《计算机操纵技术基础》复习资料
第一章绪论
自动操纵系统：在没有人参与的情况下，通过操纵器使生产过程自动地按照预定规律运行的系统。
开环操纵系统：指无被控量反馈的操纵系统，即需要操纵的是被控对象的某一量，而测量的只是给定信号，被控量关于操纵作用没有任何阻碍的系统。
闭环操纵系统：指有被被控量反馈的操纵系统，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）。
计算机操纵系统：利用计算机（通常称为工业操纵计算机，简称工业操纵机）来实现生产过程自动操纵的系统。
计算机操纵系统的组成：计算机（工业操纵机）和生产过程。工业操纵机是指按生产过程操纵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操纵和治理程序，包括过程输入程序、过程操纵程序、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。
计算机操纵系统的工作原理：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实时操纵决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的操纵规律，决定将要采取的操纵行为。③实时操纵输出：依照操纵决策，适时地对执行机构发出操纵信号，完成操纵任务。
计算机操纵系统的工作过程：测量、计算、操纵、治理。
在线方式：生产过程和计算机直接连接，并受计算机操纵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，且不受计算机操纵，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刻范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行操纵，超出了那个时刻，就失去了操纵的时机，操纵也就失去了意义。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的系统，但一个实时操纵系统必定是在线系统。
计算机操纵系统的典型型式：（1）操作指导操纵系统（DAC）（定义：计算机测得的信号数据，依照一定的操纵算法，计算出供操作人员选择的最优操作条件及操作方案。优点：结构简单，操纵灵活和安全。缺点：开环操纵。由人操作，实时性差，不能操纵多个对象。）（2）直接数字操纵(DDC) （定义：计算机通过模拟量输入通道、开关量输入通道实时采集数据，然后按照一定的操纵规律进行计算，
最后发出操纵信息，并通过模拟量输出通道、开关量输出通道直接操纵生产过程。优点：能够实现自动操纵、多回路操纵，能够灵活的把各种算法施加于生产过程。这种结构是计算机操纵的最差不多结构！）（3）监督操纵系统（SCC）（定义：计算机依照原始工艺信息和其它参数，按照描述生产过程的数学模型或其它方法，自动地改变模拟调节器或以直接数字操纵方式工作的微型机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况。优点：计算机坏了，模拟仪表能够直接操纵；DDC 计算机能够直接操纵，SCC计算机只是采集，优化；这实际上是一种不存在上下级通信的两级操纵，只存在传递设定值的关系。提高系统的可靠性。缺点：造价高、效益差，现在差不多不用了。）（4）集散操纵系统（DCS）（定义：采纳分散操纵、集中操作、分级治理、分而自治和综合协调的设计原则，把系统从上到下分为分散过程操纵级、集中操作监控级、综合信息治理级，形成分级分布式操纵。特点：①分散过程操纵级：这是最底层，直接和现场操纵点打交道；②集中操作操纵级：集中在操纵室通过显示屏等几种监控、操作③综合信息治理级：实现整个企业的综合信息、治理，要紧执行生产治理和经营治理功能，能够提供治理决策信息。）（5）现场总线操纵系统(FCS)（FCS即新一代分布式操纵系统，采纳“工作站---现场总线智能仪表”二层结构，国际标准统一后，可实现真正的开放式互连系统结构。优点：降低DCS成本，提高可靠性。）（6）综合自动化系统（CIMS\CIPS）（由企业资源信息治理系统、生产执行系统和生产过程操纵系统构成的三层结构，已成为综合自动化系统的整体解决方案。综合自动化系统要紧包
括制造业的计算机集成制造系统和流程工业的计算机集成过程系统。）
计算机操纵系统的进展趋势：(1)操纵系统网络化(2)操纵系统扁平化(3)操纵系统智能化(4)操纵系统综合化。
第二章计算机操纵系统的硬件设计技术
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。接口技术：研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术。
过程通道：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。
总线：所谓总线，确实是计算机各模块之间和传送信息（指令、地址和数据）的一组信号线。
内部总线：又称系统总线，或板极总线、微机总线，是用于微机系统中各插件之间信息传输的通路。内部总线又可分为片级总线和系统总线。片级总线包括数据总线、地址总线、操纵总线等；系统总线包括ISA总线、EISA总线、VESA总线、PCI总线等。
外部总线：又称通信总线，是微机系统之间或微机系统与其他系统之间信息传输的通路。外部总线包括RS-232C、RS-485、IEEE-488等总线。
串行总线：确实是使数据一位一位地进行传输而实现通信的总线。
并行总线：信息以并行方式同时传送。
非平衡电气特性：信号采纳单线传输，以地线作为信号回路，干扰信号直接叠加到信号上，易造成信号传输错误。
平衡电气特性：信号采纳双线（双绞线）传输，即使有干扰信号，也是同时加载到信号传输线的两端，只要传输系统的共模抑制比高，干扰信号可不能造成实质性的阻碍。
