计算机控制技术_复习题
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计算机自动控制技术 复习题(课程代码 252315)一选择题1下面关于微型计算机控制技术的叙述,正确的是(D )A. 微型计算机控制系统只能用于单片机系统B. 在任何控制系统中都可以运用微型计算机控制系统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机给定值并提供给DDC 计算机C. 当DDC 计算机出项故障时,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DDC 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5下列缩写表示现场可编程逻辑阵列的是(D )A PLC B. PLD C. GAL D. FPGA6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 边至2.6V ,输出端为(A )A 从2.3V 边至2.6V B. 从2.3V 边至2.45V 并维持不变C. 维持在2.3VD. 快速升至2.6V 并保持不变8 CD0541的INH 端接地,C 、B 、A 端依次接101B ,(C )被选通A IN/OUT 至IN/OUT4共5个通道 B. IN/OUT4通道C. IN/OUT 5通道D. 没有通道9 CD4097的INH 端接+5V ,C ,B ,A 端依次接111B ,(D )被选通A X 组的IN/OUT7通道 B. Y 组的IN/OUT7通道C. X 组和Y 组的IN/OUT7通道D. 没有通道10 DAC0832的REF V 端接-5V ,OUT1I 接运算放大器异名端,输入为1000000B ,输出为(B )A +5V B. +2.5V C. -5V D . -2.5V11在第18题的基础上,再接一级预算放大器构成双极性电压输出,输入C0H 时,输出为(A )A-2.5V B. +2.5V C. -3.75V D . +3.75V12采用ADC0809构成的模拟量输入通道,ADC0809在其中起到(D )作用A 模拟量到数字量的转换 B. 数字量到模拟量的转换C. 模拟量到数字量的转换和采样-保持器D. 模拟量到数字量的转换和多路开关13 A/D 转换器()REF -V ()REF +V 分别接-5V 和+5V ,说明它(A )A 输入为双极性,范围是-5V ~+5V B. 输入为双极性,范围是-10V ~+10VD. 输出为双极性,范围是-FF V ~+FFV D. 输入为单极性,范围是0~+5V14关于ADC0809中的EOC 信号的描述,不正确的说法是(C )A EOC 呈高电平,说明转换结束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15当D/A 转换器的位数多于处理器的位数时,接口设计中不正确的是(D )A 数据分批传送 B. 需要两级数据缓存C. 输入的所有数字位必须同时进行转换D. 数据按输入情况分批进行转换16.完整键盘功能处理程序应包括(C )。
计算机控制技术总复习题-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII1.一个联机系统不一定是一个实时系统,但一个实时控制系统必定是联机系统。
2.操作指导控制系统是一种闭环控制结构,该系统的优点是结构简单,控制灵活和安全,缺点是不适合用于多个对象的控制。
3.温度控制系统的热惯性大、反应慢、所以调节需要频繁,采样周期选得要短一点;对于一些快速系统,如交直流可逆调速系统、随动系统,要求采样周期长一点。
4.计算机控制系统与连续系统相比,在系统结构与参数不变的条件下,抑制干扰的能力加强。
5.计算机控制系统中,计算机的作用主要有哪几个方面?6.生产过程设备不直接受计算机控制,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,称为“离线”方式,离线方式能实时地对系统进行控制。
7.采样周期取值越大,那么复现精度就越高,也就是“越真”。
8.过程输入输出通道是计算机和被控对象(或生产过程)之间设置的信息传送和转换的连接通道。
一般分为:模拟量输入输出通道和开关量输入输出通道。
9.监督控制方式的控制效果,主要取决于数学模型的优劣。
这个数学模型一般是针对其一目标函数设计的,如这一数学模型能使某一目标函数达到最优状态,那么,这种控制方式就能实现最优控制。
10.计算机控制系统的控制过程分为哪几步?11.生产过程设备不直接受计算机控制,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,称为“脱机”方式或“离线”方式,离线方式能实时地对系统进行控制。
12.计算机控制系统与连续系统相比,在系统结构与参数不变的条件下,抑制干扰的能力加强。
