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微型计算机控制技术课后答案

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微型计算机控制技术课后答案

习题一

1,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?

答:CPU,接口电路及外部设备组成。

CPU,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。

接口电路,微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备

2,微型计算机控制系统软件有什么作用?说出各部分软件的作用。

答:软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作,都是在软件的指挥下协调进行的,因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分,软件可分为系统软件、应用软件

1)系统软件:它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说,系统软件只是作为开发应用软件的工具,是不需要自己设计的。

2)应用软件:它是面向用户本身的程序,即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。

3,常用工业控制机有几种?它们各有什么用途?

4,操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何?它们之间有何区别和联系?

答:(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,属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理,计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时计算机就起到了操作指导的作用。

(2)直接数字控制系统(DDC系统):DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行控制运算,然后通过输出通道控制执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。

(3)计算机监督控制系统(SCC系统):SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况,因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制,系统不能运行在最佳状态,而SCC系统不仅可以进行给定值控制,并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。

5,说明嵌入式系统与一般微型计算机扩展系统的区别。

答:嵌入式计算机一般没有标准的硬件配置。嵌入式系统可采用多种类型的处理器和处理器结构。软硬件协同设计采用统一的工具描述,可合理划分系统软硬件,分配系统功能,在性能、成本、功耗等方面进行权衡折衷,获取更优化的设计。嵌入式系统多为低功耗系统。简单地说,就是嵌入式系统和微型计算机的扩展标准不大一样。

6,PLC控制系统有什么特点?

答:(1)可靠性高。由于PLC大都采用单片微型计算机,因而集成度高,再加上相应的保护电路及自诊断功能,因而提高了系统的可靠性。

(2)编程容易。PLC的编程多采用继电器控制梯形图及命令语句,其数量比微型机指令要少得多,除中、高档PLC外,一般的小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简单,因而编程容易掌握、使用方便,甚至不需要计算机专门知识,就可进行编程。

(3)组合灵活。由于PLC采用积木式结构,用户只需要简单地组合,便可灵活地改变控制系统的功能和规模,因此,可适用于任何控制系统。

(4)输入/输出功能模块齐全。PLC的最大优点之一,是针对不同的现场信号,均有相应的模块可与工业现场的器件直接连接,并通过总线与CPU主板连接。

(5)安装方便。与计算机系统相比,PLC的安装既不需要专门的机房,也不需要严格的屏蔽。使用时只需把检测器件与执行机构和PLC的I/O接口端子连接无误,便可正常工作。

(6)运行速度快。由于PLC的控制是由程序控制执行的,因而不论其可靠性还是运行速度,都是继电器逻辑控制无法相比的。

7,微型计算机控制系统与模拟控制系统相比有什么特点?

答:1)结构上。模拟和数字部件的混合系统。

2)含有模拟信号离散模拟、离散数字等多种信号。

3)需采用专门的理论来分析和设计。即模拟调节规律离散化设计法和直接设计法。

4)便于实现复杂的控制具有很大的灵活性和适应性。

5)可实现多回路分时控制。

6)控制的多功能性提高企业的自动化程度分级控制、集散控制、生产管理等。

8,什么是现场总线系统?它有什么特点?

答:现场总线控制系统FCS 的核心是现场总线

现场总线控制系统

①是一种数字通信协议,是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、全分散、双向传输、多分支结构的通信网络。

②是控制技术、仪表工业技术和计算机网络技术三者的结合。

③具有现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散的功能模块、通信线供电、开放式互连网络等技术特点。

④保证控制系统可以适应目前工业界对数字通信和自动控制的需求,且使其与Internet网互连构成不同层次的复杂网络成为可能。代表了工业控制体系结构发展的一种方向。

9,未来控制系统发展趋势是什么?

答:1)大力推广应用成熟的先进技术

2)大力研究和发展智能控制系

3)嵌入式系统的应用将更加深入

10,为什么说嵌入式微控制器是智能化仪器和中、小型控制系统中应用最多的一种微型计算机?

答:嵌入式微控制器又称单片机。

1)为适应不同的应用需求,一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理器内核都是一样的,不同的是存储器和外设的配置及封装。

2)和嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积小,功耗和成本低、可靠性高。

3)微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。

11、什么叫嵌入式系统?嵌入式系统与一般的工业控制系统有什么区别?

答:嵌入式系统:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

12、什么是物联网?为什么说“物联网给微型计算机控制技术”带来新的、更大的应用空间?

答:物联网=互联网+传感器

该系统通过射频自动识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器、环境传感器、图像感知器等信息设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。实际上它也是一种微型计算机控制系统,只不过更加庞大而已。

13、物联网终端由几部分组成?各部分的作用是什么?

答:物联网终端主要由外围接口模块、核心处理模块、网络通信模块及电源管理模块组成。

通过外围感知接口与传感设备连接,如RFID读卡器,红外感应器,环境传感器等,将这些传感设备的数据进行读取并通过中央处理模块处理后,按照网络协议,通过外部通讯接口,如:GPRS模块、以太网接口、WIFI等方式发送到以太网的指定中心处理平台。

14、FPGA是什么意思?它有什么特点?在微机控制系统和智能化仪器中有着怎样的影响?

答:FPGA是指现场可编程门阵列

特点.FPGA的特点

(1)采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。

(2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

(3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

(4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

(5)FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。

习题二

1.采样有几种方法?说明它们之间的区别?

2. 采样周期愈小愈好吗?为什么?

答:不是。若采样间隔太小(采样频率太高),则对定长的时间记录来说其数字系列就很长,计算工作量迅速增大:如果数字序列长度一定,则只能处理很短的时间历程,可能产生较大的误差。

3. 简述多路开关的工作原理。

4. 多路开关如何扩展?试用两个CD4097扩展成一个双16路输入和双2路输出系统,并说明其工作原理。

5. 试用CD4051设计一个32路模拟多路开关,要求画出电路图并说明其工作原理。

6. 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。

答: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。

7. 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?

答: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。

8. 采样频率的高低对数字控制系统有什么影响?试举工业控制实例加以说明。

采样频率高低对数字控制系统有些影响,采样频率高,则对数据采集的准确性增加,但采样频率高,会过多的占用CPU的时间和内存资源,采样频率高,对采集的数据要进行实时分析和处理,CPU大部分时间用在数据采集分析处理上,影响了作其它事的时间。采样频率要低,就有可能漏掉该采集的数据没采到,数据实时分析就有可能不正确。

9. A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作用?

10.A/D转换器转换原理有几种?它们各有什么特点和用途?

答:并联比较型:电路规模庞大,转换速度最快,用在超高速的A/D转换器中;主次渐进型:电路较小,速度不及并联比较型快,但较其他类型电路的转换速度快的多,用于集成A/D转换器中;双积分型:电路结构简单,性能稳定可靠,抗干扰能力强,转换速度很低,用在低速系统;V-F变换型:调频信号具有很强的抗干扰能力,低速,用于遥测、遥控系统中。

11. 试说明逐次逼近型A/D转换器转换原理。

从高位到低位逐位试探比较,好像用天平称物体,从重到轻逐级增减砝码进行试探。逐次逼近法转换过程是:初始化时将逐次逼近寄存器各位清零;转换开始时,先将逐次逼近寄存器最高位置1,送入D/A转换器,经D/A转换后生成的模拟量送入比较器,称为Vo,与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较,若Vo

12.为什么高于8位的D/A转换器与8位的微型计算机计算机接口连接必须采用双缓冲方式?这种双缓冲工作与DAC0832的双缓冲工作在接口上有什么不同?

答:原因:数据要分两次或三次输入,双缓冲结构避免了产生虚假的模拟量输出值。主要区别是AD667 的第一级由3 个 4 位寄存器组成。

13.串行A/D转换器有什么特点?

24. 用8位DAC芯片组成双极性电压输出电路,其参考电压为-5V~+5V,求对应以下偏移码的输出电压:

(1)10000000;(2)01000000;(3)11111111;(4)00000001;(5)01111111;(6)11111110。答:解:VOUT1=-VREF.