ISA：IBM公司推出的基于80286CPU的PC/AT微型计算机所采纳的扩展总线标准确实是ISA总线。
PCI：PCI 是美国SIG集团推出的64位总线。该总线的最高总线频率为33MHz，数据传输为80MB/s(峰值传输率为133MB/s)。
RS-232：是由美国电子工业协会EIA于1969年制定并采纳的一种串行通信接口标准。
RS-232性能特点：（1）距离小于15m；（2）速率小于20Kb/s(目前可达到115Kb/s)；（3）电气特性，逻辑“1”：－3V～－15V；逻辑“0”：＋3V～＋15V；（4）传输距离≤15米；（5）最大负载电容≤2500Pf；（6）波特率≤20kb/s；（7）同意器输入阻抗：3～7kΩ；（8）驱动器输出阻抗≤300Ω；（9）驱动器转换速率≤30V/μs；（10）输出短路电流≤0.5A。（11）对共模干扰信号抵抗较差。
RS-422：RS-422有RS-232进展而来。为改进RS-232通信距离短、速度低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，同意在一条平衡总线上连接最多10个同意器。RS-422是一种单机发送、多机同意的单向、平衡传输规范。RS-422的数据信号采纳差分传输方式，也称做平衡传输。它使用一对双绞线进行数据传输。
RS-485：RS-485是RS-422的变型，它与RS-422都采纳平衡差分电路，区不在于RS-485为半双工工作方式，因而能够采纳一对平衡差分信号线来连接。
RS-485性能特性：（1）距离小于1200m；（2）速率到100Kbit/s；（3）电气特性，逻辑“1”：－2V～－6V；逻辑“0”：＋2V～＋6V；（4）传输距离≤1200米；（5）波特率≤10Mb/s；（6）同意器输入阻抗≥4kΩ；（7）节点数，1发10收；（8）抗干扰能力，共模抑制比高，干扰信号可不能造成实质性的阻碍。
USB:称为通用串行总线，是由Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC和NT 七大共同推出的新一代接口标准。它是一种连接外部设备的机外总线。USB的要紧性能特点：（1）具有热插拔功能；（2）USB采纳“级联”方式连接各个外部设备；（3）适用于低速外设连接。
ISA的要紧性能：（1）具有16位数据线、20根地址线；（2）支持16MB的存储器寻址空间和64KB的I/O寻址空间；（3）支持11级中断；（4）支持7个DMA传输通道；（5）支持主从操纵、I/O等待和I/O校验等功能；（6）最大传输率为8MBPs。PCI的要紧性能：（1）支持10台外设；（2）总线频率33.3MHz/66MHz；（3）数据传输率133MB/s；（4）总线宽度32bit/64bit；（5）时钟同步方式；（6）与CPU 及时钟频率无关；（7）自动识不外设。
CompactPCI特点：紧凑式、欧式连接器、热插拔。
PCIe特点：串行、高速、点对点、×4 … ×32
RS-422/RS485具有更强的抗扰能力：平衡传输（差分传输）
RS-485网络的地址分配：唯一。
RS-422转为RS-485：Rx+ Tx+ →DATA+；Rx- Tx- →DATA-。
单极性：假如参考电压为+5V，则当数字量N从00H至FFH变化时，对应的模拟电压Vo的输出范围是-5V~0V。
双极性：当数字量从00H至FFH变化时，对应的电压Vo输出范围是-5V~+5V 。离散信号：信号是脉冲序列或数码。
输入调理信号：将输入信号通过转换、爱护、滤波、隔离等措施转换成计算机能同意的逻辑信号。
信号调理电路：要紧通过非电量的转换、信号的变换、放大、滤波、线性化、共模抑制及隔离等方法，将非电量和非标准的电信号转换成标准的电信号。
采样过程：按一定的时刻间隔T，把时刻上连续和幅值上也连续的模拟信号，转变成在时刻O、T、2T、…KT的一连串脉冲输出信号的过程。
采样保持：把采样时刻的采样值保持到A/D转换结束，采样信号恢复为连续信号。量化：所谓量化，确实是采纳一组数码(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。也确实是如何样将离散模拟变量变为二进制码。将采样信号转换为数字信号的过程为量化过程，执行量化动作的装置是A/D转换器。二进制数的大小和量化单位有关。
孔径时刻：在模拟量输入通道中,完成一次A/D转换所需的时刻。
孔径误差：关于随时刻变化的模拟信号,孔径时刻决定了每一个采样时刻的最大
转化误差。
采样保持器：在数据采样期间，保持输入信号不变的电路称为保持器。
采样保持器的作用：能够消除孔径误差，提高被采样模拟量输入信号的频率范围。采样保持器的目的:为了提高模拟量输入信号的频率范围,以适应某些随时刻变化较快的信号的要求。
模拟开关：又称多路开关，是用来切换模拟电压信号的关键元件。利用多路开关可将各个输入信号以次地或随机地连接公用放大器或A/D转换器上。
零阶保持器：是一种按照恒值规律外推的保持器。它把前一采样时刻nT的采样值e(nT)不增不减地保持到下一采样时刻(n+1)T。
过程通道：工业操纵机和生产过程之间设置的信号传递和变化的连接通道。
模拟量输入通道：把从系统中检测的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。
模拟量输出通道：把计算机输出的数字量转换成模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行机构，达到操纵的目的。
模拟量输入通道组成:I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及操纵逻辑组成。
开关量输入通道组成：要紧由输入缓冲器、输入调理电路、输入口地址译码电路等组成。
开关量输出通道组成：要紧由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路
等组成。
主机作用：数值计算、逻辑推断、数据处理工作。
干扰分类：按根源分：放电噪声、高频振荡噪声、浪涌噪声。按传导方式分：串模、共模。