13.零阶保持器是一个低通滤波器,但不是一个理想低通滤波器,高频信号通过零阶保持器不能完全滤除,同时产生相位滞后。
14.一般来说,采样周期T也对系统的稳定性有影响。
加长采样周期,会改善系统的稳定性。
15.用框图表示直接数字控制系统的构成。
16.A/D、D/A转换器不仅影响系统稳态控制精度,而且影响系统动态指标。
计算机控制技术复习第一章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.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. 7.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)第二章1.什么是计算机的总线?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.2.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.3.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的信号地线,共模信号不可避免地要进入信号传送系统中.当传输距离过远时,发送器与接收器各自会形成不同的对地电位.4.RS-485串行通信总线采用什么传输方式?它与RS-422A串行通信总线的区别是什么?答:RS-485串行通信总线采用的是不平衡传输方式.区别在于RS-485为半双工工作方式,而RS-422A为全双工工作方式.且RS-422A适用于两点之间进行高速,远距离通信,而RS-485适用于多点之间进行高速,远距离通信.5.数字量I/O的接口芯片有什么作用?有哪些典型芯片?P306.积分电路对数字量信号的调理过程。
计算机控制技术总复习题1.⼀个联机系统不⼀定是⼀个实时系统,但⼀个实时控制系统必定是联机系统。
2.操作指导控制系统是⼀种闭环控制结构,该系统的优点是结构简单,控制灵活和安全,缺点是不适合⽤于多个对象的控制。
3.温度控制系统的热惯性⼤、反应慢、所以调节需要频繁,采样周期选得要短⼀点;对于⼀些快速系统,如交直流可逆调速系统、随动系统,要求采样周期长⼀点。
4.计算机控制系统与连续系统相⽐,在系统结构与参数不变的条件下,抑制⼲扰的能⼒加强。
5.计算机控制系统中,计算机的作⽤主要有哪⼏个⽅⾯?6.⽣产过程设备不直接受计算机控制,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,称为“离线”⽅式,离线⽅式能实时地对系统进⾏控制。
7.采样周期取值越⼤,那么复现精度就越⾼,也就是“越真”。
8.过程输⼊输出通道是计算机和被控对象(或⽣产过程)之间设置的信息传送和转换的连接通道。
⼀般分为:模拟量输⼊输出通道和开关量输⼊输出通道。
9.监督控制⽅式的控制效果,主要取决于数学模型的优劣。
这个数学模型⼀般是针对其⼀⽬标函数设计的,如这⼀数学模型能使某⼀⽬标函数达到最优状态,那么,这种控制⽅式就能实现最优控制。
10.计算机控制系统的控制过程分为哪⼏步?11.⽣产过程设备不直接受计算机控制,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,称为“脱机”⽅式或“离线”⽅式,离线⽅式能实时地对系统进⾏控制。
12.计算机控制系统与连续系统相⽐,在系统结构与参数不变的条件下,抑制⼲扰的能⼒加强。
13.零阶保持器是⼀个低通滤波器,但不是⼀个理想低通滤波器,⾼频信号通过零阶保持器不能完全滤除,同时产⽣相位滞后。
14.⼀般来说,采样周期T也对系统的稳定性有影响。
加长采样周期,会改善系统的稳定性。
15.⽤框图表⽰直接数字控制系统的构成。
16.A/D、D/A转换器不仅影响系统稳态控制精度,⽽且影响系统动态指标。
17.零阶保持器是⼀个低通滤波器,但不是⼀个理想低通滤波器,⾼频信号通过零阶保持器不能完全滤除,同时产⽣相位滞后。
计算机控制技术题库(附答案)计算机控制技术练习题(附答案)⼀、填空题(每空2分,共20分)1.闭环负反馈控制的基本特征是。
2.闭环控制系统⾥,不同输出与输⼊之间的传递函数分母。
3.惯性环节的主要特点是,当其输⼊量发⽣突然变化时,其输出量不能突变,⽽是按变化。
4.静态误差系数是系统在典型外作⽤下精度的指标,静态误差系数越⼤,精度。
5.系统的相稳定裕度γM,定义为开环频率特性在截⽌频率ωc处。
6.离散系统稳定性与连续系统不同,它不仅与系统结构和参数有关,还与系统的有关。
7.零阶保持器是⼀个相位滞后环节,它的相频特性φ(ω)= 。
8.若已知闭环系统⾃然频率为ωn,经验上,采样频率ωs应取。
9.通常把叠加在被测信号上的⼲扰信号称为。
10.为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配,通常应在传感器与A/D之间加⼊。