VOUT2=-(VREF+2VOUT1)

(2)VOUT1=-VREF. =-1.25V~+1.25V

VOUT2=-(VREF+2VOUT1) =-2.5V~+2.5V

(6)VOUT1=-VREF. =-4.96~+4.96V

VOUT2=-(VREF+2VOUT1) =-4.92V~+4.92V

25. DAC0832与CPU有几种连接方式?它们在硬件接口及软件程序设计方面有何不同?

26. 试用DAC0832设计一个单缓冲的D/A转换器,要求画出接口电路图,并编写出程序。

27.试用8255A的B口和DAC0832设计一个8位D/A转换接口电路,并编写出程序(设8255A 的地址为8000H~8003H)。

28. 设12位D/A转换器DAC1210与8031接口电路连接,如图2.42所示。

(1)说明电路控制原理。

(2)设数据存放在DABUFF为首地址的连续两个存储单元中,试编写一完成D/A转换的

程序。

29. 试用DAC0832芯片设计一个能够输出频率为50Hz 的脉冲波电路及程序。

30. 试用13题的电路设计出能产生三角波、梯形波和锯齿波的程序。

31. A/D 转换器的结束信号(设为EOC )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?它们各在接口电路和程序设计上有什么特点?

32.设某12位A/D 转换器的输入电压为0~+5V ,求出当输入模拟量为下列值时输出的数字量:

(1)1.25V ;(2)2V ;(3)2.5V ;(4)3.75V ;(5)4V ;(6)5V 。

12)()(252=-=-+n REF REF V V q 量化单位:

q V V D D V in in in ==→=.522512

12数字量

(1)H B q D 400000100000000102425.1===

(4)

H

C

B

q

D00

00

1100000000

3072

75

.3

=

=

=即

33.某A/D转换电路如图2.43所示。

(1)试写出A/D转换器的地址;

(2)该电路采用什么控制方式?画出该种转换的程序框图;

(3)用8051汇编

34.将上述电路改成中断控制方式,试画出电路图并编写出程序。

35. 设被测温度变化范围为0℃~1200℃,如果要求误差不超过0.4℃,应选用分辨率为多少位的A/D转换器(设ADC的分辨率和精度一样)。

36. 高于8位的A/D转换器与8位I/O的微型计算机及16位I/O的微型计算机接口有什么区别?试以A/D574 A/D转换器为例加以说明。

37.试编写完成图2-29所示的串行A/D转换程序。

习题三

1,键盘为什么要防止抖动?在计算机控制系统中如何实现防抖?

答:由于机械触点的弹性振动,按键在按下时不会马上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全地断开,因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动,这称为按键的抖动干扰。按键的抖动会造成按一次键产生的开关状态被CPU误读几次。为了使CPU能正确地读取按键状态,必须在按键闭合或断开时,消除产生的前沿或后沿抖动。去抖动的方法有硬件方法和软件方法两种。硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬件电路来避开按键的抖动时间。软件方法是指编制一段时间大于100ms的延时程序,在第一次检测到有键按下时,执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态,如果该键仍保持闭合状态电平,则确认为该键已稳定按下,否则无键按下,从而消除了抖动的影响。

2,在工业过程控制中,键盘有几种?它们各有什么特点和用途?

答:(1) 编码键盘:能自动识别按下的键并产生相应代码,以并行/串行方式送给CPU。

使用方便,接口简单,响应速度快,但较贵。

(2) 非编码键盘:通过软件来确定按键并计算键值。

价格便宜,因此得到了广泛的应用。

3,试说明非编码键盘扫描方法、原理及键值计算方法。

答:扫描原理:通常采用软件的方法,逐行逐列检查键盘状态,当发现有键按下时,用计算或查表的方式得到该键的键值。扫描方法又分为程控扫描法、中断扫描法和定时扫描法。键值计算方法:判断有无键按下,去除键抖动,判断是哪一个键按下,以求出闭合键的键值,确定键值。

4、编码键盘和非编码键盘有什么区别?在接口电路和软件设计的区别?

答:编码键盘能自动识别按下的键并产生相应的代码,以并行或串行方式发送给CPU。它使用方便,接口简单,响应速度快,但需要专门的硬件电路。非编码键盘通过软件来确定按键并计算键值。

5、在计算机控制系统中,为什么有时采用复用键?复用键是如何实现的?

答:为了节省按键的数量,所以采用复用键。可以采用设置上下档开关的措施来构成复用键。

6、什么叫重建?计算机如何处理重键?

答:一次按键产生多次击键的效果,这叫做重键。为排除重键的影响,编制程序时,可以将键的释放作为按键的结束,等键释放电平后再转去执行相应的功能。

7. LED发光二极管组成的段数码管显示器,就其结构来讲有哪两种接法?不同接法对字符显示有什么影响?

答:就其结构来讲有共阴极与共阳极两种接法。共阳极数码管的8个发光二极管的阳极连接在一起。通常公共阳极接高电平,一般接电源,其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时,则该端所连接的字段导通并点亮,反之对应的LED段码不亮。对于共阴极数码管则是高电平有效低电平无效。LED数码管显示器共阴极的接法是发光二极管的阴极接地,当数码管的笔划发光二极管的阳极为高电平时该笔划被点亮。共阳极的接法是发光二极管的阳极接高电平,当数码管的笔划发光二极管的阴极为低电平时该笔划被点亮。

8、多位LED显示器显示方法有几种?它们各有什么特点?

答:常用的显示方法有两种:一种为动态显示,一种为静态显示。动态显示利用人的视觉暂留产生,优点是使用硬件少,因而价格低,线路简单。但占用的机时长。静态显示占用机时少,显示可靠,但是使用元件多,线路复杂。

9、无论动态显示还是静态显示,都有硬件译码和软件译码之分,这两种译码方法其段、位译码方法各有什么优缺点?

答:软件译码优点是电路简单,但显示速度有所下降。硬件译码既能节省计算机的时间而且程序设计简单。

10. LCD显示与LED显示原理有什么不同?这两种显示方法各有什么优缺点?

11.在LED显示中,硬件译码和软件译码的根本区别是什么?如何实现?

12、薄膜式开关的优点?如何与单片机进行接口?

答:色彩亮丽赏心悦目;文字说明一目了然;形意图案更加使用方便;键体美观清秀;透明视窗画龙点睛。

13、大屏幕LED显示设计方法有几种?如何与单片机进行接口?

14、遥控键盘有什么优点?

15、遥控键盘的分类有几种?简要说明各自的设计方法。

27.试用8255A的C口设计一个4×4=16的键阵列,其中0~9为数字键,A~F为功能键,采用查询方式,设计一接口电路,并编写键扫描程序。

28.在题27中,如果要求A~F各功能键均为双功能键,则其硬件、软件应如何设计?

29. 在图3.13中,如果采用中断方式处理,说明其接口电路及程序设计与查询方法有什么不同?

30.某显示电路如图3.37所示,试回答下列问题:

(1)说明图中数码管应选用哪一种类型的数码管?

(2)该电路属于哪一种显示方法?

(3)图中74LS47的作用是什么?

(4)设Y1, Y2的地址分别为60H和63H,要显示的数据分别存放在DATABUF1和DATABUF2两个内存单元中,试设计出完整接口电路并编写一个完成上述显示的子程序。

31.利用8155,ADC0809设计一个8路数据采集系统,要求如下:

(1)8155口地址为8100H~8400H;

(2)A/D转换采用查询方式;

(3)把A/D转换结果显示在6位LED显示器上,显示方法要求静态、软件译码方式,且第一位显示通道号,后4位显示采样值(要求小数点后边一位)。

32.33.34

习题四

1、工业控制系统中常用的报警方式有几种?举例说明各自的应用场合?

答:声音如电铃、电笛发出,蜂鸣器,集成电子音乐芯片;光发光二极管或闪烁的白炽灯等;语音报警,语音芯片;图形与声音混合报警,显示报警画面(如报警发生的顺序、报警发生的时间、报警回路编号、报警内容及次数等)。

2、说明硬件报警和软件报警的实现方法,并比较其优缺点?

答:硬件报警:报警要求不通过程序比较得到,直接由传感器产生。

软件报警:将参数经传感器、变送器、模/数转换器送到计算机,再与规定的上下限比较,根据比较结果进行处理。实际上硬件报警是在软件报警基础上的简化,即将警报信号提前至传感器那一步骤,而不是需要送到计算机比较后才得出。

3、光电隔离器有什么作用?

答:将被控系统与微型计算机控制系统通过光电效应连成系统,实现控制;并且可以屏蔽电磁干扰等一些不利因素,提高控制精度。总之,有耦合、隔离和开关的作用。

4、试说明固态继电器控制和继电器控制有什么区别?