串模干扰:所谓串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声。那个地点的被测信号是指有用的直流信号或缓慢变化的交变信号，而干扰噪声是指无用的变化较快的杂乱交变信号。抑制方法：（1）有源滤波电路（假如串模干扰频率比被测信号频率高，则用输入低通滤波来抑制高频串模干扰；假如串模干扰频率比被测信号频率低，则采纳高通滤波器来抑制低频串模干扰；假如串模干扰频率落在被测信号频谱的两侧，则应用带通滤波器。）（2）当峰尖型串模干扰称为要紧干扰源时,用双积分式A/D转换器能够削弱串模干扰的阻碍。（3）来自电磁感应的,对被测信号应尽可能早的进行前置放大,达到提高回路中的信号噪声比的目的;或者尽可能早的完成模/数转换或采取隔离屏蔽等措施。（4）从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰。（5）采纳双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应同时使各个小环路的感应电动势互相成反向抵消。
共模干扰：也称为共态干扰，所谓共模干扰是指A/D转换器两个输入端上共有的干扰电压。这种干扰可能是直流电压，也能够是交流电压。抑制方法：光电隔离、变压器隔离、浮地屏蔽、采纳仪表放大器提高共模抑制比。
长线传输干扰抑制方法：终端匹配、始端匹配。
主机抗干扰措施：看门狗、电源监控、复位等。
地线：模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。
第四章常规及复杂操纵技术
操纵系统的四大要素：被控对象、检测变送器、执行机构、操纵器。
被控对象性能指标：（1）态性能指标：稳态误差。（2）动态性能指标：超调量、调解时刻、峰值时刻、衰减比、振荡次数。（3）综合性能指标：积分性能指标，末值型指标，复合型指标。
PID操纵：依照偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)进行操纵，是操纵系统中应用最为广泛的一种操纵规律。
比例操纵的作用：能迅速反应误差,从而减小误差,但比例操纵不能消除稳态误差,Kp的加大，会引起系统的不稳定。
积分操纵的作用：只要系统存在误差，积分操纵作用就不断的积存，输出操纵量以消除误差，只要有足够的时刻，积分操纵将能完全消除误差，积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。
微分操纵的作用：能够艰险超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时刻，改善系统的动态性能。
增量式与位置式相比的优点：（1）增量算法不需要做累加，操纵量增量的确定仅与最近几次误差采样值有关，计算误差或计算精度问题，对操纵量的计算阻碍较小。而位置算法要用到过去的误差的累加值，容易产生大的累加误差。（2）增量
第一章 1．计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？ 2．分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。 3．计算机控制系统的软件由哪些部分构成？ 4．按控制方案来分，计算机控制系统划分成那几大类？ 5．计算机控制装置可以分成哪几种机型？可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 1. 计算机控制系统及工程应用--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。 ?计算机控制系统是由常规仪表控制系统演变而来的; 2.计算机控制系统硬件一般包括：主机--CPU ＋RAM＋ROM＋系统总线常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO 人机接口设备—CRT、LED、LCD、打印机等通信设备—交换机、modem、集线器等 3.软件通常分为系统软件和应用软件两大类；系统软件一般由计算机厂家提供，专门用来使用和管理计算机本身的程 图1-4 计算机控制系统硬件组成框图 序；应用软件是用户针对生产过程要求而编制的各种应用程序。 4.数据采集系统（DAS）操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC）计算机监督控制系统（SCC） 分散控制系统（DCS 现场总线控制系统（FCS） 5.可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 第二章 8、结合图2-3，分析说明DAC0832的内部结构组成及其作用 DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由LE1加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，由LE2加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。 第三章 2．分析说明8路模拟开关CD4051的结构原理图，结合真值表设计出两个CD4051扩展为一个8路双端模拟开关的示意图。 3．什么叫周期采样？采样时间？采样周期？