⼆、选择题(每题2分,共10分)1.在计算机控制系统⾥,通常当采样周期T减少时,由于字长有限所引起的量化误差将。
A 增⼤;B 减⼩;C 不变。
2.控制算法直接编排实现与串联编排实现相⽐,有限字长所引起的量化误差。
A 较⼤;B 较⼩;C 相当。
3.某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ,可知该系统是。
A稳定的;B不稳定的;C 临界稳定的。
4.若以电机轴的转⾓为输⼊量,电机轴的转速为输出量,则它的传递函数为环节。
A 积分;B 微分;C 惯性。
5.在确定A/D变换器精度时,通常要求它的精度应传感器的精度。
A ⼤于;B ⼩于;C 等于。
三、简答题(每⼩题5分,共20分)1.图1为⽔箱⽔位⾃动控制系统,试说明基本⼯作原理。
图12.已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1,试问该系统为⼏型系统,系统的开环放⼤系数为多少?3.试简单说明系统稳定性与稳态误差相互⽭盾的关系。
4.试表述采样定理,并说明若⼀⾼频信号采样时不满⾜采样定理,采样后将会变成何种信号。
精品文档一. 填空题:1、计算机控制系统的工作过程为:实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
2、计算机控制系统硬件由工业控制机、计算机、过程输入输出通道和生产过程组成。
、选D/转换器时应着重考虑的是精、接地技术中接地方式有工作接地、保护接等两种、计算机控制系统按总体结构来分有开环控制系统、闭环控制系两大、计算机控制系统是指采用数字计算机和其他自动化设的自动控制系统、计算机控制系统软件控制部被控对组成、计算机控制系统输输出通道分为四类,分别模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通数字量输出通、过程通道中存在的干扰有串模干扰、共模干1、局域网常见的网络拓朴结构有星环、总线等1、计算机控制系统是指利计算来实生产过自动控制的系统1、衡量一D/转换器性能的主要参数有分辨率、转换时间、精度、线性1、数据处理的内容有线性化处标度变1、闭环负反馈控制的基本特征是测量偏差、纠正偏1、一阶惯性环节的主要特点是当输入量突然变化时,输出量不能突变,而是指数规变化1、静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标,静态误差系数越大,精越1、离散系统稳定性与连续系统不同,它不仅与系统的结构和参数有关,还与统采样周有关2、若已知闭环系统的自然频率为,经验上,采样频率应12、通常把叠加在测量信号上的干扰信号称串模干精品文档.精品文档22、为使得传感器特性与A/D变换的特性相匹配,通常在传感器和A/D变换器之间加入调理电路。
23、计算机控制系统中常用的控制器有可编程控制器、工控机、DSP、智能调节器等。
2、计算机控制系统中,被测信号单端对地输双端不对地输两种方式2、信号接地方式应采单点接方式,而不采多点接方式2、模拟输出通道的结构形式主要取决输出保持的构成方式2“,否,用模糊关系表示为 (Cˉ(2、采用双绞线作信号引线的目减少电磁感应,并使各个小环路的感应电势相呈反向抵2、实时的概念不能脱离具体的过程,一个在线的系统不一定是一实时系但一实时系必定是一个在线系统3、数字量输出通道主要输出锁存器、输出驱动电、输出口译码电路等组成3、计算机控制系统CP抗干扰措施常采看门狗、电源监控(掉电检测及护、复等方法3、计算控制系统的发展趋势:控制系统网络化、扁平化、智能化、综合3、调节器的比例度越大,则放大倍越,调节作用越,余差越3、二线制传输方式是两根导同时传输变送器所需电和变送器输出信;热电阻温变与热电阻的连接根导线二、简答题、计算机控制系统有哪几种典型类型操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现总线控制系统PLC上位机系、计算机控制系统中抗共模干扰的措施有哪些采用差分放大器作信号前置放大、采用隔离技术将地电位隔开、利用浮地屏、计算机控制系统的设计步骤可划分为四个阶段生产工艺和现场环境调研、硬件总体方案设计、软件总体方案设计、系统总体精品文档.精品文档4、采样定理的基本内容是什么?对频带受限的信号,当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时,可以从采样值完全恢复原始的信号5、什么是数字滤波?常用的数字滤波有哪些方法?所谓数字滤波,就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理,以便减少干扰在有用信号中的比重,提高信号的真实性。
计算机控制技术期末复习题计算机控制技术期末复习题近年来,计算机控制技术在各个领域得到了广泛应用,从工业自动化到智能家居,计算机控制技术的发展为我们的生活带来了巨大的便利。
而期末复习是我们巩固知识、提高能力的重要环节。
