ITCC综合控制系统
ITCC综合控制系统应用于透平驱动压缩机的控制系统，要求具有三个基本控制功能：透平控制(SIC)
压缩机性能控制(PIC)
压缩机控制(UIC)
压缩机运行控制和过程控制
ITCC 能实现压缩机性能控制或入口压力控制和喘振时的解耦控制。罐体液位控制回路和其它过程控制回路也是ITCC 的组成部分。它们同时具备过程和反喘振控制间的解耦功能。
压缩机/汽轮机附属系统保护。
ITCC 为压缩机/汽轮机附属系统提供持久监测和保护功能，并且输出报警或停机和关机。
顺序控制和起机停机
ITCC 包含几个程序，都用来辅助起动压缩机、汽轮机。其中一个程序使汽轮机自动升速到暖机速度, 到达暖机速度后，将根据压缩机工况使汽轮机速度增长到额定转速。另一个程序可使汽轮机组冲过临界转速区。这种起动过程可以为操作者做其它重要工作嬴得更多的时间。
《计算机控制系统》第二次作业答案 一、单项选择题。本大题共16个小题，每小题3.0 分，共48.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.（）是将生产过程工艺参数转换为电参数的装置。 ( A ) A.传感器 B.A/D转换器 C.D/A转换器 D.互感器 2.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是（）。( B ) A.接口 B.过程通道 C.模拟量输入通道 D.开关量输入通道 3.所谓量化，就是采用一组数码来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为（）。 ( B ) A.模拟信号 B.数字信号 C.程序代码 D.量化代码 4.数控系统一般由输入装置、输出装置、控制器和插补器等四大部分组成，这些功能 都由（）来完成。 ( C ) A.人 B.生产过程 C.计算机 D.实时计算 5.外界干扰的扰动频率越低，进行信号采集的采样周期应该越（）。 ( A ) A.长 B.短 C.简单 D.复杂 6.数字PID控制器是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律，其中能迅速反应误差， 从而减小误差，但不能消除稳态误差的是（）。 ( C ) A.微分控制 B.积分控制 C.比例控制 D.差分控制 7.在计算机控制系统中，PID控制规律的实现必须采用数值逼近的方法。当采样周期 短时，用求和代替积分、用后向差分代替微分，使模拟PID离散化变为（）。 ( B )
A.微分方程 B.差分方程 C.积分方程 D.离散方程 8.香农采样定理给出了采样周期的上限，采样周期的下限为计算机执行控制程序和 （）所耗费的时间，系统的采样周期只能在Tmin和Tmax之间选择。 ( A ) A.输入输出 B.A/D采样时间 C.D/A转换时间 D.计算时间 9.在有交互作用的多参数控制系统中，振铃现象有可能影响到系统的（）。 ( B ) A.可靠性 B.稳定性 C.经济性 D.通用性 10.在实际生产过程中，因为前馈控制是一个（），因此，很少只采用前馈控制的方案， 常常采用前馈－反馈控制相结合的方案。 ( A ) A.开环系统 B.闭环系统 C.稳定系统 D.不稳定系统 11.软件是工业控制机的程序系统；其中面向控制系统本身的程序，并根据系统的具体 要求，由用户自己设计的软件称作（）。 ( B ) A.系统软件 B.应用软件 C.支持软件 D.控制软件 12.在程序设计的过程中，程序设计人员选取一种适当地高级（或汇编）语言，书写程 序的步骤叫做（）。 ( D ) A.编译 B.程序设计 C.调试 D.编码 13.一个12位的A/D转换器，其量化精度约为0.02%，若其孔径时间为10微妙，如 果要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正旋波模拟信号的最大频率为（）。 ( C ) A.2HZ B.3HZ C.4HZ
综合座舱显示控制系统的设计与实现 O 引言在现代航空电子系统中，综合座舱显示控制系统承担着航电系统的集中显示和集中管理任务，使得飞行员能够高效地获得所需信息，有效地减轻飞行员的工作负荷。目前国内通用飞机、直升飞机装备的是机械仪表、或者装备的飞行显示器尺寸小分辨率低，单画面显示的飞行参数内容较少，重量相对较重，系统可靠性偏低。本文介绍的某型综合座舱显示控制系统吸取了玻璃座舱的概念，将大量复杂的传感器数据经采集、处理、融合后通过大屏幕高分辨率的液晶显示器呈现给飞行员，取代传统的机电式仪表。同时，综合座舱显示控制系统内部采用高速数据网络实现数据传输、任务同步和数据互比，可以灵活处置系统多种故障模式，使系统具备在一定故障等级下的一次故障工作能力，提高了系统的可靠性和安全性。1 设计思想1．1 综合化采用高度综合的集成一体化设计，综合座舱显示控制系统将通用模块、标准总线、高速网络和实时嵌入式操作系统集成在一个高性能计算平台内，提供强大的数据处理、信号处理、接口处理和图形处理能力，具有传感器输入数据的综合处理、数据融合、任务计算、视频信息生成、导航计算、外挂管理、电子对抗、通信管理、系统控制和故障检测、重构等多种功能，充分体现信息综合、显示综合、功能综合、硬件综合、软件综合、检测综合的特点。1．2 通用化不同飞机的座舱显示系统具有多样化的特点，这主要是由于飞机用途不同、适航条例和营运条例对要求不同造成的。为了提高综合座舱显示系统的通用性，使其适用于军用和民航各类飞机，通用综合座舱显示控制系统应该具有高性能的信息综合处理和综合显示功能、部分最基本的传感器设备功能和较强的传感器设备接口扩展能力。1．3 小型化小型化设计通过合理的系统结构、先进显示技术和加固方式等手段减少设备尺寸和重量。通过系统优化，减少多余的软硬件资源浪费，