答:在继电器控制中,采用电磁吸合的方式,而固态继电器是带光电隔离的无触点开关。

5、试说明固态继电器、大功率场效应管开关及控制开关有什么区别?它们分别用在什么场合?

6、说明PWM调速系统的工作原理。

答:通过改变电机电枢电压接通时间与通电周期的比值(即占空比)来控制电机速度。这种方法成为PWM。在脉冲作用下,当电机通电时,速度增加;电机断电时,速度降低。只要按一定规律改变通断电时间,电机转速即可得到控制。

7、什么是远程报警?远程报警的关键技术是什么?

18、某单片机数据采集系统如图4.49所示。设每个通道的最大/最小允许值分别存放在MAX0~MAX7以及MIN0~MIN7 为地址的内存单元中。试编写巡回检测程序,并将每个通道的值与MAXi 和MINi 单元的内容相比较,若大于MAXi,则上限报警,显示i Up;若下限报警则显示i Do(w)。若采样值正常,则显示i ×××(其中i为通道号)(设8255的端口地址为8000~8300H)。

解:设8位D/A转换器DAC0832的端口地址为7FFFH(P2.7=0) ,频率为50Hz即每隔20m 输出一次脉冲波,需将数字量00H、FFH交替输出到DAC0832。

电路图如下:

示波器显示如下:

程序如下:

ORG 0000H

MAIN: MOV A,#00H ;赋值

MOV TMOD,#01H ;采用模式1

MOV TH0,#0B1H ;赋初值

MOV TL0,#0E0H

SETB TR0 ;启动定时器0

LOOP: JNB TF0,$ ;等待中断

CLR TF0 ;计数器清零

START: MOV DPTR,#7FFFH ;端口地址送DPTR

MOVX @DPTR,A ;送数据00H到端口

CPL A ;取反

MOV TH0,#0B1H ;重新赋初值

MOV TL0,#0E0H

SJMP LOOP ;循环

END

19.画图说明小功率直流电机双向控制原理,并说明如何实现正、反、滑行及刹车控制。

20.某电机控制系统如图4.50所示。

(1)说明图中光电隔离器4N25的作用。

(2)说明图中电机控制原理。

(3)画出电机控制程序流程图。

(4)根据流程图编写出电机控制程序。

21.试画出四相、六相步进电机正、反向通电顺序图。

22.一步进电机控制系统接口电路如图4.51所示。

(1)完成图中8255A与8031的接口设计;

(2)试编写程序,使其能实现下列功能:

①当S1 按下时,步进电机正向单三拍旋转2圈;

②当S2 按下时,步进电机反向双三拍旋转1圈;

③当S3 按下时,步进电机正向三相六拍旋转20步;

④其余情况步进电机不转。

23.设某步进电机为A,B,C,D四相,

(1)画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍3种控制方式通电顺序图。

(2)设A相控制电路如图4.52所示,其中8255A的端口地址为0FCFFH~0FFFFH。试用8255A位

控方式写出使步进电机A相通电的程序。

(3)若A,B,C,D四相分别用P1.0~P1.3控制,请在下表的空格处填上适当的数。

24.在如图4.45所示的步进电机控制系统中,若使步进电机的速度为200转每秒,试编写出能完成上述任务的单三拍控制程序。

25. 某三相步进电机控制电路如图4.53所示,

(1)说明图中光电隔离器4N25的作用。

(2)说明图中R1,R2,R3 以及V1,V2,V3 的作用。

(3)画出三相步进电机所有各种方式通电顺序图。

(4)假设用此电机带动一个滚动丝杠,每转动一周(正向)相对位移为4mm,试编写一

移动8mm三相单三拍控制程序。

习题七

1.工业控制程序结构有什么特点?

答:

2.工业控制程序常用的语言有几种?它们分别应用在何种场合?

答:

3.数字滤波与模拟滤波相比有什么优缺点?

答:无需增加任何硬件设备;系统可靠性高;多通道共享,降低成本;对频率很低的信号进行滤波;使用灵活,方便。

4、常用的数字滤波方法?它们各自有什么优缺点?

答:1、程序判断滤波:主要用于变化比较缓慢的参数温度、物位等;2、中值滤波:中值滤波可以解决随机的脉冲干扰(电网的波动变送器的临时故障等);3、算术平均值滤波:算术平均滤波主要用于对周期脉动的采样值进行平滑加工,如压力、流量等;4、加权平均值滤波:加权平均值滤波适合于有脉动式干扰的场合;5、滑动平均值滤波:采用滑动平均值滤波法,可加快平均滤波的速度;6、RC低通数字滤波:变化比较慢的参数,如温度;7、复合数字滤波:周期性的脉动采样值进行平滑加工,可以解决随机的脉冲干扰(

时故障等)。

5、在程序判断滤波方法中,△Y如何确定,其值越大越好吗?

答:程序判断滤波的方法,便是根据生产经验,确定出相邻两次采样信号之间可能出现的最大偏差△Y。

最大允许误差△Y的选取,Y太大,各种干扰信号将“乘机而入”,使系统误差增大;Y太小,又会使某些有用信号被“拒之门外”,使计算机采样效率变低。因此,门限值△Y 的选取是非常重要的。通常可根据经验数据获得,必要时,也可由实验得出。

6、算术滤波、加权滤波、滑动滤波的区别是什么?

答:算术滤波实际上是求取采样值的平均值;加权滤波则是在加权的基础上求取平均值;滑动滤波则是每采一个新数据,计算一个新的平均值。

7、标度转换在工程上有什么意义?什么情况下使用标度转换程序?

答:为进一步显示、记录、打印以及报警等,必须把这些数字量转换成不同的单位,以便操作人员对生产过程进行监视和管理。这就是所谓的标度变换。工程量的实际值还需要经过一次变换,为了实现上述变换,可把它设计成专门的工作程序,把各个不同的参数所对应的数字量放在存储器中,然后当某一参数进行标度变换时,只要调用标度变换子程序即可。8.在微型计算机控制系统中,系统误差是如何产生的?如何自动校正系统误差?

9.全自动校准与人工校准有什么区别?它们分别应用在什么场合?

10、为什么采用量程自动转换技术?

答:因为这样能使A/D转换器满量程信号达到均一化,因而大大提高测量精度。

11.线性插值法有什么优缺点?使用中分段是否越多越好?

答:它是代数插值法中最简单的形式将非线性参量变为线性参量,使计算方便,在误差范围内符合工程要求,缺点是精度低。不是,分段多了,计算量比较大而且占用内存多。

18.试根据公式(7-1)设计一个程序判断滤波程序。

19.某计算机控制系统,如图6.21 所示。用一个音频振荡器接在输入端,其数字滤波计算

公式为:

试编写一计算y(k)的程序。

理想的带通滤波器能通过所有大于f1 而小于f2 的频率,因而这个频率范围称为通频带。它可以由一个理想的低通滤波器与一个理想的高通滤波器组成,设低通及高通滤波器的数字表达式分别为:

试求出计算Z(k)的数字滤波公式,并编写程序。

21.某压力测量系统,其测量范围为0~1 000mmH2O柱,经A/D转换后对应的数字量为00~FFH,试编写一标度变换子程序,使其能对该测量值进行标度变换。

22.某梯度炉温度变化范围为0~1 600°C,经温度变送器输出电压为1~5V,再经ADC0809

转换,ADC0809的输入范围为0~5V,试计算当采样数值为9BH时,所对应的梯度炉温度是多少?

23.简述PGA102集成可编程增益放大器的原理。

24.用用8086汇编语言编写出图6.13所示的量程自动转换数字电表的量程自动转换程序。25.现有一微型计算机炉温控制系统。它的温度检测元件为热电偶。由于此元件的热电势与温度之间的关系是非线性的,这对于微型计算机采样、转换以及计算精度将会有一定影响。因此,必须对其进行非线性补偿,以便提高控制精度。经过一系列统计和计算,得到一个近似数学公式:

式中,V为热电偶的输出值,单位为mV。根据此公式可得到两条折线,它与原函数曲线相近似(见图6.22)。在计算时,就用它来代替原函数,其误差满足工程要求,试编写出完成上式计算的源程序。

26.在10℃~40℃范围内的温度控制系统中,常用热敏电阻作为测温元件。若取1V的5/128(约39mV)为单位,即7位数值中个位变化为1,则热敏电阻两端电压与温度T的关系近似为:

T=-0.761E+72.5

试用汇编语言编写出一个读A/D(设0#通道)并计算温度的定点子程序。计算的结果存放在累加器中,如温度超出上述测温范围,以进位为1返回,否则以0返回。

习题八

1.、在PID调节中,系数K,……等各有什么作用?他们对调节品质有什么影响?