下面,我将为大家准备了一些计算机控制技术的期末复习题,希望能帮助大家复习和加深对该领域知识的理解。
一、简答题1. 什么是计算机控制技术?计算机控制技术是指利用计算机对各种设备、系统进行控制和管理的技术。
它通过采集传感器信号,经过计算机处理后,控制执行机构实现对设备的控制和管理。
2. 计算机控制技术的应用领域有哪些?计算机控制技术广泛应用于工业自动化、智能交通、智能家居、机器人技术等领域。
它可以提高生产效率、降低成本、提升设备的智能化水平。
3. 什么是PLC?PLC(Programmable Logic Controller)可编程逻辑控制器,是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制设备。
它具有可编程性、可靠性和灵活性等特点,广泛应用于工业生产线的控制系统中。
4. 什么是PID控制器?PID控制器是一种常用的反馈控制器,它通过比较被控对象的实际输出值与期望值之间的差异,通过调整控制量来实现对被控对象的控制。
PID控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成。
5. 什么是HMI?HMI(Human Machine Interface)人机界面,是指人与机器之间进行信息交互的界面。
它通过显示器、按键、触摸屏等设备,将计算机控制系统的信息直观地展示给操作人员,并接收操作人员的指令。
二、计算题1. 设有一个PLC控制系统,输入信号为X1、X2、X3,输出信号为Y1、Y2、Y3。
当X1与X2同时为1时,Y1输出1;当X1或X2为1时,Y2输出1;当X3为0时,Y3输出1。
请绘制该PLC控制系统的逻辑图。
2. 一个温度控制系统的被控对象为一个加热器,输入信号为温度传感器的测量值,输出信号为加热器的控制量。
《计算机控制技术》复习题一﹑名词解释⒈直接数字控制系统⒉动态过程⒊数字滤波二﹑填空题⒈数字滤波程序设计中常见的滤波算法有、和。
(任写三种)⒉根据微机在过程控制中的应用情况,微机控制系统可分为四种常用类型,分别是、、和。
⒊在工程应用中,典型的控制系统环节有﹑﹑﹑﹑﹑延迟环节等。
⒋衡量二阶系统时域响应的动态性能特性时,可用、、、和、等五个指标来描述。
⒌微机控制中的数字PID控制算法有和两种基本形式。
三﹑简答题⒈简述什么是自动控制。
⒉简述数字滤波中的算术平均滤波的滤波原理。
⒊简述PID调节器的基本原理。
四﹑综合题微机控制系统中的基本组成中,主要的模块有:微型计算机主机、外部设备、I/O接口及输入输出通道、测量与执行机构及操作控制台。
试问:(1) 微型计算机主机的功能。
(2) I/O接口及输入输出通道的功能。
答案一﹑名词解释⒈在实际控制中,当系统所选择的采样周期较大或对控制质量要求较高时,通常需要从被控对象的特性出发,直接根据采样理论来设计数字控制器,这种方法就是直接数字设计,所形成的控制系统就是直接数字控制系统。
⒉系统在外加信号作用下,被控量随时间变化而变化的过程称为控制系统的动态过程,反映了系统的动态特性。
⒊数字滤波就是通过某种计算或判断程序来减少干扰信号在有用信号中的比重。
二﹑填空题⒈程序判断滤波算数平均滤波中值滤波⒉数据采集与处理系统直接数字控制系统计算机监督控制系统分级控制系统⒊比例环节惯性环节积分环节一阶微分环节振荡环节⒋上升时间峰值时间超调量延迟时间调节时间⒌位置型增量型三﹑简答题⒈采用控制装置自动地﹑有目的地对机器设备或生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能要求,这个过程就是自动控制。
⒉算数平均滤波就是把n个采样值相加,然后取算术平均值作为本次有效的采样信号。
⒊PID调节器的基本原理是将被测参数由传感器变换成统一的标准信号送入调节器,与系统设定值进行比较,产生出的偏差经PID运算后送到执行机构,来改变系统的进给量,实现被测量的自动调节。
《计算机控制技术》(机械工业出版社范立南、李雪飞)习题参考答案第1章1.填空题(1) 闭环控制系统,开环控制系统(2) 实时数据采集,实时决策控制,实时控制输出(3) 计算机,生产过程(4) 模拟量输入通道,数字量输入通道,模拟量输出通道,数字量输出通道(5) 系统软件,应用软件2.选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3.简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替,再加上A/D转换器、D/A转换器等器件,就构成了计算机控制系统,其基本框图如图所示。
计算机控制系统由计算机(通常称为工业控制机)和生产过程两大部分组成。
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、电气开关等装置。
(2)操作指导控制系统:其优点是控制过程简单,且安全可靠。
