ①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④计算机分级控制

⑤集散控制系统 DCS ⑥现场总线控制系统FCS 二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID 控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制 第二章 离散控制系统及Z 变换分析法 1、计算机控制系统的信号形式有哪些? 连续模拟信号:时间与幅值上均连续,如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的,幅值上连续,如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的,幅值为数字量,如y(kT)、u(kT) 2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的? 一个连续时间信号f(t),设其频带宽度是有限的,其最高频率为ωmax(或fmax),如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样,为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。则采样角频率只有满足下面的关系: ωs ≥2ωmax 采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。否则不能从f *(t)中恢复f(t)。其中,ωmax 是最高角频率,ωs 是采样角频率。它与采样频率fs 、采样周期T 的关系为: 3、简述信号的恢复过程。零阶保持器的作用是什么?其传递函数形式是什么? 零阶保持器作用:将前一个采样时刻的采样值f(kT)恒定地保持到下一个采样时刻(k+1)T 。也就是说在区间[ kT ,(k+1)T ]内零价保持器的输出为常数。 零阶保持器的传递函数 设零阶保持器在(t)作用下的脉冲响应h(t),而h(t)又可以看成单位阶跃函数1(t)与1(t-T)的迭加即:h(t)=1(t)-1(t-T)。 取拉氏变换,得零阶保持器的传递函数: 4、掌握常用信号的Z 变换 T f s s ππω22= =1()Ts e H s s --=