答:系数Kp为比例系数,提高系数Kp可以减小偏差,但永远不会使偏差减小到零,而且无止境的提高系数Kp最终将导致系统不稳定。比例调节可以保证系统的快速性。系数Ki 为积分常数,Ki越大积分作用越弱,积分调节器的突出优点是,只要被调量存在误差,其输出的调节作用便随时间不断加强,直到偏差为零。积分调节可以消除静差,提高控制精度。系数Kd为微分常数,kd越大,微分作用越强。微分调节主要用来加快系统的响应速度,减小超调,克服震荡,消除系统惯性的影响。

2、在PID调节其中,积分项有什么作用?常规PID,积分分离与变速积分3中算法有什么区别和联系?

答:积分项用于消除静差。在常规PID调节中,由于系统的执行机构线性范围受到限制,当偏差较大时,会产生很大的超调量,使系统不停的震荡。为消除这一现象,积分分离法在控制量开始跟踪时,取消积分作用,直到被跳量接近给定值时,才产生积分作用。而变速积分则是改变积分项的累加速度,使其与偏差大小相对应,偏差大时,积分作用弱,偏差小时,积分作用增强。变速积分和积分分离的控制方法很类似,但调节方式不同。积分分离对积分项采取“开关”控制,而变速积分则是线性控制。

3、在数字PID中,采样周期是如何确定的?它与哪些因素有关?对调节品质有何影响?答:一种是计算法,一种是经验法。因素:扰动频率的高低;对象的动态特性;执行机构的类型;控制回路数;控制质量。T太小,偏差信号也过小,计算机会失去调节作用;T过大,会引起误差。

4、位置型PID和增量型PID有什么区别?他们各有什么优缺点?

答:(位置型需要历次的偏差信号,而增量型只需一个增量信号即可。位置型计算繁琐,保存E占用很多内存,控制不方便。增量型误动作小,易于实现手动/自动的无扰动切换,不产生积分失控。但是缺点在于积分截断效应大,溢出影响大。)

区别:(1)位置式PID控制的输出与整个过去的状态有关,用到了误差的累加值;而增量式PID的输出只与当前拍和前两拍的误差有关,因此位置式PID控制的累积误差相对更大;(2)增量式PID控制输出的是控制量增量,并无积分作用,因此该方法适用于执行机构带积分部件的对象,如步进电机等,而位置式PID适用于执行机构不带积分部件的对象,如电液伺服阀。(3)由于增量式PID输出的是控制量增量,如果计算机出现故障,误动作影响较小,而执行机构本身有记忆功能,可仍保持原位,不会严重影响系统的工作,而位置式的输出直接对应对象的输出,因此对系统影响较大。

位置型PID优点:

增量型PID优点:

(1)由于计算机输出增量,所以误动作影响小,必要时可用逻辑判断的方法去掉;(2)增量设计只与本次的偏差值有关,与阀门原来的位置无关,因而增量算法易于实现手动/自动无扰动切换。(3)不产生积分失控,所以容易获得较好的调节品质。增量控制缺点:(1)积分截断效应大,有静态误差;(2)溢出的影响大。因此,应该根据被控对象的实际情况加以选择。

5、在自动调节系统中,正、反作用如何判定?在计算机中如何实现?

答:输出量与被测量变化一致则为正,否之为反。计算机中两种方法:一是改变偏差的公式实现,二是在PID运算之后,先将结果求补,再送到D/A转换器中转换,进而输出。

6、在自动控制系统中,积分饱和现象是如何产生的?在微型计算机控制系统中,如何消除饱和?

答:是系统输出M(k)虽然不断上升,但由于控制量受到限制其增加速度减慢偏差E(k)将比正常情况下持续更长的时间保持在正值而使式(8-14)中的积分项有较大的积累值。当输出超过给定值r(t)后开始出现负偏差但由于积分项累计值很大还要经过相当一段时间之后,控制量P(t)才能脱离饱和区。这样就使系统的输出出现明显的超调。主要有遇限削弱积分法、有效偏差法、积分分离法遇限削弱积分法一旦控制量进入饱和区则停止进行增大积分的运算。有效偏差法将相当于这一控制量的偏差值作为有效偏差值进行积分而不是将实际偏差进行积分。

7、在微型机自动控制系统中是否需要添加手动后援,为什么?

答:需要。因为这是系统安全可靠运行的重要保障。

8、采样周期的大小对微型机控制系统有什么影响?

18.已知某连续控制器的传递函数为

s s

s D 085.017.01)(+=

现用数字PID 算法实现它,试写出其相应的位置型和增量型PID 算法输出表达式。设采样周期 T=0.2s 。

19. 已知s s

s D 05.015.01)(1+=,s s D 218)(2+=,T=1s ,要求:

(1)分别写出与)(1s D ,)(2s D 相对应的增量型PID 算法的输出表达式。

(2)若用增量型PID 算法程序(PIDIN )实现以上算法,问,在计算)(1s D 及)(2s D 时,P K ,I K 和D K 的值是多少?

习题十

1.在微型计算机控制系统设计时,如何选择硬件和软件?

答:硬件和软件设计相互联系,相互影响,硬件和软件有一定的互换性。用硬件完成的功能,速度比较快,节省CPU 的时间,但系统硬件比较复杂,价格比较贵,用软件实现的功能,则比较经济,但要占用CPU 时间,软件比较复杂,因此在具体设计时硬件、软件要同时进行并要反复权衡。

2.在设计微型机控制系统总体方案时,主要考虑哪些问题?

答:

1)控制系统总方案的确定

(1)选择检测元件

(2)执行机构

(3)输入/输出通道及外围设备

(4)画出系统原理图

2)微型计算机及接口的选择

(1)成品微型机系统

(2)工业控制机

(3)单片机系统

3)控制算法的选择

(1)直接数字控制算法

(2)数字PID 算法

4)控制系统硬件的设计

(1)存储器扩展

(2)模拟量输入通道的扩展

(3)模拟量输出通道的扩展

(4)开关I/O 接口设计

微型计算机控制技术复习总结完整版

《微型计算机控制技术》学科复习总结★第一部分选择题 ?使用说明:本部分对应考试题型的选择题部分,注意看选项答案,莫只记选项! ★★1. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是(C)(1分) A. 0.3V以下 B. 0.7V以上 C. -3V以下 D. +3V以上2.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3. 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 4.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” 5. 闭环控制系统是指(B) A.系统中各生产环节首尾相连形成一个环 B.输出量经反馈环节回到输入端,对控制产生影响 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 6. 多路开关的作用是(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. 完成模拟量或数字量的切换 7. 采样-保持电路的逻辑端接+5V,输入端从2.3V变至2.6V,输出端为(A)

计算机控制技术复习大作业及答案

2014年上学期《计算机控制技术》复习大作业及参考答案========================================================== 一、选择题(共20题) 1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经( A )转换。 A.A/D转换器B.双向可控硅 C.D/A转换器D.光电隔离器 2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入( D )器件完成控制量的切换工作。 A.锁存器锁存B.多路开关 C.A/D转换器转换D.反多路开关 3.某控制系统中,希望快速采样,保持器的保持电容CH应取值( A )。 A.比较小B.比较大C.取零值D.取负值 4. 在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至( B )。 A.阳极B.阴极 C.阴极或阳极D.先送阴极再送阳极 5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制,微型机控制系统的作法是通过(B )实现的。 A.改变定子的通电方向和通电占空比 B.改变转子的通电方向和通电占空比 C.改变定子的通电电压幅值 D.改变转子的通电电压幅值 6.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 7. 键盘锁定技术可以通过(C)实现。 A.设置标志位 B.控制键值锁存器的选通信号 C.A和B都行 D.定时读键值 8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是(C)。 A.0.3 伏以下B.0.7伏以上 C.-3伏以下D.+3伏以上 9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号,(D)提高信/躁比。 A.只能通过模拟滤波电路 B.只能通过数字滤波程序 C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 10.步进电机常被用于准确定位系统,在下列说法中错误的是(B )。 A.步进电机可以直接接受数字量 B.步进电机可以直接接受模拟量 C.步进电机可实现转角和直线定位 D.步进电机可实现顺时针、逆时针转动