适用于控制规律不是很清楚的系统,或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。
其缺点是它是开环控制结构,需要人工操作,速度不能太快,控制的回路也不能太多,不能充分发挥计算机的作用。
直接数字控制系统:设计灵活方便,经济可靠。
能有效地实现较复杂的控制,如串级控制、自适应控制等。
监督计算机控制系统:它不仅可以进行给定值的控制,还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。
其中SCC+模拟调节器的控制系统,特别适合老企业的技术改造,既用上了原有的模拟调节器,又可以实现最佳给定值控制。
SCC+DDC的控制系统,更接近于生产实际,系统简单,使用灵活,但是其缺点是数学模型的建立比较困难。
集散控制系统:又称分布式控制系统,具有通用性强、系统组态灵活,控制功能完善、数据处理方便,显示操作集中,调试方便,运行安全可靠,提高生产自动化水平和管理水平,提高劳动生产率等优点。
缺点是系统比较复杂。
计算机集成制造系统:既能完成直接面向过程的控制和优化任务,还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。
第1章绪论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、和三部组成。
总线分为和。
P13外部总线:、内部总线:1. 2. 3. 4.3.工业控制机分类P14①. 2. 3. 4.4. 总线标准P15㈠①.STD总线②.ISA总线③.PCI总线:④.PC/104总线:4. 隔离方式:常用的隔离放大器:5. 模拟量输入通道的隔离主要有6. D/A性能的主要参数:1. 2. 3. 4.7.模拟量输出通道由1. 2. 3.8.开关量:按类型分有1. 2.按电源分有1. 2.1.干扰信号的来源:P138工业控制计算机系统的干扰可以分为三类,即:1. 2. 3.①电源干扰主要有:1. 2. 3. 4.②空间干扰:1. 2. 3.③设备干扰:1. 2.(2)方块图如下图1.1所示:器工业计算机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?计算机控制系统有哪几种典型形式?各有什么主要特点?P4~7(1)优点:缺点:(2)优点:(3)优点:(4)优点:(5)优点:(6)优点:。
第2章1.什么是工业控制计算机?它们有哪些特点?其特点是:2.总线(BUS):第3章1. A/D转换的主要性能指标::3. 一个10位A/D转换器(量化精度0.1%),孔径时间为10us,如果要求转换误差在转换器的转换精度内,则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为P43一个8位A/D转换器,孔径时间为100us,如果要求转换误差在A/D转换器的转换精度(0.4%)内,求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少?P859. 无论是A/D 转换还D/A 转换其分辨率可表示为 D=1/(2n -1)P71若所要求的分辨率为D, 则字长 )11(log 2Dn +≥ Eg : 某温度控制系统的温度范围为0~600℃,要求分辨率为0.5℃,求出 A/D 转换器字长:因此,取A/D 转换器字长为第4章Eg1:某热处理炉温度测量仪表的量程为200~800℃,在某一时刻计算机采样并经数字滤波后的数字量为0CDH.求此时温度值为多少?(设仪表量程为线性,A/D 转换为8位)解:已知A0=200℃,Am =800℃,Nx =0CDH =205,Nm =0FFH =255,根据式(4.10),此时温度为:Eg2:某热处理炉温度变化的范围为0~1350℃,在某一时刻计算机采样并经AD574A 转换后的数字量为56AH.求此时炉内的温度值为多少?(设仪表量程为线性的)P36 解:已知A0=0℃,Am =1350℃,Nx =56AH =1386,Nm =FFFH =4095,则此时温度为:第5章2.干扰信号的耦合方式:P139③、共阻抗耦合方式; ④、电磁场辐射耦合方式;电磁场辐射干扰是一种无规则的干扰,它极易通过电源而耦合到系统中来。
《计算机控制技术》复习资料1一、填空题1、在计算机控制系统几种典型的应用中系统是开环的控制结构,系统是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式,系统能自动的改变给定值,使生产过程达到最优。
2、STD总线是一种规模最小,面向工业控制,设计周密的位系统总线,VME总线是1981年推出的第一代位工业开放标准总线。
3、D/A转换器的转换原理可以归纳为“按权展开,然后相加”,因此D/A转换器内部必须要有一个,以实现按权值分别进行D/A转换。
4、数控系统由输入装置、输出装置、和 4部分组成,其一般步骤是曲线分割、、。