《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|'|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：指有被被控景反馈的控制系统，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）来实现生产过程日动控制的系统。 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了程序等。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：对来日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，并按己定的控制规律, 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。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的系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。 计算机控制系统的典型型式：（1）操作指导控制系统（DAC）（定义：计算机测得的信号数据，根据一定的控制算法，计算出供操作人员选择的最优操作条件及操作方案。优点：结构简单，控制灵活和安全。缺点：开环控制。由人操作，实时性差，不能控制多个对象o）（2）直接数字控制（DDC）（定义：计算机通过模拟量输入通道、开关量输入通道实时采集数据, 然后按照一定的控制规律进行计算，最后发出控制信息，并通过模拟量输出通道、开关量输出通道直接控制生产过程。优点：能够实现自动控制、多回路控制，能够灵活的把各种算法施加于生产过程。这种结构是计算机控制的最基本结构！）（3）监督控制系统（SCC）（定义: 计算机根据原始丁艺信息和其它参数，按照描述生产过程的数学模型或其它方法，自动地改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况。优点：计算机坏了，模拟仪表可以直接控制；DDC计算机可以直接控制，SCC计算机只是采集，优化；这实际上是一种不存在上下级通信的两级控制，只存在传逆设定值的关系。提
计算机专业基础知识 一、计算机的概念 计算机是一种能快速、高效、自动地完成信息处理的电子设备，它能按照程序对信息进行加工、处理、存储。二、计算机的诞生与发展 1. 诞生：1946年，美国为计算弹道轨迹而研制成功了世界第一台计算机ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Computer）。在第一台计算机的基础上，美籍匈牙利科学家冯·诺伊曼提出存储程序的通用电子计算机EDVAC的方案，大大推动了计算机的发展。 微型计算机的发展史实际上就是微处理器的发展史。 2. 发展： 阶段时间逻辑器件应用范围 第一代 1946——1958 真空电子管科学计算、军事研究第二代 1959——1964 晶体管数据处理、事物处理第三代 1965——1970 集成电路包括工业控制的各个领域第四代 1971——大规模集成电路应用到了各个领域 三、计算机的主要应用 1. 科学计算：弹道轨迹、天气预报、高能物理等 2. 信息处理：企业管理、物资管理、电算化等 3. 过程控制：工业自动化控制，卫星飞行方向控制 4. 辅助工程：CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助 测试）、CAI（计算机辅助教学）等 5. 电子商务 四、微型机的主要性能指标 1. 字长：指计算机能够直接处理的二进制数据的位数。单位为：位（BIT）。字长越长，计算机处理数据的精度越高。 2. 主频：指计算机主时钟在一秒钟内发出的脉冲数。它在很大程度上决定了计算机的运算速度。 3 . 内存容量：是标志计算机处理信息能力强弱的一向技术指标。单位为字节（BYTE）。 8BIT＝1BYTE 1024B＝1KB 1024KB＝1MB 1024MB＝1GB 4. 存取周期：内存储器完成一次完整的读操作或写操作所用的时间。 5. 运算速度：计算机每秒钟所能执行的指令条数，单位是：百万条/秒（MIPS）。五、计算机语言 主要包括：机器语言、汇编语言、高级语言六、计算机病毒 计算机病毒是人为编制的特殊程序，它潜伏在计算机系统中，能够在特定的条件下被激活，进行复制、传播，从而达到破坏计算机系统和数据的目的。它具有传染性、隐蔽性、触发性、潜伏性、破坏性等特点。七、计算机在会计核算中的作用 1. 提高工作效率 2. 提高工作质量 3. 促进会计工作规范化 4. 打破传统会计工作的范围，促进企业管理信息化 第二部分计算机系统的组成 计算机系统由硬件系统和软件系统组成，结构如图：
计算机控制系统设计性实验报告 学生姓名:学号： 学院:自动化工程学院 班级: 题目:
设计性实验撰写说明 正文：正文内容层次序号为： 1、1.1、1.1.1 2、2.1、2.1.1……。 1、选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计的指导思想。 2、方案论证(设计理念)：说明设计原理（理念）并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。 3、过程论述：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。 4、结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。 5、结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合。 6、设计心得体会。 课程设计说明书（报告）要求文字通顺，语言流畅，无错别字，用A4纸打印并右侧装订。
《计算机控制系统》设计性实验 一、通过设计性实验达到培养学生实际动手能力方法及步骤： 对系统设计方法可以从“拿到题目”到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行全方位的启发。让学生掌握对不同的控制系统设计方法和基本思想，从工程角度对待设计题目，尽量做到全面认识理解工程实际与实验室环境的区别，逐步引入工程思想，提高学生设计技巧和解决实际问题的能力。 1、了解和掌握被控制对象的特性； 2、选择合理的传感器（量程、精度等）； 3、计算机控制系统及接口的设计（存储器、键盘、显示）； 4、制定先进的、合理的控制算法； 5、结合控制系统的硬件系统对软件进行设计； 6、画出系统硬件、软件框图； 7、系统调试。 二、具体完成成品要求： 1、对传感器、A/D、D/A、中央处理器、显示、键盘、存储器的选型大小等； 2、实现系统硬件原理图用Protel或Proteus、MATLAB软件（框图）仿真设计； 3、达到课题要求的各项功能指标； 4、系统设计文字说明书； 5、按照学号循环向下作以下7个题目。 三、系统控制框图： 控制系统硬件框图