微型计算机控制技术学习心得

微型计算机控制技术学习心得 转眼间,一个学期又过去了。微机原理与控制技术课程已经结束了。通过从大三下学期的微机原理与接口技术到这学期的微机原理与控制技术的学习,回想起来受益匪浅,主要是加深了对计算机的一些硬件情况和运行原理的理解和汇编语言的编写,期间也听老师讲过,微机原理这门课程是比较偏硬件一点的。正是因为这一点我还是对它比较喜欢的,因为它和我的专业方向“机电工程”有很大的联系,在机电工程领域很多场合要应用到微机,而且是微机原理是考研复试面试时必考问的专业课,因为我要考研,本着一定要考上的心态,因此对该课程的学习还是有浓厚的兴趣和动力的。下面谈谈这期学习该课程的心得与体会:总体介绍下这门课程的轮廓吧(也就是教学大纲): 一、课程性质与设置目的 (一)课程性质 微型计算机控制技术是高等院校计算机应用专业本科教学中的一门选修专业课,是从微型计算机原理到微型计算机控制,从理论到实际的必经桥梁,是着重解决和处理工程实际问题的一门课程。在该课程的教学过程中,将课堂教学与实验教学有机结合,注意培养同学分析问题、解决问题的方法和能力。 该课程主要介绍微型计算机应用在工业控制中的各种技术,重点讲述微型机用于实时控制中的软件、硬件设计方法,以及它们之间的结合问题。课程注重理论联系实际,从工程实际出发,在设计方法,即实验技术、操作运行、系统调试等方面对学生进行训练,为学生的毕业设计及将来的实际工作奠定基础。(二)教学目的 通过本课程的学习,可使我们对微型机在工业过程控制和智能化仪器方面的应用有个比较全面的了解,为以后的工作和毕业设计打下基础。 二、下面我对该门课程的教学内容做了一个详细的总结 1.第1章微型计算机控制系统概述 2.教学要点 1.微型计算机控制系统的组成 2.微型计算机控制系统的分类 3.微型计算机控制系统的发展 3.教学内容 通过对本章的学习,应当对微型计算机控制系统有一个完整的概念,具体掌握以下几方面的内容。 4. 1.了解微型计算机控制系统的组成。 2.学习并掌握微型计算机控制系统的分类 及各系统之间的区别。

电气控制技术复习题及答案

中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 电气控制技术 一、填空题: 1.低压电器基本结构是、和灭弧装置。 2.在交流接触器的铁心上一定要安装,目的是。 3.直流电动机的调速方法有:1)改变调速、2)改变调速、3)调速等三种。 4.用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的 ,所以对降低很有 效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时,因此只适用于启动。 5.反接制动时,当电机接近于时,应及时防止。 6.伺服电动机为了防止“反转”现象的发生,采用的方法。 7.低压电器的基本结构是、、。 8.熔断器又叫保险丝,用于电路的保护,使用时应接在电路中。 9.机床电气控制是对控制对象进行控制。 10.电磁制动是使电动机产生一个与旋转方向的方法实现的;按其产生的制动转矩方法 的不同可分为:能耗制动、再生制动、反接制动。 11.摇臂钻床的主运动是主轴带着钻头的旋转运动;进给运动是主轴的垂直运动;辅助运动主要有三 种:。 12.电动机的降压起动控制电路主要有:、、自耦变压器及延边 三角形降压起动。 13.在电气控制原理电路图中常用到几种“锁”字电路,如自锁、以及顺序联锁等。 14.直流电机的调速方法有、、。 15.笼型异步电机的降压起动方法有:、、。 16.行程开关也称开关,可将信号转化为电信号,通过控制其它电器来控 制运动部分的行程大小、运动方向或进行限位保护。 17.接触器可用于频繁通断电路,又具有保护作用。 18.伺服电机又称电机,在自动控制系统中作为元件。它将输入的电压信 号变换成转矩和速度输出,以驱动控制对象。 19.速度继电器是用来反映变化的自动电器。动作转速一般不低于300r/min,复位转 速约在。 20.刀开关安装时,手柄要向装,不得装或装,否则手柄可能因动下落而引 起,造成人身和设备安全事故。接线时,电源线接在端,端接用电器,这样拉闸后刀片与电源隔离,用电器件不带电,保证安全。 二、判断题: 1.直流电动机的起动方法有直接起动、电枢回路串电阻起动降压起动。() 2.中间继电器主要用途是:信号传递和放大,实现多路同时控制,起到中间转换作用。() 3.热继电器和过电流继电器在起过载保护作用时可相互替代。() 4.选用空气式时间继电器要考虑环境温度的影响。() 5.一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。() 6.三相笼型异步电动机的电气控制线路,如果使用热继电器作过载保护,就不必再装设熔断器作短路 保护。() 7.刀开关安装时,手柄要向上装。接线时,电源线接在上端,下端接用电器。() 8.按钮用来短时间接通或断开小电流,常用于控制电路,绿色表示起动,红色表示停止。() 9.交流接触器通电后如果铁心吸合受阻,将导致线圈烧毁。() 10.交流接触器铁心端嵌有短路铜环的目的是保证动、静铁心吸合严密,不发生震动和噪声。()

微型计算机控制技术答案(完整版)

1、什么就是计算机控制系统?它由哪几部分组成? 计算机控制系统就就是利用计算机来实现生产过程自动控制得系统。它就是工业控制机构生产过程得大部分组成,工业控制机就是指生产过程控制得特点与要求而设计得计算机,它包括硬件与软件部分,生产过程包括被控对象,测量变送,执行机构,电气开关等。 2、计算机控制系统得典型形式有哪些?各有什么优缺点? 计算机控制系统得典型形式:(1)操作指导控制系统。优点:结构简单,控制灵活与安全,缺点就是由人工操作,速度受到限制,不能控制多个对象.(2)直接数字控制系统(DDC),实时性好,可靠性高与适应性强.(3)监督控制系统(SSC),就是生产过程始终处于最优工况。 (4)分型控制系统(DCS),分散控制,集中操作,分级管理.(5)现场总线控制系统(FCS),降低成本,提高可靠性,可实现真正得开放式互连系统结构 3、实时,在线方式与离线方式得含义就是什么? 实时就是指信号得输入,计算与输出都要在一定得时间范围内完成,即计算机对输入信息以足够快得速度进行控制,超出这个时间就失去控制时机,控制也就失去意义.在线方式:在计算机控制系统中,生产过程与计算机直接连接,并受计算机控制得方式。离线方式:生产过程不与计算机相连且不受计算机控制,而就是靠人进行联系并作相应操作得方式. 4、工业控制机有哪几部分组成? 工业控制机包括硬件与软件两部分。硬件包括:主机(CPU、RAM、ROM)板,人-—机接口,外部总线与内部总线,系统支持板,磁盘系统通信接口,输入、输出通道.软件包括系统软件、支持软件与应用软件。 5、什么就是总线,内部总线与外部总线? 总线就是一组信号线得集合,它定义了各引线得信号、电机、机械特性,使计算机内部各组成部分之间以及不同得计算机之间建立信号联系,进行信息传送与通信。内部总线:就就是计算机内部功能模板之间进行通信得总线,它就是构成完整得计算机系统得内部信息枢纽,但按功能仍要分为数据总线DB,地址总线AB,控制总线CB,电源总线PB。外部总线就是计算机与计算机之间或计算机与其她智能设备之间进行通信得连接。 6、什么就是接口,接口技术与过程通道? 接口就是计算机与外部设备交换信息得桥梁,它包括输入接口与输出接口,接口技术就是研究计算机与外部设备之间如何交换信息得技术,过程通道就是在计算机与生产过程之间设置得信息传送与转换得连接通道,它包括AI、AO、DI、DO。 7、采用74LS244与74LS273与PC总线工业控制机接口,设计8路数字量(开关量)输入接口与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与数字量输出程序。 8、用8位A/D转换器ADC0809通过8255A与PC总线工业控制机接口,实现8路模拟量采集。请画出接口原理图,并设计出8路模拟量得数据采集程序 9、有源I/V变换:设输入为4~20mA得电流,对应输出为1~5V,输入电阻Ri=250Ω,试确定I/V变换电路及电路参数,画出电路原理图. 10、什么就是采样过程、量化、孔径时间? 采样时指按一定得时间间隔T,把时间上连续与幅值上也连续得模拟信号转变成在时间刻0、T、2T···KT得一连串脉冲输出信号得过程,所谓量化就就是采用一组数码(二进制码)来逼近离散模拟信号得幅值,将其转换为数字信号,将采样信号转换为数字信号得过程称为量化过程,孔径时间,在模拟量输入通道中,A/D转换器将模拟信号转换为数字量总需要一定得时间,完成一次A/D转换所需得时间. 11、采样保持器得作用就是什么?就是否所有得模拟量输入通道中都需要采样保持器?为什么?