5、PID控制中积分饱和会引起输出超调使系统不稳定,通常改进的方法有法、法和有限偏差法。
6、根据步进电机的结构分析可知,错齿是促使步进电机旋转的根本原因,改变步进电机的可以改变其运行方式;改变,可以控制步进电机的正、反转。
7、达林算法的目标是设计合适的数字控制器D(z),使整个计算机控制系统等效的闭环传递函数期望为一个和相串联,并期望闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。
8、在连续系统中,表示输入信号和输出信号关系的数学模型用和来描述;在离散系统中,则用、和离散状态空间表达式来描述。
二、简答题1、过程输入输出通道与主机交换的信息类型有哪些?2、画出数字量输入/输出通道的结构。
3、什么是共模干扰?抑制共模干扰的措施有哪些?4、振铃现象是怎样产生的?它有什么危害?应怎样克服?5、简述冗余技术及其分类。
答案一、填空题1、操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统;2、8、32;3、解码网络;4、控制器、插补器、插补计算、折线逼近;5、遇限削弱积分法、积分分离法;6、各相的通电方式或脉冲分配、通电顺序;7、纯滞后环节、一阶惯性环节(顺序可互换);8、微分方程、传递函数、差分方程、脉冲传递函数。
二、简答题1、答:1)数据信息:反映生产现场的参数及状态的信息,包括数字量和模拟量。
2)状态信息:又叫应答信息、握手信息,反映过程通道的状态,如准备就绪信号等。
计算机控制技术复习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的信号地线,共模信号不可避免地要进入信号传送系统中.当传输距离过远时,发送器与接收器各自会形成不同的对地电位.16.RS-485串行通信总线采用什么传输方式?它与RS-422A 串行通信总线的区别是什么?答:RS-485串行通信总线采用的是不平衡传输方式.区别在于RS-485为半双工工作方式,而RS-422A 为全双工工作方式.且RS-422A 适用于两点之间进行高速,远距离通信,而RS-485适用于多点之间进行高速,远距离通信.17、为什么我们经常用到的标准信号是电流信号?何为标准信号:为了避免低电平模拟信号传输带来的麻烦,经常要将测量元件的输出信号经变送器变送,如温度变送器、压力变送器、流量变送器等,将温度、压力、流量的电信号变成0~10mA 或4~20mA 的统一信号,然后经过模拟量输入通道来处理。
18. ADC0809转换器,采用的技术是什么?分析其工作原理。
P4219.积分电路对数字量信号的调理过程。
P31为了清除由于接点的机械抖动而产生的振荡信号,一般都就应加入有较长时间常数的积分电路来消除这种振荡.20.采用光电耦合器的大功率输入调理电路的工作过程。
P3221.什么是香农采样定理?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fmax,只要按照采样频率f>=2fmax 进行采样,那么采样信号就能惟一地复观.22.什么是量化误差?量化过程实际上是一个用q 去度量采样值幅值高低的小数归整过程,由于量化过程是一个小数归整过程,因而存在量化误差,量化误差为(+_1/2)q.23.什么是孔径时间和孔径误差?如何根据孔径时间和精度,确定信号的最大频率? 完成一次A/D 转换所需的时间称为孔径时间.孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差,即为孔径误差.P4124 如何选定采样周期T ?(1)据香农采样定理确定采样周期T 的上限max w;(2)据执行机构和被控对象的特性:惯性大的对象,T 取大;(3)从随动性、抗干扰的要求来看:T 应取小一些;(4)要实时完成一个控制周期内的任务,T 不能太小。
25. ADC0809 A/D转换器的特点,分析的工作过程。
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P4226.什么是串模干扰,抑制的方法有哪些?串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号.高通,低通,带通滤波器.尖峰型串模干扰民为主要干扰源时,用双积分A/D转换器.采用双绞线作信号引线(减少电磁感应)27.什么是共模干扰,抑制的方法有哪些?所谓共模干扰,是指A/D转换器两个输入端公有的干扰电压.抑制方法:变压器隔离光电隔离浮地屏蔽28.,简述计算机控制系统在一个控制周期内应完成哪些事情?应完成:被控物理量的采集A/D转换、数字滤波、偏差的计算、根据控制算法计算控制量、D/A刷新输出控制量。
29.计算机控制系统中有哪些类型的地线?信号接地方式应采用什么方式?有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线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。