计算机控制技术基础知识测试(doc 18页)
计算机控制技术复习资料 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
大学计算机信息技术基础知识 第一章信息技术概述 1.比特（bit,binarydigit）即二进位，只有0和1两种取值，是组成数字信息的最小单位， 一般用小写字母b表示。计算机中存储信息的最小单位是字节（byte），用大写字母B 表示。换算关系：1B=8b，八个比特（八位二进制数字）构成一字节。 一个触发器可以存出一个比特。中央处理器中的寄存器可以存储一组比特。 在内存储器中使用2的幂次作单位：1GB=1024MB=10242KB=10243B；在数据通信和计 高，极限工作频率就越高。 摩尔定律：单块集成电路的及成都平均每18~24个月翻一番。 我国第二代居民身份证是采用非接触式IC卡制成的，进一步改善了防伪性能。 第二章计算机组成原理 7.计算机应用模式的演变：集中计算模式、分散计算模式、网络计算模式。 根据前文所述的计算机划代标准，计算机从上世纪四十年代至七十年代中期以来一共可分为四代。 计算机分类：巨型计算机、大型计算机、服务器、个人计算机、嵌入式计算机。巨型和大型计算机的区别在于巨型计算机的CPU个数是大型计算机的成百上千倍。
计算机逻辑组成：中央处理器(CPU)、内存储器、外存储器、输入设备、输出设备（通称I/O设备）。它们通过总线相连。CPU、内存储器、总线等构成计算机的“主机”；I/O 设备和外存储器通常称为计算机的“外围设备”或“外设”。 8.CPU的根本任务是执行指令。包括：寄存器组（暂时存放计算结果）、运算器(ALU，进 行算术运算和逻辑运算)、控制器（存放正在执行的指令的地址）。 指令由操作码和操作数地址组成。不同品牌的CPU大多数指令系统各不相同。 CPU性能指标：字长（能够同时进行运算的二进制位数即寄存器的宽度，32位或64位等）、主频（内部数据传输和操作速度快慢）、总线速度、高速缓存cache容量和结构、指令系统、逻辑结构、内核个数。 9.PC主机机箱组件 10.扫描仪：手持式、平板式、胶片专用、滚筒式。其中家用办公用途通常为平板式。 数码相机工作原理：先将影像聚焦在成像芯片CCD或CMOS上，在经过A/D转换变成数字图像并经过一定的数据压缩和图像处理。 常见输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。 第三章计算机软件 1.程序是软件的主体，软件指设计比较成熟、功能比较完善、具有某种使用价值的程序。 软件和程序本质上是相同的。 软件按功能和作用划分可分为系统软件（如BIOS）和应用软件。应用软件按开发方式
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。
（一）基本概念 第一章 1、什么是计算机控制系统？与传统的控制系统相比，计算机控制系统的优点是什么？ 答：计算机控制系统：用计算机代替常规控制系统中的模拟控制器对系统进行控制的系统。 优点：具有精度高速度快、存储容量大和逻辑判断功能，看完实现高级复杂的控制方法，获得快速静谧的控制效果。 2、简述计算机控制系统的硬件组成和各自的功能。 答：计算机控制系统的硬件一般由主机、接口和输入/输出通道、通用外部设备、执行机构、检测元件、仪表、操作台等部分组成。 主机：采用一台或多台计算机，通过接口和I/O口通道，接收检测设备传来的信息并向控制系统的各个部件发出命令，同时计算机对系统的各个参数进行巡回检测、数据处理、控制计算、分析报警、逻辑判断等。 接口与I/O通道：主机与被控对象之间进行信息交换的纽带。 通用外部设备：扩大计算机的功能，是计算机系统与操作人员的交互界面，用来完成信息的记录、存储、显示、打印、传送。 检测元件、仪表、执行机构：检测元件和仪表用来测量生产对象的某些参数，并将非电量的被测参数转换为电量表示；执行机构接受CPU的命令使被控对象完成规定的控制动作。 操作台：用来实现人机之间的交互功能。 3、计算机控制系统应当有哪些主要特征？ 答：1.实时性 2.良好的输入/输出能力 3.标准化和系列化 4.模块化的系统结构 5.可靠性（平均无故障时间、抗干扰能力强、具有定时自动启动功能和硬件自检功能） 4、计算机控制系统大致可分为哪几类？简述各类计算机控制系统的结构和特点。 答：计算机控制系统大致可分为以下五类： 1）数据采集系统（DAS，Data Acquision System） 2）直接数字控制系统（DDC，Direct Digital Control） 3）计算机监督系统（SCC，Supervisory Computer Control） 4）分布式控制系统（DCS，Distributed Control System） 5）现场总线控制系统（FCS，Fieldbus Control System） 1）数据采集系统简称：DAS 计算机只对控制系统的参数进行采集、加工和分析处理，并将处理后的数据输出。操作人员根据输出的数据，对生产过程出现的问题进行处理，计算机不直接参与生产过程的控制，该系统结构简单，安全可靠。