微机控制技术实验报告

《微机控制技术》课程设计报告 课题:最少拍控制算法研究专业班级:自动化1401 姓名: 学号: 指导老师:朱琳琳 2017年5月21日

目录 1. 实验目的 (3) 2. 控制任务及要求 (3) 3. 控制算法理论分析 (3) 4. 硬件设计 (5) 5. 软件设计 (5) 无纹波 (5) 有纹波 (7) 6. 结果分析 (9) 7. 课程设计体会 (10)

1.实验目的 本次课程设计的目的是让同学们掌握微型计算机控制系统设计的一般步骤,掌握系统总体控制方案的设计方法、控制算法的设计、硬件设计的方法。学习并熟悉最少拍控制器的设计和算法;研究最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成;熟悉最少拍无纹波控制系统控制器的设计和实现方法。复习单片机及其他控制器在实际生活中的应用,进一步加深对专业知识的认识和理解,使自己的设计水平、对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。 2.控制任务及要求 1.设计并实现具有一个积分环节的二阶系统的最少拍有纹波控制和无纹波控制。 对象特性G (s )= 采用零阶保持器H 0(s ),采样周期T =,试设计单位阶跃,单位速度输入时的有限拍调节器。 2.用Protel 、Altium Designer 等软件绘制原理图。 3.分别编写有纹波控制的算法程序和无纹波控制的算法程序。 4.绘制最少拍有纹波、无纹波控制时系统输出响应曲线,并分析。 3.控制算法理论分析 在离散控制系统中,通常把一个采样周期称作一拍。最少拍系统,也称为最小调整时间系统或最快响应系统。它是指系统对应于典型的输入具有最快的响应速度,被控量能经过最少采样周期达到设定值,且稳态误差为定值。显然,这样对系统的闭环脉冲传递函数)(z φ提出了较为苛刻的要求,即其极点应位于Z 平面的坐标原点处。 1最少拍控制算法 计算机控制系统的方框图为: 图7-1 最少拍计算机控制原理方框图 根据上述方框图可知,有限拍系统的闭环脉冲传递函数为: ) ()(1)()()()()(z HG z D z HG z D z R z C z +==φ (1) )(1)()(11)()()(1z z HG z D z R z E z e φφ-=+== (2) 由(1) 、(2)解得:

微型计算机控制技术课后答案第二版潘新民完整版

微型计算机控制技术课 后答案第二版潘新民 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成各部分作用 (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参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备,简称外设,包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中作台应具备显示功能,即根据操作人员的要求,能立即显示所要求的内容;还应有按钮,完成系统的启、停等功能;操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果,即应有保护功能. (4)检测与执行机构:a.测量变送单元:在微机控制系统中,为了收集和测量各种参数,采用了各种检测元件及变送器,其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b. 执行机构:要控制生产过程,必须有执行机构,它是微机控制系统中的重要部件,其功能是根据微机输出的控制信号,改变输出的角位移或直线位移,并通过调节机构改变被调介质的流量或能量,使生产过程符合预定的要求。 4、操作指导、DDC和SCC系统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,属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理,计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时计算机就起到操作指导的作用 (2)直接数字控制系统(DDC系统):DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行控制运算,然后通过输出通道控制执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。 (3)计算机监督控制系统(SCC系统):SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况,因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制,系统不能运行在最佳状态,而SCC系统不仅可以进行给定值控制,并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。 SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。 第二章 2 采样周期越小越好吗为什么 答:不是。若采样间隔太小(采样频率太高),则对定长的时间记录来说其数字系列就很长,计算工作量迅速增大,可能产生较大的误差。

电气控制技术试题及答案

机床电气控制技术试题及答案 一、填空题: 1、电器按动作性质分为手动和自动电器。 2、接触器的结构主要由电磁机构,触头系统,灭弧装置等组成。 3、电流继电器的励磁线圈应串接于被测量电路。 4、中间继电器具有触点对数多,容量小的特点。 5、常见的灭弧方法有电动力吹弧,窄缝灭弧室,栅片灭弧,磁吹灭弧。 6、机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作次数,称为机械寿命。在正常工作条件下,机械开关电器无需修理或更换零件的负载操作次数称为电寿命。 7、电气控制系统中常见的保护线路用欠压保护、过载保护、缺相保护、短路保护和电气、机械互锁等。 8. 中间继电器在电路中的作用是增加触头的数目;热继电器在电路中的作用是过载保护,熔断器在控制线路中的作用是短路保护。9. 通常构成机械设备的电气工程图有电气原理图、电器位置图和安装接线图等三种。而设计电气控制线路,常用的方法是经验设计法和逻辑设计法。 10. 交流接触器从结构上看是由触头系统、触头系统和灭弧装置、以及其他部分组成,通常用它可作为零压保护和欠压保护。二、选择题

1. 在低压电器中,用于短路保护的电器是( B )。 A. 过电流继电器 B. 熔断器 C. 热继电器 D. 时间继电器 2. 在电气控制线路中,若对电动机进行过载保护,则选用的低压电器是( C )。 A. 过电压继电器 B. 熔断器 C. 热继电器 D. 时间继电器 3. 下列不属于主令电器的是( D )。 A. 按钮 B. 行程开关 C. 主令控制器 D. 刀开关 4. 用于频繁地接通和分断交流主电路和大容量控制电路的低压电器是( B )。 A. 按钮 B. 交流接触器 C. 主令控制器 D. 断路器 5. 下列不属于机械设备的电气工程图是( D )。 A. 电气原理图 B. 电器位置图 C. 安装接线图 D. 电器结构图 6、接触器是一种自动控制电器,其作用是:(C ) (A)不频繁地接通或断开电路 (B)频繁地接通或断开电路,但不具备任何保护功能。 (C)频繁的接通或断开电路,且具有一定的保护功能。 (D)和普通开关的作用基本相同,只是能够控制的距离较远。

微机控制技术的发展概况及趋势知识分享

微机控制技术的发展概况及趋势 微机控制技术是以微型计算机作为机电一体化的控制器,结合微型计算机的工作原理和接口设计,相应的控制硬件和软件以及它们的配合,实现对控制对象的控制的一门技术。它的发展离不开自动控制理论和计算机技术的发展,随着科学技术的发展,人们越来越多地用计算机来实现控制系统。 本文从计算机控制系统的发展历史,我国工业控制机及系统的发展应用,计算机控制系统的发展趋势,这几个方面来阐述微机控制技术的发展概况及相关趋势。 计算机控制系统在60年代引入控制领域当时计算机是控制调节器的设定点, 具体的控制则由电子调节器来执行, 这种系统称为计算机监控系统。在60 年代末期出现了用一台计算机直接控制一个机组或一个车间的控制系统,简称集中控制系统。这种控制系统即常说的直接数字控制(DDC)系统。计算机DDC 控制的基本思想是使用一台计算机代替若干个调节控制回路功能。这个控制系统由于只有一台计算机而且没有分层,所以非常有利于集中控制盒运算的集中处理,并且能得到很好的反映,并且,各个控制规律都可以直接实现。但是,如果生产过程复杂,则该系统的可靠性就很难保证了。系统的危险性过于集中, 一旦计算机发生故障, 整个系统就会停顿。[7] 70 年代随着电子技术的飞速发展,随着大规模集成电路的出现和发展, 集散控制系统(DCS)出现,之后在此基础上,随着生产发展的需要而产生了一种更新一代的控制系统,即分布式控制系统。典型的集散控制系统具有两层网络结构下层负责完成各种现场级的控制任务,上层负责完成各种管理、决策和协调任务。 90年代以来,随着各个学科的发展和交叉融合,随着现代大型工业生产自动化的不断兴起, 利用计算机网络作为控制工具的综合性控制系统,计算机集成系统(CIPS)应运而生。它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术,并且终将成为未来控制系统的发展趋势。 我国工业控制发展的道路是比较曲折的,20世纪80年代末到90年代初,我国市场上大都是首先引进了成套设备,在引进成套设备的同时相继引进了各种工控系统,来填充国内在这方面的不足,90年代后,在我国一批科学家的带领下,我国逐渐有了自己设计的控制系统和装置,建立自己的实验室,生产出属于自己版权的产品,然后在原有技术的基础上进行二次开发和应用,从1997年开始,大陆本土的IPC厂商开始进入该市场,IPC也随之发展成了中国第二代主流工控机技术。[1] 目前国内的工控机供应渠道主要来源于中国台湾及内地的厂商,国外的产品(例如RADISYS、ROCKWELL、INTEL等)经过几年的市场拼杀后,由于成本高、价格高、服务难,现已完全退出国内市场。目前,国内的IT业研发、加工技术力量不断提升;各类芯片和各类器件、生产设备在国际市场基本可平等选购;软件资源的可移植性可节省大量的人力、物力。在这些有利条件下,国内一些厂商抓住机会快速崛起,利用本土综合竞争优势逐步将国外品牌挤出国内工控市场。某些企业以每年超过100%的资产增长速度,鼎立于国内的工控市场,而且