科技学院 综合实验报告 ( -- 第1 学期) 名称: 控制系统综合实验 题目: 水位控制系统综合实验 院系: 动力工程系 班级: 自动化09K1 学号: 09191 116 学生姓名: 秦术员 指导教师: 平玉环 设计周数: 1周 成绩: 日期: 1月7日
《控制系统》综合实验 任务书 一、目的与要求 本综合实验是自动化专业的实践环节。经过本实践环节, 使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。 1. 了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关 系。 2. 学会数字控制器组态方法。 3. 掌握控制系统整定方法, 熟悉工程整定的全部内容。 二、主要内容 1．熟悉紧凑型过程控制系统, 并将系统调整为水位控制状态。 2．对数字控制器组态。 3．求取对象动态特性。 4．计算调节器参数。 5．调节器参数整定。 6．做扰动实验, 验证整定结果。 7．写出实验报告。 三、进度计划
四、实验成果要求 完成实验报告, 实验报告包括: 1．实验目的 2．实验设备 3．实验内容, 必须写出参数整定过程, 并分析控制器各参数的作用, 总结出一般工程整定的步骤。 4．实验总结, 此次实验的收获。 以上内容以打印报告形式提交。 五、考核方式 根据实验时的表现、及实验报告确定成绩。 成绩评分为经过以及不经过。 学生姓名: 秦术员 指导教师: 平玉环 1月7日
一、综合实验的目的与要求 本综合实验是自动化专业的实践环节。经过本实践环节, 使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。 1. 了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关 系。 2. 学会数字控制器组态方法。 3. 掌握控制系统整定方法, 熟悉工程整定的全部内容。 二、实验正文 1. 实验设备 紧凑型过程控制系统; 上位机 2. 液位控制系统 2.1 液位控制系统流程图, 如图1
自动控制综合设计 ——无人驾驶汽车计算机控制系统 指导老师： 学校： ：
目录 一设计的目的及意义 二智能无人驾驶汽车计算机控制系统背景知识三系统的控制对象 四系统总体方案及思路 1系统总体结构 2控制机构与执行机构 3控制规律 4系统各模块的主要功能 5系统的开发平台 6系统的主要特色 五具体设计 1系统的硬件设计 2系统的软件设计 六系统设计总结及心得体会
一设计目的及意义 随着社会的快速发展，汽车已经进入千家万户。汽车的普及造成了交通供需矛盾的日益严重，道路交通安全形势日趋恶化，造成交通事故频发，但专家往往在分析交通事故的时候，会更加侧重于人与道路的因素，而对车辆性能的提高并不十分关注。如果存在一种高性能的汽车，它可以自动发现前方障碍物，自动导航引路，甚至自动驾驶，那将会使道路安全性能得到极大提高与改善。本系统即为实现这样一种高性能汽车而设计。 二智能无人驾驶汽车计算机控制系统背景知识 智能无人驾驶汽车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能汽车的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆已经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。 通过对车辆智能化技术的研究与开发，可以提高车辆的控制与驾驶水平，保障车辆行驶的安全通畅、高效。对智能化的车辆控制系统的不断研究完善，相当于延伸扩展了驾驶员的控制、视觉和感官功能，能极促进道路交通的安全性。智能车辆的主要特点是以技术弥补人为因素的缺陷，使得即便在很复杂的道路情况下，也能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物，沿着预定的道路轨迹行驶。 三系统的控制对象 （1）系统中心控制部件（单片机）可靠性高，抗干扰能力强，工作频率最高可达到25MHz，能保障系统的实时性。 （2）系统在软硬件方面均应采用抗干扰技术，包括光电隔离技术、电磁兼容性分析、数字滤波技术等。 （3）系统具有电源实时监控、欠压状态自动断电功能。 （4）系统具有故障自诊断功能。
分数： 96.0 完成日期：2011年02月17日 23点18分 说明： 每道小题括号里的答案是学生的答案，选项旁的标识是标准答案。 一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题 2.0 分，共40.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 计算机与计算机或智能设备之间进行通信地的连线，称为（ ） ( B ) A. 内部总线 B. 外部总线 C. PCI总线 D. ISA总线 2. 分散型控制系统综合的四C技术其中有（ ）。 ( C ) A. 分散控制 B. 集中控制 C. 控制技术 D. 信息处理 3. 通过一个信息帧传送的信息字段，是通讯中的实质性内容， 也就是（ ）。 ( B ) A. 应用层 B. 消息层 C. 物理层 D. 链路层 4. Bitbus的电气接口采用的是平衡传送的（ ）标准。 ( B ) A. RS-232 B. RS-485 C. RS-422 D. IEE-488 5. 按字符传送数据的方法称为（ ）。 ( B )