《计算机控制技术》习题解答 第一章 1.1什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。 1.2、微型计算机控制系统的特点是什么？ 微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点： a.控制规律灵活多样，改动方便 b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制 c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高 d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度 1.3 计算机控制系统结构有哪些分类？指出这些分类的结构特点和主要应用场合。 答： （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。 1.4.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。 1.5.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。 1.6 操作指导、DDC和SCC系统的工作原理如何？它们之间有何区别和联系？ (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
计算机应用技术基础知识复习 一、计算机技术的发展 四个阶段：第1代：1946~195×电子管计算机 代表性机种：ENIAC 第2代：195×~196×晶体管计算机 代表性机种：TRADIC 第3代：196×~197×集成电路计算机 OS，编译系统，各类高级语言，百万~千万次/秒 代表性机种：IBM360 第4代：197×~ 现在大规模、超大规模集成电路计算机 代表性机种：ILLIAC-IV 199×~ 200×超大规模集成电路计算机，亿万次以上/秒 一、计算机的字长： 1）字长4位阶段 1971年1月，英特尔（Intel）公司研制成功了第一枚能够实际工作的微处理器4004 2）字长8位阶段 1974年4月1日，Intel推出了自己的第一款8位微处理芯片8080。 1974年12月，装配有8080处理器的计算机“牛郎星”诞生，这也是世界上第一台装配有微处理器的计算机，从此掀开了个人计算机PC（Personal Computer）的序幕。 3）字长16位阶段 1982年2月，Intel公司发布80286处理器。 4）字长32位阶段 1985年7月，Intel公司推出了第一枚32位处理器80386。 1985年11月，微软公司正式推出了Windows操作系统。 5）字长64位阶段 1995年8月24日，微软公司正式推出Windows95操作系统。 1995年11月1日，Intel公司推出Pentium Pro处理器。 2007年1月8日，Intel公司发布了用于个人计算机的65nm酷睿2四核处理器和用于服务器的四核处理器。 二、计算机的分类及其发展趋势： 巨型机、大型机、小型机、工作站、个人计算机（微机） 提问：微机属于第几代计算机。 三、计算机的应用和发展趋势： 数值计算、数据及事物处理、自动控制与人工智能、计算机辅助系统、通信与网络 发展趋势：由大到巨：追求高速度、高容量、高性能 由小到微：追求微型化，包括台式、便携式、笔记本式乃至掌上型，使用方便， 网络化 智能化 多功能化 四、计算机工作原理：储存程序与程序控制（EDVAC） 五、计算机的主要性能指标： 主频：主频是CPU工作的时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内工作的脉冲数，它在很
计算机控制系统试卷一答案 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。 4、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 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｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 5、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增
《计算机控制技术》课程教学大纲 课程名称：计算机控制技术 英文名称：The Technology of Control Based On The Computer 课程类型：专业基础选修课 总学时：48 讲课学时：40 实验学时：8 学时：48 学分：3 适用对象：自动化专业、测控技术与仪器 先修课程：自动控制原理、现代控制理论、微机原理及应用、单片机原理及应用 一、课程性质、目的和任务 《计算机控制技术》是自动化专业的一门重要的专业基础课。课程的教学目的在于使学生掌握通过计算机来实现自动控制的工作原理和一般的方法，掌握计算机控制系统的分析和设计的基本理论和方法。在本课程的教学过程中，着重突出阐述基本的数字控制器的设计方法，针对计算机控制系统的特点，介绍具体的数字控制器的设计技术。最后，通过对目前国内典型的计算机控制系统的举例及分析，使学生能够更加具体地了解以数字控制器为核心的计算机控制系统的一般设计过程和在控制方法上的特点。通过课程学习，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为进一步学习专业知识以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。 二、教学基本要求 本课程主要以线性离散控制系统为研究对象，进行系统的分析与设计。学完本课程应达到以下基本要求： 1．了解计算机控制系统的组成、特点及分类，典型的计算机控制系统和计算机控制系的发展方向。 2．了解计算机控制系统基本的输入输出接口技术和输入输出通道的组成及其作用。 3．掌握线性离散系统的基本理论和分析方法。 4．掌握数字PID控制算法，并在此基础上能进行计算机控制系统的模拟化设计。 5．熟练掌握计算机控制系统的直接设计方法。 6．了解纯滞后对象的特点及其控制算法——大林算法。 三、教学内容及要求 1．绪论 ①理解计算机控制系统的组成及特点； ②理解计算机控制系统的分类； ③了解典型的计算机控制系统； ④了解机控制系统的发展方向。 2．输入输出接口和通道 ①了解I/O接口与I/O控制方式； ②了解I/O通道的组成、分类及其作用；