电气控制技术习题一

(一)常用低压电器 一、填空题 1、选择接触器时应从其工作条件出发,控制交流负载应选用(交流接触器);控制直流负载 则选用(直流KM)。 2、接触器选用时,其主触点的额定工作电压应(大于)或(等于)负载电路的电压,主 触点的额定工作电流应( > )或( = )负载电路的电流,吸引线圈的额定电压应与控制回路(电压相一致)。 3、中间继电器的作用是将一个输入信号变成(多个)输出信号或将信号(转化成其它信号)。 4、试举出两种不频繁地手动接通和分断电路的开关电器( KT )、( FR )。 5、试举出两种主令电器(按钮SB )、(行程开关SQ )。 6、试举出组成继电器接触器控制电路的两种电器元件( KM )、( FR )。 7、当电路正常工作时,熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流而不熔断。当电路发生(短 路)或(过载)时,熔体熔断切断电路。 8、熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流,当通过的(电流)越大,熔体熔断的(时间) 越短。 9、凡是继电器感测元件得到动作信号后,其触头要(延迟)一段时间才动作的电器称为(时 间)继电器。 10、当接触器线圈得电时,使接触器(敞开触点)闭合、(常闭触点)断开。 11、热继电器是利用电流的(发热)原理来工作的保护电器。它在电路中主要用作三相异步 电动机的(过载及断相保护)。 12、控制设备按其操作方式分为(点动)控制和(连动)控制。 13、自动空气开关又称(低压断路器),当电路发生(过载或短路)以及(欠电压) 等故障时,能自动切断故障电路。 14、主令电器种类繁多,常用的主令电器有(按钮)和(行程开关)等。 15、熔断器主要由(熔体)和安装熔体的(外壳)组成。 16、交流接触器上的短路环的作用是减少吸合时产生的(强烈震动和噪声)。 17、低压控制电器常用的灭弧装置有(灭弧罩)、(灭弧栅)两种。 二、判断题 1、一台额定电压为 220V 的交流接触器在交流 220V 和直流 220 V的电源上均可使用。(×) 2、交流接触器通电后如果铁心吸合受阻,将导致圈烧毁。(×) 3、交流接触器铁心端面嵌有短路铜环的目的是保证动、静铁心吸合严密,不发生震动与噪声。(√) 4、直流接触器比交流接触器更适用于频繁操作的场合。(√) 5、低压断路器又称为自动空气开关。(√) 6、只要外加电压不变化,交流电磁铁的吸力在吸合前、后是不变的。(×) 7、直流电磁铁励磁电流的大小与行程成正比。(×) 8、闸刀开关可以用于分断堵转的电动机。(×) 9、熔断器的保护特性是反时限的。(√) 10、低压断路器具有失压保护的功能。(√) 11、一定规格的热继电器,其所装的热元件规格可能是不同的。(√) 12、无断相保护装置的热继电器就不能对电动机的断相提供保护。(×) 13、热继电器的额定电流就是其触点的额定电流。(×) 14、热继电器的保护特性是反时限的。(√) 15、行程开关、限位开关、终端开关是同一种开关。(√) 16、万能转换开关本身带有各种保护。(√)

微型计算机控制技术期末复习题

1.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。 2.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,适时地对执行发出控制信号,完成控制任务。 3.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。 4.在线方式和离线方式 在线方式(on-line): 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(off-line): 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。 5.实时的含义 实时(real-time):指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间围完成,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。而且这个时间围的大小跟被控对象联系非常的紧密!不同的被控对象,对时间围的要求不同。 6.逐点比较法插补: 每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较,看这点在给定轨迹的上方或下方,或是给定轨迹的里面或外面,从而决定下一步的进给方向。比较一次,决定下一步走向,以便逼近给定轨迹,即形成逐点比较插补。 7.直线插补计算过程:①偏差判别②坐标进给③偏差计算④终点判断

8.圆弧插补计算过程:①偏差判别②坐标进给③偏差计算④坐标计算○5终点判断 9.凑试法确定PID参数整定步骤: (1)首先只整定比例部分。比例系数由小变大,观察相应的系统响应,直到得到反应快,超调小的响应曲线。系统无静差或静差已小到允许围,并且响应效果良好,那么只须用比例调节器即可,最优比例系数可由此确定。 (2)若静差不能满足设计要求,则须加入积分环节。整定时首先置积分时间TI为一较大值,并将经第一步整定得到的比例系数略为缩小(如缩小为原值的0.8倍),然后减小积分时间,使在保持系统良好动态性能的情况下,静差得到消除。在此过程中,可根据响应曲线的好坏反复改变比例系数与积分时间,以期得到满意的控制过程与整定参数。 (3)若使用比例积分调节器消除了静差,但动态过程经反复调整仍不能满意,则可加入微分环节,构成比例积分微分调节器。在整定时,可先置微分时间TD为零。在第二步整定的基础上,增大TD,同时相应地改变比例系数和积分时间,逐步凑试,以获得满意的调节效果和控制参数。 10.扩充临界比例度法确定PID参数整定步骤: ①选择一个足够短的采样周期,具体地说就是选择采样周期为被控对象纯滞后时间的十分之一以下。 ②用选定的采样周期使系统工作。这时,数字控制器去掉积分作用和微分作用,只保留比例作用。然后逐渐减小比例度δ(δ=1/K P ),直到系统发生持续等幅振荡。记下使系统发生振荡的临界比例度 δ k 及系统的临界振荡周期T k 。 ③选择控制度。模拟 控制度 ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? = ? ? ∞ ∞ 2 2 ) ( ) ( dt t e dt t e DDC ④根据选定的控制度,求得T、K P 、T I 、T D 的值 11. 扩充响应曲线法确定PID参数整定步骤: ①数字控制器不接入控制系统,让系统处于手动操作状态下,将被调量调节到给定值附近,并使 之稳定下来。然后突然改变给定值,给对象一个阶跃输入信号。 ②用记录仪表记录被调量在阶跃输入下的整个变化过程曲线,此时近似为一个一阶惯性加纯滞后环节的响应曲线。 ③在曲线最大斜率处作切线,求得滞后时间τ,被控对象时间常数Tτ以及它们的比值Tτ/T,

微机控制技术(含答案)

一、填空:(每空1分,共30分) 1、计算机基本的五个组成部分是、、、和。 2、工业控制计算机的各类有工业控制机、工业控制机和。 3、计算机内,数的表示方法有数、数和数三种。 4、单片机可以分为单片机和单片机两种机型。 5、单片机在开发系统时,可以使用语言、语言和语言。 6、MCS-51系列单片机中共有七种寻址方式,分别是寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址。 7、在汇编语言中,分支语句是通过语句来实现的。 8、循环语句是指按某种规律重复执行的程序语句。 9、在执行完子程序,返回继续执行生程序前恢复其原有内容,这称为。 10、一个完整的中断处理有中断、中断、中断和中断。 二、选择:(每题2分,共20分) 1、一个完整的计算机系统是由和软件两部分组成的。 A主机B硬件C程序D外设 2、计算机内部一律采用进制数存储数据。 A十B八C二D十六 3、伪指令是程序员发给汇编程序的指令,也称命令。 A二进制B汇编C高级D人工命令 4、顺序控制就是依次执行、无分支、无循环和调用。 A从上到下B从下到上C从里到外D从外到里 5、有条件跳转语句可以分为语句和多分支语句。 A跳转语句B单分支语句C顺序语句D转移语句 6、CPU和外部通信有通信和串行通信。 A并行B异步C同步D位传送 7、总线按功能和规范分为总线、内总线和外总线。 A数据B地址C片D控制 8、地址总线的宽度为位。 A8B4C32D16 9、51系列单片机内部4个双向的并行I/O端口,共根引脚。 A32B16C8D64 10、两个字长的二进制位数是。 A8B16C32D64 三、名词解释:(每题4分,共20分) 1、微处理器: 2、工业控制计算机(IPC):