A. 同步传送 B. 异步传送 C. 网络传送 D. 远传 6. 外界干扰的扰动频率越低，进行信号采集的采样周期应该越 （ ）。 ( A ) A. 长 B. 短 C. 简单 D. 复杂 7. 所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在（ ）的时 间范围内完成。 ( D ) A. 微秒级 B. 纳秒级 C. 毫秒级 D. 一定 8. 数字量输入通道主要由（ ）、输入调理电路、输入地址译码 等组成。 ( A ) A. 输入缓冲器 B. 输入锁存器 C. 输出缓冲器 D. 输出锁存器 9. A/D转换器的主要技术指标中，（ ）是指完成一次模拟量到 数字量转换所需要的时间。 ( D ) A. 分辨率 B. 线性误差 C. 量程 D. 转换时间 10. 将采样信号转换成数字信号的过程称为量化过程，执行量化 动作的装置是（ ）。
综合座舱显示控制系统的设计与实现 2011-04-15 16:57:24 来源:互联网 O 引言在现代航空电子系统中，综合座舱显示控制系统承担着航电系统的集中显示和集中管理任务，使得飞行员能够高效地获得所需信息，有效地减轻飞行员的工作负荷。目前国内通用飞机、直升飞机装备的是机械仪表、或者装备的飞行显示器尺寸小分辨率低，单画面显示的飞行参数内容较少，重量相对较重，系统可靠性偏低。 本文介绍的某型综合座舱显示控制系统吸取了“玻璃座舱”的概念，将大量复杂的传感器数据经采集、处理、融合后通过大屏幕高分辨率的液晶显示器呈现给飞行员，取代传统的机电式仪表。同时，综合座舱显示控制系统内部采用高速数据网络实现数据传输、任务同步和数据互比，可以灵活处置系统多种故障模式，使系统具备在一定故障等级下的一次故障工作能力，提高了系统的可靠性和安全性。1 设计思想 1．1 综合化 采用高度综合的集成一体化设计，综合座舱显示控制系统将通用模块、标准总线、高速网络和实时嵌入式操作系统集成在一个高性能计算平台内，提供强大的数据处理、信号处理、接口处理和图形处理能力，具有传感器输入数据的综合处理、数据融合、任务计算、视频信息生成、导航计算、外挂管理、电子对抗、通信管理、系统控制和故障检测、重构等多种功能，充分体现信息综合、显示综合、功能综合、硬件综合、软件综合、检测综合的特点。1．2 通用化 不同飞机的座舱显示系统具有多样化的特点，这主要是由于飞机用途不同、适航条例和营运条例对要求不同造成的。为了提高综合座舱显示系统的通用性，使其适用于军用和民航各类飞机，通用综合座舱显示控制系统应该具有高性能的信息综合处理和综合显示功能、部分最基本的传感器设备功能和较强的传感器设备接口扩展能力。1．3 小型化小型化设计通过合理的系统结构、先进显示技术和加固方式等手段减少设备尺寸和重量。通过系统优化，减少多余的软硬件资源浪费，同时采用大规模集成电路和有源矩阵液晶显示等技术减轻硬件重量和体积。2 系统设计 2．1 系统结构组成 综合座舱显示控制系统包括两台大尺寸、高分辨率综合显示器和一部多功能控制面板，采用高度综合的集成一体化设计，将机载数据处理、航电任务管理和图形图像显示综合在飞行显示器内部，无单独的显示控制任务计算机，使整个显示控制系统组成合理，结构重量减轻，简化了直升机座舱布局和仪表板布置。 如图1所示，飞机上各路传感器数据先经过综合显示器的数据采集处理单元处理组织成网络数据帧，再通过网络将数据帧传送至综合显示器的显示处理单元，显示处理单元接收到数据帧后进行数据融合、图像处理，最终完成图像显示。综合座舱显示控制系统采用了模块化的设计方法，按照功能划分为显示处理单元、数据处理单元和多功能控制面板，功能单元内部由通用现场可更换模块组成，标准化程度较高，提高了系统的可维护性。功能单元之间通过数据网络连接，这种松耦合方式不仅可以提供灵活的可扩展性和测试性，还可以提高系
自动控制系统实验报告 学号： 班级： 姓名: 老师：
一．运动控制系统实验 实验一.硬件电路的熟悉和控制原理复习巩固 实验目的：综合了解运动控制实验仪器机械结构、各部分硬件电路以及控制原理，复习巩固以前课堂知识，为下阶段实习打好基础。 实验内容：了解运动控制实验仪的几个基本电路： 单片机控制电路（键盘显示电路最小应用系统、步进电机控制电路、光槽位置检测电路） ISA运动接口卡原理（搞清楚译码电路原理和ISA总线原理） 步进电机驱动检测电路原理（高低压恒流斩波驱动电路原理、光槽位置检测电路）两轴运动十字工作台结构 步进电机驱动技术（掌握步进电机三相六拍、三相三拍驱动方法。） 微机接口技术、单片机原理及接口技术，数控轮廓插补原理，计算机高级语言硬件编程等知识。 实验结果： 步进电机驱动技术： 控制信号接口： （1）PUL：单脉冲控制方式时为脉冲控制信号，每当脉冲由低变高是电机走一步；双 脉冲控制方式时为正转脉冲信号。 （2）DIR：单脉冲控制方式时为方向控制信号，用于改变电机转向；双脉冲控制方式 时为反转脉冲信号。
（3）OPTO ：为PUL 、DIR 、ENA 的共阳极端口。 （4）ENA ：使能/禁止信号，高电平使能，低电平时驱动器不能工作，电机处于自由状 态。 电流设定： （1）工作电流设定： （2）静止电流设定： 静态电流可用SW4 拨码开关设定，off 表示静态电流设为动态电流的一半，on 表示静态电流与动态电流相同。一般用途中应将SW4 设成off ，使得电机和驱动器的发热减少，可靠性提高。脉冲串停止后约0.4 秒左右电流自动减至一半左右（实际值的60％），发热量理论上减至36％。 （3）细分设定： （4）步进电机的转速与脉冲频率的关系 电机转速v = 脉冲频率P * 电机固有步进角e / (360 * 细分数m) 逐点比较法的直线插补和圆弧插补： 一．直线插补原理： 如图所示的平面斜线AB ，以斜线起点A 的坐标为x0，y0，斜线AB 的终点坐标为(xe ，ye)，则此直线方程为： 00 00Y Ye X Xe Y Y X X --= -- 取判别函数F ＝(Y —Y0)(Xe —Xo)—(X-X0)(Ye —Y0)