计算机控制技术复习题

一、填空 1.计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表。 2.计算机监督系统SCC的作用是:按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机。 3.闭环控制系统是指输出量经反馈环节回到输入端,对控制产生影响。 4.多路开关的作用是完成模拟量的切换。 5..采用ADC0809构成模拟量输入通道,ADC0809在其中起模拟量到数字量的转换和多路开关的作用。 7.ADC0809中EOC呈高电平,可以向CPU申请中断,说明转换已经结束,EOC 呈低电平,说明处于转换过程中。 8.当D/A转换器的位数多于处理器的位数时,需要两级数据缓存,数据分批传送,输入的所有数字位必须同时进行转换。 9.防止抖动是能否正确读取键值得必要环节,实现方法是可以用硬件电路或软件程序实现。 10.采用共阴极LED多位数码管显示时,位选信号为低电平,段选信号为高电平。 11.在LED多位数码管显示电路中,段选模型决定数码管显示的内容。 12..开关量控制系统中,常设有光电隔离器,起耦合、隔离和开关的作用。 14.小功率直流电机控制系统中,改变转子上的通电极性,以便改变电机的转向。 15..RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑1的电平是-3V以下。 18..采用全双工通信方式,数据传输的方向性结构为可以在两个方向上同时传输。 20.半双工可以在两个方向上传输,但不能同时传输。 21.采用异步传输方式,设数据位为7位,1位校验位,1位停止位,则其通信效率为70%. 22.在工业过程控制系统中采集的数据常掺杂有干扰信号,可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路来提高信/噪比。 23.标度变换就是把数字量转换成人们熟悉的十进制工程量。 24.使A/D转换器满量程信号达到均一化的含义是任何情况下A/D转换器的输入最大值都为满量程。 25.比例调节的强弱可调,作用比较强,几乎贯穿整个调节过程。 26.在计算机控制系统中,T的确定十分重要,原因是T太小,系统精度不够。 27.一般而言,纯微分控制不使用,因为微分作用仅出现在偏差变化的过程中。 28.PID调节可根据实际情况调整结构,但不能采用ID调节。 29.PI调节系统,I作用随时间的增长而加强,只要时间足够长,静差一定会消除。 30.引起调节的根本原因是偏差,偏差的正、负决定调节作用的方向;偏差的大、小决定调节作用的强弱;偏差为零,调节作用为零。 二、选择题 1. 下面关于微型计算机控制技术的叙述,正确的是(D)。 A.微型计算机控制技术只能用于单片机系统 B.任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术 C.微型计算机控制技术不能用于自动化仪表 D.微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表 2. 计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是(B)。 A.接受测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B.按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机 C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作 D. SCC计算机与控制无关 3.关于现场总线控制系统,下面的说法中,不正确的是(C)。 A.省去了DCS 中的控制站和现场仪表环节 B.采用纯数字化信息传输 C.只有同一家的FCS 产品才能组成系统 D.FCS强调“互联”和“互操作性 4.闭环控制系统是指(B)。A.系统中各生产环首尾相接形成一个环 B.输出量经反馈环节回到输入端,对空置产生影响 C.系统的输出量供显示和打印 D.控制量只与控制算法和给定值相关 5.下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是(D)。 A.PLC B.PLD C.GAL D.FPGA 6.多路开关的作用(A)。 A.完成模拟量的切换 B.完成数字量的切换 C.完成模拟量与数字量的切换 D.完成模拟量和数字量的切换 6.A/D转换器的VREF(-)VREF(+)分别接-5V和+5V,说明它的(A)。A.输入为双极性,范围是-5V至+5V B.输入为双极性,范围是-10V至+10V C.输出为双极性,范围是-FFH至+FFH D.输入为单极性,范围是0至+5V 7.在LED多位数码管显示电路中,(B) A.位选模型决定数码管显示的内容 B.段选模型决定数码管显示的内容 C.段选模型决定哪位数码管显示 D.不需要位选模型 8.无论动态显示还是静态显示都需要进行译码,即将(D) A.十进制数译成二进制数 B.十进制数译成十六进制数 C.十进制数译成ASCII码 D.十进制数译成7段显示码 9.在计算机交流电机控制系统中,需要解决的问题是(D) A.将交流变成只留后并放大 B.将直流变成交流后并放大 C.设单向开关,使直流电通过并放大 D.设双向开关,使交流电通过并放大 10.开关量控制系统中,常设有光电隔离器,下面的描述中错误的是(A) A.将被控系统与微型机控制控制系统间完全断开,以防CPU受到强电的冲击 B.将被控系统与微型计算机控制系统通过光电效应连接成系统,实现控制。 C.控制信号到位时被控电路接通,否则电路切断,起开关作用 D.耦合、隔离和开关11.小功率直流电机控制系统中,正确的做法是(B) A.改变定子上的通电极性,以便改变电机的转向 B.改变转子上的通电极性,以便改变电机的转向 C.在定子上通以交流电,电机可周期性变换转向 D.在转子上通以交流电,电机可周期性变换转向 12.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑1的电平是(C) A.0.3V以下 B.0.7V 以下 C.-3V以下 D.+3V以上 13.主计算机与通信处理机通过RS-232C电缆相接,两台设备的最大距离为(C)时,适合用近距离电缆连接 A.5米 B.10米 C.15米 D.20米 14.采用全双工通信方式,数据传输的方向性结构为(A) A.可以在两个方向上同时传输 B.只能在一个方向上传输 C.可以在两个方向上传输,但不能同时进行 D.以上均不对 15.下列关于半双工的叙述中,正确的是(C) A.只能在一个方向上传输 B.可以在两个方向上同时传输 C.可以在两个方向上传输,但不能同时传输 D.以上均不对 16.RS-232C的电气特性规定使用(D) A.TTL电平 B.CMOS电平 C.正逻辑电平 D.负逻辑电平 17.采用异步传输方式,设数据位为7位,1位校验位,1位停止位,则其通信效率为(B) A.30% B.70% C.80% D.20% 18.在工业过程控制系统中采集的数据常掺杂有干扰信号,(D)来提高信/噪比A.只能通过模拟滤波器 B.只能通过数字滤波器 C.可以通过数字滤波程序或模拟滤波电路 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 19.若模拟量微机控制系统的采样部分选用数字表,则(B) A.微机直接接收数字量,无须在进行滤波 B.微机直接接受数字量,仍需进行滤波 C.须将数字表的输出先转换成模拟量,再送入微机处理 D.无论数字量还是模拟量微机都能接收,但需要进行滤波

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