电气控制技术课后习题答案第一章

第一章 1-1电器为什么需要灭弧装置 答:电路中的电压超过10~12V和电流超过80~100mA,则在动、静触头分离时在它们的气隙中间就会产生强烈的火花或电弧。电弧时一种高温高热的气体放电现象,其结果会使触头烧坏,缩短使用寿命,因此通常要设灭弧装置。 1-2单相交流电磁机构中的短路环的作用是什么三相交流电磁机构中是否也需短路环当接触器内部发出振动噪声时,产生的原因可能有哪几种 答:单相交流电磁机构中的短路环的作用在于它产生的磁通滞后于主磁通一定相位差,它们产生的电磁力与F1之间也就有一相位差。三相交流电磁机构中不需短路环。交流电流要周期过零值,其产生的电磁吸力也要周期过零,这样在释放弹簧反力和电磁力的共同作用下衔铁就要产生振动。 1-3“将三只20A的接触器的触头并联起来,就可正常控制60A的负载;若控制30A的负载,它们的寿命就约延长一倍。”对吗为什么答:不对,前半句是对的,将三只20A的接触器的触头并联起来,就可正常控制60A的负载,但若控制30A的负载,它们的寿命就约延长一倍,是错误的。 1-4额定电流30A的电动机带稳定负载,测得电流值为26A,应如何整定热继电器的额定电流值对于三角形接法的电动机应如何选择热继电器

答:整定热继电器的额定电流值: 三角形接法的电动机在有可能不满载工作时,必须选用带断相保护功能的热继电器。 1-5对保护一般照明线路的熔体额定电流如何选择对保护一台电动机和多台电动机的熔体额定电流如何选定 答:对保护一般照明线路的熔体额定电流等于或稍大于线路的工作电流;对保护一台电动机或多台电动机的熔体额定电流等于或稍大于可能出现的最大电流除以,其中多台电动机,可能出现的最大电流等于容量最大一台电动机起动电流,加上其他各台电动机的额定电流。1-6固态继电器有哪些优缺点在什么场合应优先选用固态继电器 答:优点:工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、无火花、无动作噪声和使用方便; 缺点:过载能力低,易受温度和辐射影响,通断阻抗比小。 1-7断路器可以拥有哪些脱扣器用于保护电动机需要哪些脱扣器用于保护灯光球场的照明线路需要哪些脱扣器断路器与熔断器相比较,各有什么特点 答:断路器可以拥有分励脱扣器、漏电脱扣器、热脱扣器与过电流脱扣器等;用于保护电动机需要电流脱扣器;用于保护灯光球场的照明线路需要复式脱扣器;断路器是能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流,也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间并分断电流的开关电器;熔断器是当通过它的电流超过规定值达一定时间

最新微型计算机控制技术复习习题答案

微型计算机控制技术复习习题答案

第一章计算机控制系统概述 习题参考答案 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参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备,简称外设,包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能,即根据操作人员的要求,能立即显示所要求的内容;还应有按钮,完成系统的启、停等功能;操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果,即应有保护功能。 (4)检测与执行机构 a.测量变送单元:在微机控制系统中,为了收集和测量各种参数,采用了各种检测元件及变送器,其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量,例如热电偶把温度转换成mV信号;压力变送器可以把压力转换变为电信号,这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0~5V或4~20mA)后,再送入微机。 b.执行机构:要控制生产过程,必须有执行机构,它是微机控制系统中的重要部件,其功能是根据微机输出的控制信号,改变输出的角位移或直线位移,并通过调节机构改变被调介质的流量或能量,使生产过程符合预定的要求。例如,在温度控制系统中,微机根据温度的误差计算出相应的控制量,输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式,也有的采用马达、步进电机及可控硅元件等进行控制。 4.微型计算机控制系统软件有什么作用?说出各部分软件的作用。 软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作,都是在软件的指挥下协调进行的,因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分,软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 (1)系统软件:它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说,系统软件只是作为开发应用软件的工具,是不需要自己设计的。系统软件包括: a.操作系统:即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等;

微型计算机控制技术课后答案

习题一 1,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? 答:CPU,接口电路及外部设备组成。 CPU,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。 接口电路,微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。 外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备 2,微型计算机控制系统软件有什么作用?说出各部分软件的作用。 答:软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作,都是在软件的指挥下协调进行的,因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分,软件可分为系统软件、应用软件 1)系统软件:它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说,系统软件只是作为开发应用软件的工具,是不需要自己设计的。 2)应用软件:它是面向用户本身的程序,即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。 3,常用工业控制机有几种?它们各有什么用途? 4,操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何?它们之间有何区别和联系? 答:(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,属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理,计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时计算机就起到了操作指导的作用。 (2)直接数字控制系统(DDC系统):DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行控制运算,然后通过输出通道控制执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。 (3)计算机监督控制系统(SCC系统):SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况,因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制,系统不能运行在最佳状态,而SCC系统不仅可以进行给定值控制,并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。 5,说明嵌入式系统与一般微型计算机扩展系统的区别。 答:嵌入式计算机一般没有标准的硬件配置。嵌入式系统可采用多种类型的处理器和处理器结构。软硬件协同设计采用统一的工具描述,可合理划分系统软硬件,分配系统功能,在性能、成本、功耗等方面进行权衡折衷,获取更优化的设计。嵌入式系统多为低功耗系统。简单地说,就是嵌入式系统和微型计算机的扩展标准不大一样。 6,PLC控制系统有什么特点? 答:(1)可靠性高。由于PLC大都采用单片微型计算机,因而集成度高,再加上相应的保护电路及自诊断功能,因而提高了系统的可靠性。 (2)编程容易。PLC的编程多采用继电器控制梯形图及命令语句,其数量比微型机指令要少得多,除中、高档PLC外,一般的小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简单,因而编程容易掌握、使用方便,甚至不需要计算机专门知识,就可进行编程。 (3)组合灵活。由于PLC采用积木式结构,用户只需要简单地组合,便可灵活地改变控制系统的功能和规模,因此,可适用于任何控制系统。 (4)输入/输出功能模块齐全。PLC的最大优点之一,是针对不同的现场信号,均有相应的模块可与工业现场的器件直接连接,并通过总线与CPU主板连接。

微机控制技术实训报告

重庆航天职业技术学院 温度采集报警报告 报告题目:数字温度计 系部:电子工程系专业:计算机控制技术 姓名: 学号: 指导老师:汤平

温度采集报警任务书 题目:数字温度计 任务与要求: 1、查阅数字温度计设计相关资料,熟悉数字温度计设计的原 理,查阅A/D转换及传感器相关知识,画出数字温度计原理图,并编写相应 的源程序。 2、使用8052单片机作为处理器,设计数字温度计设计,设定温 度最高值和最低值。数码管进行循环显示,显示实际温度值。 3、实现单路的电压采集和显示,显示3位温度值,最后1位显示“C” 4、并用喇叭报警。 发挥部分:将仿真电路图和程序修改为中断方式实现温度采集和显示。

前言 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一,随着传感器在生活中的更加广泛的应用,利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发,本文设计了一种基于80C52的温度检测及报警系统。该系统可以方便的实现温度采集和显示,并可根据需要任意设定上下限报警温度,它使用起来相当方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量,也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中,作为其他主系统的辅助扩展。该系统设计和布线简单,结构紧凑,抗干扰能力强,在大型仓库、工厂、智能化建筑等领域的温度检测中有广泛的应用前景。

目录 1、原理 (1) 2、元器件介绍 (2) 3、元器件清单 (7) 4、参考电路图 (8) 5 电路图详解 (10) 6、元器件的排版与焊接 (11) 7、参考程序编写与导入 (12) 8、成品的调试 (15) 9、总结 (16) 10、参考文献 (17)

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