第一章计算机控制系统概述 习题与思考题 1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？举例说明。 解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，被称为计算机控制系统。与模拟系统相比，计算机控制系统具有设计和控制灵活，能实现集中监视和操作，能实现综合控制，可靠性高，抗干扰能力强等优点。例如，典型的电阻炉炉温计算机控制系统，如下图所示： 炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后，变成电信号（毫伏级），再经变送器变成标准信号（1-5V或4-20mA）从现场进入控制室；经A/D 转换器采样后变成数字信号进入计算机，与计算机内部的温度给定比较，得到偏差信号，该信号经过计算机内部的应用软件，即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制双向晶闸管对交流电压（220V）进行PWM调制，达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小，从而调节炉温变化，最终达到计算机内部的给定温度。 由于计算机控制系统中，数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的，所以很容易实现多种控制算法，修改控制算法的参数也比较方便。还可以通过软件的标准化和模块化，这些控制软件可以反复、多次调用。又由于计算机具有分时操作功能，可以监视几个或成十上百个的控制量，把生产过程的各个被控对象都管理起来，组成一个统一的控制系统，便于集中监视、集中操作管理。计算机控制不仅能实现常规的控制规律，而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断功能，可以综合生产的各方面情况，在环境与参数变化时，能及时进行判断、选择最合适的方案进行控制，必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预，这些都是传统模拟控制无法胜任的。在计算机控制系统中，可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能，使计算机控制系统具有很强的可维护性。另一方面，计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的，程序代码存储于计算机中，一般情况下不会因外部干扰而改变，因此计算机控制系统的抗干扰能力较强。因此，计算机控制系统具有上述优点。 1.2计算机控制系统由哪几部分组成？各部分的作用如何？ 解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环节、采样开关和A/D转换环节等组成。 被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号（1-5V或4-20mA）；再经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制被控对象的物理量，实现控制要求。 1.3应用逻辑器件设计一个开关信号经计算机数据总线接入计算机的电路图。
PLC控制系统综合实验报告 实习任务一： 一、实验目的 学会使用组态软件（组态王）和PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成水塔水位自动控制系统。 二、设计方案： 本实习的具体要组建水塔水位监控系统。水塔系统如图一所示： 水塔 水池阀 泵 图一水塔系统 1、将S21-4挂箱中电压输出单元的输出电压Ug1与Ug2分别作为水池与水塔的液位信号，信号围为1~5VDC。并由PLC的模拟信号输入输出模块读取液位信号。水池液位的变化围为0~4m，即液位信号Ug1对应的测量围为0~4m。水塔液位的变化围为0~2m，即液位信号Ug2对应的测量围为0~2m。 2、阀、泵的自动控制 在自动控制状态下，当水池水位低于水位下限时，阀Y打开（由水塔水位控制单元中灯Y亮表示），当水池水位高于水位上限时，阀Y关闭（由水塔水位控制单元中灯Y灭表示）。当水池水位高于水位下限，且水塔水位低于水位下限时，泵M1运转抽水（由水塔水位控制单元中灯M1亮表示）。当水塔水位高于水位上限时泵M1停止（由水塔水位控制单元中灯M1灭表示）。 3、阀、泵的手动控制 在手动控制状态下，由组态软件中的开关button来控制阀的打开与关闭，当开关闭合时阀打开，当开关断开时阀关闭。由组态软件中的开关buttonM1来控制泵的启动与停止，当开关闭合时泵启动，当开关断开时泵停止。
