计算机控制技术第1章 绪论
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计算机控制技术基础知识复习第一章绪论自动控制系统:在没有人参与的状况下,经过控制器使消费进程自动地依照预定规律运转的系统。
开环控制系统:指无被控量反应的控制系统,即需求控制的是被控对象的某一量,而测量的只是给定信号,被控量关于控制造用没有任何影响的系统。
闭环控制系统:指有被被控量反应的控制系统,即系统的输入信号沿反应通道又回到系统的输入端,构成闭合通道的系统。
典型工业消费进程:延续进程〔流体〕、团圆进程〔固体〕、批量进程〔延续进程和团圆进程交替停止〕。
计算机控制系统:应用计算机〔通常称为工业控制计算机,简称工业控制机〕来完成消费进程自动控制的系统。
计算机控制系统的组成:计算机〔工业控制机〕和消费进程。
工业控制机是指按消费进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、外部总线和外部总线、人机接口、磁盘系统、通讯接口、输入输入通道。
软件包括系统软件和运用软件,系统软件包括实时多义务操作系统、引导顺序、调度执行顺序,运用软件是系统设计人员针对某个消费进程而编制的控制和管理顺序,包括进程输入顺序、进程控制顺序、进程输入顺序、人机接口顺序、打印显示顺序和公共子顺序等。
消费进程包括被控对象和测质变送、执行机构、电气开关等装置。
计算机控制系统的任务原理:①实时数据采集:对来自测质变送装置的被控量的瞬时值停止检测和输入。
②实时控制决策:对采集到的被控量停止剖析和处置,并按已定的控制规律,决议将要采取的控制行为。
③实时控制输入:依据控制决策,适时地对执行机构收回控制信号,完成控制义务。
计算机控制系统的任务进程:测量、计算、控制、管理。
在线方式:消费进程和计算机直接衔接,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:消费进程和睦计算机相连,且不受计算机控制,而是靠人停止联络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、计算和输入都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度停止控制,超出了这个时间,就失掉了控制的机遇,控制也就失掉了意义。
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,将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 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)操作指导系统(OIS)优点:结构简单、控制灵活和安全。
缺点:由人工控制,速度受到限制,不能控制多个对象。
(2)直接数字控制系统(DDC)优点:实时性好、可靠性高和适应性强。
(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最有工况。
第一章:绪论1、计算机控制系统组成(作业)2、工作原理:(作业) (1)实时数据采集 (2)实时控制决策 (3)实时控制输出 (4)实时显示和数据保存 (5)联网通信(测控管一体化)失败:一、若控制时间间隔取的太长,则控制效果可能变差。
二、若控制时间间隔取的太短,计算机在这个采样时间间隔内不能完成前三项工作,也会引起控制质量下降。
3、 (1)在线方式:在SCC 中,生产过程与计算机连接,且受计算机控制的方式称为在线方式。
离线方式:生产过程不与计算机连接,即不受计算机控制,或称为脱机方式(2)实时的含义:是指被控量的检测,控制信号的计算,控制信号的输出都必须在一定的时间间隔内完成。
由计算机中断自动产生,或采用查询方式产生,或由用户自行设定 一个在线的系统不一定是一个实时系统,但是一个实时系统必定是在线系统。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字(开关)量输入输出通道。
4、按完成的功能和结构(6种典型形式:···,DDC 、SCC 、DCS 、FCS 、····) 按照控制规律分类(填空)(1)数字程序和顺序控制(2)PID 控制:调节器的输出是调节器输入的比例、积分和微分的函数 (3)最小拍控制:要求设计的系统在尽可能短的时间内完成调节过程 (4)复杂规律的控制 (5)智能控制计算机控制装置生产过程按照控制方式的不同,计算机控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
5、常用的典型机型(1)单片微型计算机: 内含有微处理器的特殊超大规模集成电路,专用性强、内存容量小,本身不具备自开发功能(2)PLC:可靠性高、编程容易、功能完善、扩展灵活、安装调试简单方便(3)工业PC:小板结构模块化设计;标准化及兼容性;完善的I/O通道;环境适应能力强、可靠性高;软件丰富(组态软件)6、计算机控制系统的发展趋势一、单片机(微处理器)组成的控制系统日趋先进二、可编程逻辑控制器(PLC)得到广泛应用三、推广使用新型的集散控制系统(DCS)四、大力发展和采用现场控制总线技术五、大力研究和发展智能控制系统第二章:过程输入输出通道技术1、模拟量输入信道(A/D信道或AI信道)的任务是把被控对象的过程参数的模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号.2、多路模拟信号集中采集式一、集中式数据采集系统的典型结构:(1)多路共享采集电路分时采集;(2)多路同步取样共享A/D分时采集(3)多通道同步采样A/D,分时传输数据;多信道独立取样A/D,有通道缓存二、分布式采集3、典型模拟调理电路的组成框图4、传感器的主要技术指标:(将被测量→转换后续电路可用电量)(填空) 1)测量范围:与被测量实际变化范围相一致。