30.温度范围为0~1100℃,经温度变送器变换为0~5V的电压送至DC0809,ADC0809的输入范围为0~5V,当t=KT时,ADC0809的转换结果为7A,试问:此时炉温为多少度?31、在8位A/D转换器中,设满量程为±5V,则2.5V,0V,-2.5V对应的数字量为多少?32、多路开关与反多路开关的作用?系统将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要反多路开关器件完成控制量的切换工作。
反之,几个输入的信号接一个A/D转换器, 需要多路开关器件完输入信号的切换工作。
33、数字控制方式主要有哪几种?点位控制、直线控制、轮廓控制34.逐点比较法直线插补原理加工第三象限直线OA,起点为O(0,0),终点坐标为A(-6,-4),试进行插补计算并作出走步轨迹图。
P8435.逐点比较法圆弧插补原理加工第1象限逆圆弧AB ,已知起点的坐标为A(4, 0),终点的坐标为B(4,0),试进行插补计算并作出走步轨迹图。
P8736.根据已知的三相步进电机的工作时序图,分析说明其工作方式。
A-B-C-A …….37.已知三相步进机的转子为40个齿,定子为3对磁极,试求工作在三相六拍方式时的步距角和齿距角。
步距角:360/40/6=1度齿距角360/40=9度38:求惯性环节 的差分方程 解:由 有 化成微分方程:以采样周期离散上述微分方程得即 用一阶后项差分近似代替得:代入上式得11)(1+=s T s D 11)()()(1+==s T S E S U s D )()()1(1s E s U s T =+)()()(1t e t u dtt du T =+)()()(1kT e kT u kT u T =+&)()()(1k e k u k u T =+&Tk u k u t u )1()()(--≈&整理得39.根据模拟PID 的控制算法, 01()()[()()]t P D I de t u t K e t e t dt T T dt=++⎰ 推导对应的离散化递推式。
P105 P10601()()[()()]t P DI de t u t K e t e t dt T T dt =++⎰ 令t = kT , 简记为k ;则:0()t e t dt ⎰=1()*ki e i T =∑; ()de t dt =()(1)e k e k T--| 将上式代入原式,得:u(k)=p K {()e k +1()k i IT e i T =∑+[()(1)]D T e k e k T --} u(k-1)=p K {(1)e k -+11()k i I T e i T -=∑+[(1)(2)]D T e k e k T ---} 用上两式相减后整理得:u(k)= u(k-1)+(1)*()D p I T T K e k T T ++-2(1)*(1)D p T K e k T +-+()*(2)D p T K e k T- 40.数字PID 位置式和增量式算法的各自特点是什么?增量算法不需要做累加,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增量算法得出的是控制量的增量,而位置算法的输出是控制量的全量输出,误动作影响大.采用增量算法,易于实现手动到自动的无冲击切换.41.数字PID 控制算法中,Kp 、Ti 、Td 的物理调节作用分别是什么?Kp 为比例增益,能减小误差,但不能消除稳态误差,但Kp 加大会引起系统不稳定.。
直接决定控制作用的强弱,加大Kp 可以减少系统的稳态误差,提高系统的动态响应速度. 过大会使动态质量变坏,引起被控制量振荡甚至导致闭环系统不稳定Ti 为积分时间常数 只要有足够的时间,积分控制将能完全消除误差 但它将使系统的动态过程变慢,积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡.从而使系统的稳定性变坏;)()()]1()([1k e k u k u k u T T =+--)()1()(111k e T T T k u T T T k u ++-+=Td为微分时间常数,微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关的,微分控制能够预测偏差.产生超前的校正作用,可以减小调整时间, 有助于减少超调,从而改变系统的动态性能.在PID调节系统中,比例系数KP的确定比微分系数KI和积分系数KD更重要,因为它不但与本身有关,而且还和Kd,Ki有关。
42.什么是积分饱和现象?积分分离算法的工作原理是什么?所谓积分饱和现象是指若系统存在一个方向的偏差,PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大,从而导致u(k)达到极限位置。
此后若控制器输出继续增大,u(k)也不会再增大,即系统输出超出正常运行范围而进入了饱和区。