4、控制状态的切换与显示 由组态软件中开关button手/自动实现控制状态的切换，当开关闭合时系统处于自动控制状态，当开关断开时系统处于手动控制状态。 由基本指令编程练习单元中的灯Q0.0实现控制状态的显示，灯亮表示系统处于自动控制状态，灯灭表示系统处于手动控制状态。 5、组灯控制 由基本指令编程练习单元中的灯Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1构成组灯，以组灯的不同状态表示水流的不同状态。具体说明如下： 当阀泵均处于关闭状态时，组灯灭。 当阀处于打开状态而泵处于关闭状态时，组灯中Q1.1、Q1.0、Q0.7依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。 当阀处于关闭状态而泵处于打开状态时，组灯中Q0.7、Q0.6、Q0.5依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。 当阀泵均处于打开状态时，组灯中Q1.1、Q1.0、Q0.7、Q0.6、Q0.5依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。 6、组态程序与PLC程序的连接 7、组态王组态程序 （1）系统运行状态的显示 能够显示系统的控制状态（手动或自动）、水池和水塔的液位、阀泵的开关状态及水流状态。 （2）水位限值的设置 使用户能够设置水池与水塔液位的上下限值，即能够调整阀泵自动开关的条件。 （3）历史数据的记录和查询 能够记录一段时间系统的控制状态、水池和水塔的液位、水池与水塔液位的上下限值以及阀泵的开关状态。并能对历史数据进行查询。 （4）报警功能 能够显示如下报警信息： 当水池液位低于0.5m时，水池液位下下限报警。 当水池液位高于3.5m时，水池液位上上限报警。 当水塔液位低于0.25m时，水塔液位下下限报警。 当水塔液位高于1.75m时，水塔液位上上限报警。 （5）操作权限的区分 设置两个用户组分别为工程师组和操作工组。创建若干分属于不同用户组的用户，两组用户均具有登录系统的权限，但仅工程师组用户具有设置水位上下
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。 2.计算机控制系统的典型型式有哪些？ 答：计算机控制系统的典型型式包括：操作指导控制系统；直接数字控制系统（DDC）；监督控制系统（SCC，也称设定值控制）；集散控制系统（DCS）；现场总线控制系统（F CS）和综合自动化系统。 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。 4.讨论计算机控制系统的发展趋势。 答：网络化、扁平化、智能化、综合化。 第2章计算机控制系统的硬件设计技术 5.请分别画出一路有源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。
大屏幕显示控制系统原理及控制器入门 控制器和大屏幕控制系统是DLPTM大屏幕显示系统的大脑和中枢神经系统。在市场上占据着主要地位的有美国JUPITER公司、法国SYNELEC公司等。其中美国JUPITER公司控制器乃是业内公认的第一品牌。 随着科学技术的快速进步, 特别是计算机技术的进步和普及以及各行各业对提高服务品质的呼声日益上升。各个行业利用计算机处理各种事物的应用系统软件越来越多, 如GIS等, 造成传统的显示手段, 如果普通显示器和监视器等的显示分辨率不再能满足需求, 为此, VIDEOWALL(大屏幕显示墙)就自然渐渐成为特定场所 的特别显示手段, 自然, 实现大屏幕组合显示的控制器也就应运而生, 很快, 大屏幕控制器生产厂家也就抢摊出现, 生产出五花八门 的控制器。 控制器的流派分, 主要有日本流派和欧美流派。其中日本流派主要以硬件处理为主, 而欧美流派以软硬结合为主, 成为当前大屏幕显示控制器的主流。 而作为欧美流派的, 能独立生产大屏幕控制器生产厂家有法国SYNELEC公司、美国JUPITER公司、比利时BARCO公司、美国RGB公司等; 而一部分厂家专门生产制造大屏幕控制器用的图
形卡, 如美国的COLORGRAPHICS公司、英国的DATAPATH公司、澳洲的AEON公司、加拿大的MATROX公司、台湾的新齐公司等; 还有一部分自己不生产, 主要以OEM或者购买第三方板 卡及工控机组装控制器为主的公司, 如加拿大的CHRISITIE公司( 过去以OEM JUPITER F950为主) 等, 当前国内公司出产的大屏幕控制器也归入此类。 形成了各种品牌的控制器, 进行市场竞争。不过, 不论如何竞争, 能自我掌握全套研发生产技术的厂家, 在经过三番四次的论剑, 市场地位就完全显示出来, 并占据着主要地位, 如美国JUPITER公司、法国SYNELER公司大屏幕控制器乃是业内公认的第一品牌。 大屏幕控制器原理 1、大屏幕控制器硬件构成: 软硬件结合的大屏幕显示系统控制器其硬件构成一般包括信号输入部分、信号输出部分、和控制转换部分。 信号输入部分 RGB信号输入: 用于接入RGB信号, 每个输入卡具备2路或1路输入信道。每个图形控制器能够集成1—8路RGB输入。信号源的分辨率为 640×480——1600×1200. 视频输入卡:
第六章习题答案 1．答：需要校正的控制系统可分为被控对象、控制器和检测环节三个部分。各装置除其中放大器的增益可调外，其余的结构和参数是固定的。在系统中引进一些附加装置来改变整个系统的特性，以满足给定的性能指标，这种为改善系统的静、动态性能而引入系统的装置，称为校正装置。而校正装置的选择及其参数整定的过程，就称为自动控制系统的校正问题。根据校正装置在系统中的安装位置，及其和系统不可变部分的连接方式的不同，通常可分成三种基本的校正方式：串联校正、反馈校正、复合校正。 2．答：串联校正是设计中最常使用的，通常需要安置在前向通道的前端，主要适用于参数变化敏感性较强的场合。设计较简单，容易对信号进行各种必要的变换，但需注意负载效应的影响。 3．答：反馈校正的设计相对较为复杂。显著的优点是可以抑制系统的参数波动及非线性因素对系统性能的影响。另外，元件也往往较少。 4．答：通过增加一对相互靠得很近并且靠近坐标原点的开环零、极点，使系统的开环放大倍数提高，以改善系统稳态性能。 5．