第一部分 一、单项选择题 1.世界上第一台电子数字计算机取名为( )。 A.UNIVAC B.EDSAC C.ENIAC D.EDVAC 2.操作系统的作用是（）。 A.把源程序翻译成目标程序 B.进行数据处理 C.控制和管理系统资源的使用 D.实现软硬件的转换 3.个人计算机简称为PC机，这种计算机属于( )。 A.微型计算机 B.小型计算机 C.超级计算机 D.巨型计算机 4.目前制造计算机所采用的电子器件是( )。 A.晶体管 B.超导体 C.中小规模集成电路 D.超大规模集成电路 5.一个完整的计算机系统通常包括( )。 A.硬件系统和软件系统 B.计算机及其外部设备 C.主机、键盘与显示器 D.系统软件和应用软件 6.计算机软件是指( )。 A.计算机程序 B.源程序和目标程序 C.源程序 D.计算机程序及有关资料 7.计算机的软件系统一般分为( )两大部分。 A.系统软件和应用软件 B.操作系统和计算机语言 C.程序和数据 D.DOS和WINDOWS
8.在计算机内部，不需要编译计算机就能够直接执行的语言是( )。 A.汇编语言 B.自然语言 C.机器语言 D.高级语言 9.主要决定微机性能的是( )。 A.CPU B.耗电量 C.质量 D.价格 10.微型计算机中运算器的主要功能是进行( )。 A.算术运算 B.逻辑运算 C.初等函数运算 D.算术运算和逻辑运算 11.MIPS常用来描述计算机的运算速度，其含义是( )。 A.每秒钟处理百万个字符 B.每分钟处理百万个字符 C.每秒钟执行百万条指令 D.每分钟执行百万条指令 12.计算机存储数据的最小单位是二进制的( )。 A.位（比特） B.字节 C.字长 D.千字节 13.一个字节包括( )个二进制位。 A.8 B.16 C.32 D.64 14.1MB等于( )字节。 A.100000 B.1024000 C.1000000 D.1048576 15.下列数据中，有可能是八进制数的是( )。 A.488 B.317 C.597 D.189 16.与十进制36.875等值的二进制数是( )。 A.110100.011 B.100100.111 C.100110.111 D.10010 1.101
计算机控制技术基础 本课主要内容 ?过程通道输入输出技术 ?测量数据处理技术 ?抗干扰技术 ?数据通信技术基础 ?计算机网络技术 第一章绪论 ◆计算机控制系统基本概念 ◆计算机控制系统的组成 ◆计算机控制系统的信号流程 ◆计算机控制系统分类 第 1 节计算机控制系统基本概念 闭环控制系统的典型结构图 ?概念： 通俗地讲，利用计算机参与控制的系统称为计算机控制系统； 模拟控制缺点： ?难以实现复杂规律的调节控制 ?不易实现集中监视和操作 ?控制方案的更改比较困难 计算机控制系统的作用： ?实时数据处理
?实时监督决策 ?实时控制输出 第 2 节计算机控制系统的组成 计算机控制系统由控制计算机和被控对象组成，控制计算机包括硬件和软件两部分； 硬件： 1、主机 中央处理器（CPU）、存储器和接口组成的主机是计算机控制系统的核心。 2、过程输入输出设备 是主机与被控对象之间的接口，包括模拟量输入输出设备、数字量输入输出设备等。 3、人机接口设备 包括显示器、键盘和打印机等，作用：显示生产过程的状况，供操作员对生产过程发出操作命令，显示操作控制的结果。 4、通信设备 软件： 1、系统软件 可分为通用和专用两类。通用软件指一般计算机使用的软件，如：Windows、VB和Oracle 等；专用软件指控制计算机特有的软件，如组态软件。 2、应用软件 是针对某个生产过程编制或生成的专用控制软件。（输入输出、控制算法、人机接口，打印制表） 3、管理软件 实现控制和管理的集成，包括：控制管理、操作管理、经营管理和决策管理等。 第 3 节计算机控制系统信号流程 ?模拟信号：时间与幅值上均连续，如：y(t)、u(t) ?离散模拟信号：时间离散，幅值连续，如：y*(t) ?数字信号：时间离散，幅值为数字量，如：y(nT)、u(nT) ?量化模拟信号：时间连续，幅值为连续量化的信号，如：u*(t) 第 4 节计算机控制系统分类
第1章计算机基础知识 1.1 计算机与信息社会 电子计算机是20 世纪人类最伟大的发明之一，随着计算机科学的发展与应用的普及， 计算机已经融入人们的生活，成为人们日常生活、工作、学习中不可缺少的一个基本工具。“21 世纪是以计算机为基础的信息时代”，掌握以计算机为核心的信息技术基础知识和 应用能力是现代大学生必备的基本素质。 1.1.1 计算机的发展 一般认为，世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946 年2 月，它是由美国宾夕法尼 亚大学物理学家莫克利(J.Mauchly)和工程师埃克特(J.P.Eckert)等人共同开发的电子数值积分 计算机(Electronic Numerical Integrator And Calculator，简称ENIAC)。 ENIAC 体积非常庞大，其占地面积为170 平方米，总重量达30 吨，如图1-1 所示。机 器中约有18 800 只电子管、1 500 个继电器、70 000 只电阻以及其他各种电气元件，每小时 耗电量约为140 千瓦。这样一台“巨大”的计算机每秒钟可以进行5 000 次加减运算，相当 于手工计算的20 万倍、机电式计算机的1000 倍。这台计算机的功能虽然无法与今天的计 算 机相比，但它的诞生却是科学技术发展史上一次意义重大的事件，展现出新技术革命的曙光。图1-1 ENIAC(电子数值积分计算机) ENIAC 虽是第一台正式投入运行的电子计算机，但它却并不具备现代计算机“存储程序” ?2 ?大学计算机基础 的思想。由于其结构设计不够弹性化，导致对它的每一次再编程都意味着电气物理线路的再连接。ENIAC 的开发小组针对其缺陷又进一步完善了设计。1946 年6 月，冯·诺依曼博 士 发表了“电子计算机装置逻辑结构初探”论文，并设计出第一台“存储程序”的离散变量自动电子计算机(The Electronic Discrete Variable Automatic Computer，简称EDVAC)，于1952