答：通过加入一个相位引前的校正装置，使之在穿越频率处相位引前，以增加系统的相位裕量，这样既能使开环增益足够大，又能提高系统的稳定性，以改善系统的动态特性。 6．解： （1）根据误差等稳态指标的要求，确定系统的开环增益K （2）画出伯德图，计算未校正系统GO （j ω )的相位裕量 （3）由要求的相角裕度γ，计算所需的超前相角 （4）计算校正网络系数 （5）确定校正后系统的剪切频率 202) 2(4lim )(lim 00==+?==→→K s s K s s sG K s o s v )15.0(20)2(40)(++=ωωωωωj j j j j G o ＝? =+?=?=17)(1807.6c o c ω?γω?=?+?-?=+-=385175000 εγγ?2.438sin 138sin 1sin 1sin 1=?-?+-+=＝m m ??α2.62.4lg 10lg 10-=-=-=?αm L 9 ===T m c αωω
计算机控制系统复习题 第一章 一、下列知识点可出单选题或填空题 1. 控制器将反馈信号与设定值进行比较并产生控制量。 2. 变送器将被控参量转换成电信号。 3. 模数转换器(A/D转换器)将模拟量转换成数字量。 4. 数模转换器(D/A转换器)将数字量转换成模拟量。 5. 测量检测器对被控对象的参数进行检测。 6. 自动控制系统通常由被控对象、检测传感装置、控制器组成。 7. 计算机控制系统的典型结构有：操作指导控制系统ODC直接数字控制系统DDC计算机监 督控制系统SCC集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS 8. 计算机控制系统常用的时域指标有：延迟时间t d、上升时间t r、峰值时间t p、调节时间t s、超调量匚% ；_ 9. 计算机控制系统包括计算机和生产过程两大部分。 10. 计算机控制系统是指采用了数字控制器的自动控制系统。 二、下列知识点可出名词解释和简答题 1. 实时数据采集：对被控参数按一定的采样时间间隔进行检测，并将结果输入计算机。 2. 实时计算：对采集到的被控参数进行处理后，按预先设计好的控制算法进行计算，决定当前的控制量。 3. 实时控制：根据实时计算得到的控制量，通过D/A转换器将控制信号作用于执行机构。 4. 实时管理：根据采集到的被控参数和设备的状态，对系统的状态进行监督与管理。 5. 直接数字控制系统：计算机代替模拟控制器直接对被控对象进行控制。 6. 与连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？ (1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 (2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的(数字控制器) ，修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。 (3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 (4) 计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
综合实验报告 ( 2016-- 2017年度第 1 学期) 名称：控制系统综合实验题目：水箱水位控制系统院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：1周 成绩： 日期：2017 年 1 月5 日
《控制系统》综合实验 任务书 一、目的与要求 本综合实验是自动化专业的实践环节。通过本实践环节，使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。 1．了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关系。 2．学会数字控制器组态方法。 3．掌握控制系统整定方法，熟悉工程整定的全部内容。 二、主要内容 1．熟悉紧凑型过程控制系统，并将系统调整为水位控制状态。 2．对数字控制器组态。 3．求取对象动态特性。 4．计算调节器参数。 5．调节器参数整定。 6．做扰动实验，验证整定结果。 7．写出实验报告。 三、进度计划 四、实验成果要求 完成实验报告，实验报告包括： 1．实验目的 2．实验设备
3．实验内容，必须写出参数整定过程，并分析控制器各参数的作用，总结出一般工程整定的步骤。 4．实验总结，此次实验的收获。 以上内容以打印报告形式提交。 五、考核方式 根据实验时的表现、及实验报告确定成绩。 学生姓名： 指导教师： 2017年1月4日
一、课程设计的目的与要求 本综合实验是自动化专业的实践环节。通过本实践环节，使学生对实际控制系统的结构、系统中各环节的关系、数字控制器的应用和控制系统的整定等建立起完整的概念。培养学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力。 通过此次实验，学生应达到以下的基本要求： 1. 了解单容水箱水位控制系统的实际结构及各环节之间的关系。 2. 了解压力控制系统的实际结构及各环节之间的关系。 3. 学会数字控制器组态方法。 4. 掌握控制系统整定方法，熟悉工程整定的全部内容。 二、设计正文 1、实验设备 紧凑型过程控制系统； 上位机。 2、对数字控制器组态 （1）打开控制器电源，等待约十秒钟，控制器处于正常状态。 （2）控制器组态 同时按控制器“选择”键和“确认”键持续五秒，控制器进入组态界面，显示组态菜单。如果显示“serial”，则说明控制器由上位机控制，需通过“选择”键选“local”项并由“确认”键确认，显示屏才显示主菜单的“StruMenu”项；如显示主菜单的“StruMenu”项，则可直接组态。组态内容如下表（没标数值的参数可由“确认”键直接确认）：
《计算机控制》课程设计报告 题目: 超前滞后矫正控制器设计 姓名: 学号: 10级自动化 2013年12月2日
《计算机控制》课程设计任务书 指导教师签字：系（教研室）主任签字： 2013年11 月25 日
1.控制系统分析和设计 1.1实验要求 设单位反馈系统的开环传递函数为) 101.0)(11.0(100 )(++= s s s s G ，采用模拟设 计法设计数字控制器，使校正后的系统满足：速度误差系数不小于100，相角裕度不小于40度，截止角频率不小于20。 1.2系统分析 （1）使系统满足速度误差系数的要求: ()() s 0 s 0100 lim ()lim 100 0.1s 10.011V K s G s s →→=?==++ (2)用MATLAB 画出100 ()(0.11)(0.011) G s s s s = ++的Bode 图为： -150-100-50050 100M a g n i t u d e (d B )10 -1 10 10 1 10 2 10 3 10 4 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Gm = 0.828 dB (at 31.6 rad/s) , P m = 1.58 deg (at 30.1 rad/s) Frequency (rad/s) 由图可以得到未校正系统的性能参数为： 相角裕度0 1.58γ=?， 幅值裕度00.828g K dB dB =, 剪切频率为：030.1/c rad s ω=， 截止频率为031.6/g rad s ω=
（3）未校正系统的阶跃响应曲线 024******** 0.20.40.60.811.2 1.41.61.8 2Step Response Time (seconds) A m p l i t u d e 可以看出系统产生衰减震荡。 （4）性能分析及方法选择 系统的幅值裕度和相角裕度都很小，很容易不稳定。在剪切频率处对数幅值特性以-40dB/dec 穿过0dB 线。如果只加入一个超前校正网络来校正其相角，超前量不足以满足相位裕度的要求，可以先缴入滞后，使中频段衰减，再用超前校正发挥作用，则有可能满足要求。故使用超前滞后校正。 1.3模拟控制器设计 （1）确定剪切频率c ω c ω过大会增加超前校正的负担，过小会使带宽过窄，影响响应的快速性。 首先求出幅值裕度为零时对应的频率，约为30/g ra d s ω=，令 30/c g rad s ωω==。 （2）确定滞后校正的参数 2211 3/10 c ra d s T ωω= ==, 20.33T s =,并且取得10β=
实验一MATLAB 仿真基础 一、实验目的： （1）熟悉MATLAB 实验环境，掌握MATLAB 命令窗口的基本操作。 （2）掌握MATLAB 建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。 （3）掌握使用MATLAB 命令化简模型基本连接的方法。 （4）学会使用Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 二、实验设备和仪器 1．计算机；2. MATLAB 软件 三、实验原理 函数tf ( ) 来建立控制系统的传递函数模型，用函数printsys ( ) 来输出控制系统的函数，用函数命令zpk ( ) 来建立系统的零极点增益模型，其函数调用格式为：sys = zpk ( z, p, k )零极点模型转换为多项式模型[num , den] = zp2tf ( z, p, k ) 多项式模型转化为零极点模型 [z , p , k] = tf2zp ( num, den ) 两个环节反馈连接后，其等效传递函数可用feedback ( ) 函数求得。 则feedback （）函数调用格式为： sys = feedback （sys1, sys2, sign ） 其中sign 是反馈极性，sign 缺省时，默认为负反馈，sign ＝-1；正反馈时，sign ＝1；单位反馈时，sys2＝1，且不能省略。 四、实验内容： 1.已知系统传递函数，建立传递函数模型 2.已知系统传递函数，建立零极点增益模型 3．将多项式模型转化为零极点模型 1 2s 2s s 3s (s)23++++=G )12()1()76()2(5)(332 2++++++= s s s s s s s s G 12s 2s s 3s (s)23++++= G )12()1()76()2(5)(3322++++++=s s s s s s s s G
第一章 1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？ 答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。 按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。（2）直接数字控制（简记为DDC）。（3）监督控制（简记为SCC）。（4）分级控制。（5）集散控制。（6）计算机控制网络。 按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。（3）有限拍控制。（4）复杂规律控制。（5）智能控制。 1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。 