计算机专业知识试题记录 1. 一个字节包含的二进制位数是（ a ）。 A. 8位 B. 16位 C. 32位 D. 256位 2. 既可作为输入又可作为输出设备的是（ d ）。 A. 扫描仪 B. 显示器 C. 鼠标 D. 磁盘 3. 第一台电子计算机使用的逻辑部件是（ d ）。 A. 集成电路 B. 大规模集成电路 C. 晶体管 D. 电子管 4. 下列字符中，ASCII码值最小的是（ b ）。 A. a B. A C. X D. Y 5. 计算机内存比外存（ c ）。 A. 便宜但能存储更多的信息 B. 存储容量大 C. 存取速度快 D. 虽贵但能存储更多的信息 6. “财务管理”软件属于（ d ）。 A. 工具软件 B. 系统软件 C. 字处理软件 D. 应用软件 7. 微型计算机中的CPU是由（ c ）组成的。 A. 内存储器和外存储器 B. 微处理器和内存储器 C. 运算器和控制器 D. 运算器和寄存器 8. 在计算机中，用于管理软、硬件资源的软件是（ d ）。 A. 数据库软件 B.
常用应用软件 C. 办公软件 D. 操作系统软件 9. 在计算机中信息存储的最小单位是（ a ）。 A. 位 B. 字节 C. 字 D. 字长 10. 计算机存储器的容量一般以KB、MB、GB为单位表示，1KB等于（ c ）。 A. 1024个二进制符号 B. 1000个二进制符号 C. 1024个字节 D. 1000个字节 11. CAI是计算机的主要应用领域之一，它的含义是（a）。 A. 计算机辅助教育 B. 计算机辅助测试 C. 计算机辅助设计 D. 计算机辅助制造 12. 完整的计算机系统是由（ b ）组成的。 A. 主机和外设 B. 硬件和软件 C. 处理器和存储器 D. 系统软件和应用软件 13. 七位二进制数最大可以表示十进制数的（ a ）。 A. 127 B. 128 C. 255 D. 256
计算机控制系统课程设 计 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
课程设计报告学生姓名:学号： 学院:自动化工程学院 班级: 题目:计算机控制系统
1 题目背景与意义 设计背景 在自动控制系统的实际工程中，经常需要检测被测对象的一些物理参数，如温度、流量、压力、速度等，这些参数都是模拟信号的形式。它们要由传感器转换成电压信号，再经A/D转换器变换成计算机能够处理的信号。同样，计算机控制外设，如电动调节阀、模拟调速系统时，就需要将计算机输出的数字信号经过D/A转换器变换成外设能接受的模拟信号。本次《计算机控制系统》课程设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及单片机A/D和D/A多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、等方面的知识进一步加深认识，同时在系统设计、软件编程、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。帮助同学们增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，从而更好的掌握单片机的内部功能模块的应用以及A/D和D/A功能的实现。使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。 设计意义 通过设计此测控装置，加深对控制系统的理解，达到活学活用的目的。理论结合实践，锻炼综合运用能力。 2 设计题目介绍
设计题目 设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。标准电压/电流信号此处定为：0～5V/4～20mA 设计要求 基本要求 设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。 1. 基本要求： 1) 充分理解题目要求，确定方案。 2) 合理选择器件型号。 3) 用1号图纸1张或者采用Protel软件画出电原理图。 4) 用1号图纸1张画出软件结构框图。 5) 写出设计报告，对课程设计成品的功能进行介绍及主要部分进行分析与说明。 6) 每天写出工作日记。 2. 发挥部分： 1) 可将系统扩展为多路。可在此系统中扩展键盘、显示（LCD/LED）、
计算机控制系统作业答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 参考答案： 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 图1.3-2 典型的数字控制系统 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 参考答案： 计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制. ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT操作站相连. 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 参考答案： 计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象
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：