答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。 方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统 1.9 简述采样定理及其含义。 答：采样定理：如果采样角频率=2/T大于2，即≥2，则采样的 离散信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。式中是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。 含义：要使采样信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正 确选择采样角频率，使≥ 1.10 多路巡回检测时，采样时间，采样周期T和通道数N之间的关系。 答：采样时间是足够短的时间，y(kT)y(kT+),0<<。应满足 T≥N。 1.12 设有模拟信号(0～5)V和( 2.5～5)V，分别用8位、10位和12位A/D转换 器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。 答：量化单位q=,量化误差 根据以上公式可求得(05)V：
(2.5)V： 1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？ 答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量(t)。转换的精度取决模-数转换器的位数n，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。 1.19 计算机控制系统有哪些主要的性能指标？如何衡量？ 答：计算机控制系统主要有动态指标，稳态指标和综合指标 1.20 如何衡量系统的稳定性？ 答：用相角裕量和幅值裕量来衡量计算机控制系统的稳定程度。 1.21 动态特性可以由哪些指标来衡量？ 答：（1）超调量（2）调节时间（3）峰值时间（4）衰减比（5）振荡次数N 第二章 2.3 根据Z变换的定义，由Y(z)求出y(kT): 1.已知Y(z)=0.3+0.6+0.8+0.9+0.95+ 解：y(0)=0.3,y(T)=0.6,y(2T)=0.8,y(3T)=0.9,y(4T)=0.95,y(5T)=1 2.已知Y(z)=-+- 解：y(0)=0,y(T)=1, y(2T)=-1, y(3T)=1, y(4T)=-1, y(5T)=1, y(6T)=-1 2.5 已知离散系统的差分方程，试求输出量的Z变换： 1.y(kT)=u(kT)+u(kT-T)-y(kT-T) u(kT)为单位阶跃序列 解：Y(z)=U(z)+U(z)-Y(z) =(+)U(z)-Y(z)
控制中心大屏幕系统（OPS） 1.1通用要求 控制中心显示屏规模暂定为3（行）*10（列）30个显示单元，每个显示单元对角线为70英寸的LED光源DLP显示屏。供货方应承诺综合显示屏显示单元数量的更改应按照单价进行调整。 显示内容为ISCS（含SCADA、BAS、FAS等信息），CCTV数字视频信号、信号系统显示信息等。 大屏幕系统由投影显示系统、多屏图形控制系统、大屏工作站及应用管理软件等构成。 供货方应选用成熟知名品牌的综合显示屏（OPS）产品，且该产品的提供商在国内城市轨道交通地铁工程运营控制中心调度大厅中具有配合建设的业绩。供货方所选用的大屏幕投影箱体，投影机芯，图像拼接控制器都应该通过中国CCC认证。 整个显示系统应可作为统一显示平台显示临时信息等，同时，可分为多个功能区，各功能区将按照职能需要显示各种信号。 整个显示系统可作为统一平台进行管理，如统一开关、在全屏任意位置调用任意信号显示等；同时，各功能区应可独立管理，如对所选区域进行开关机、在该区域内调用信号等。 整个系统可对多个视频信号、计算机信号、网络高分辨率信号进行显示，显示时可对任意信号窗口进行灵活控制和管理，同时保证显示效果良好。 系统应采用先进的技术以及系统结构，提高系统可靠性和可用性，减少故障带来的
影响；提供冗余配置，具备模块设计，容易扩展；采用统一的控制管理系统，可以灵活操纵屏幕，同时提供二次开发接口，方便和其他系统进行整合。 OPS包括ISCS（含CCTV）和SIG两部分，ISCS和SIG相互独立，分别通过各自的多屏图形控制器输出至投影显示单元。全套大屏幕系统应由一个供货方统一供货，遵照OCC工艺要求统一安装布置。SIG系统供货商与大屏幕系统供货商相配合，实现SIG 行车调度画面显示功能。 OPS系统应负责多种应用系统的集中接入及显示，并支持CCTV系统提供的1080p 高清视屏源的显示。 OPS系统应采用国际国内卓越的DLP高清晰度显示技术、投影墙无缝拼接技术、多屏图象处理技术、网络技术、集中控制、抗震7级以及防尘散热等技术。 OPS应是一个具有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先进的大屏幕显示系统。整套系统的硬件、软件设计上应充分考虑到系统的安全性、可靠性、可维护性和可扩展性。 OPS的存储和处理能力应满足后续工程扩展的要求。 供货方应充分考虑维护人员对设备维护的便捷性，并提供维护方案。 1.2投影显示系统 投影显示系统主要由显示单元、底座、支架及其它等部分组成。 显示单元 1)采用高对比度、高增益（>3.7）、宽视角与投影机一体化的箱体式屏幕。 2)采用TI的最新的DDR（double data rate）技术DMD芯片为核心技术的一体化 投影机。单屏采用一次反射式的箱体式结构，系统扩展方便。图像信号传输、 处理速度快。投影机应据实提供国家强制性产品认证（CCC认证）。