第7章 计算机控制系统软件设计
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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)。
计算机控制系统设计的基本内容
计算机控制系统设计主要包括以下基本内容:
1. 控制理论基础知识:计算机控制系统的设计需要运用控制理论的基础知识,如传递函数、稳定性分析、动态响应分析等。
2. 计算机控制系统的硬件设计:包括控制器、传感器、执行器等硬件设备的设计和选型,需要考虑硬件设备的可靠性、性能、成本和可维护性等因素。
3. 计算机控制系统的软件设计:包括控制系统的算法设计、软件界面设计、数据采集和处理等,需要运用计算机编程语言和软件设计工具进行开发。
4. 计算机控制系统的调试和测试:设计完成后,需要进行系统调试和测试,以确保系统的稳定性、可靠性和性能指标符合要求。
5. 计算机控制系统的应用和优化:在实际应用场景中,需要对计算机控制系统进行优化和调整,以提高控制性能和效率。
以上是计算机控制系统设计的主要基本内容,不同的应用场景和控制需求可能需要针对具体情况进行定制化设计。
计算机软件设计开发控制程序一、引言计算机软件设计开发控制程序是实现软件设计、开发和控制的核心环节。
它涉及到软件的整体架构设计、编码实现、版本管理、代码质量控制、测试和发布等方面。
在软件开发过程中,一个有效的控制程序能够提高软件开发的效率和质量,确保项目的顺利进行。
二、需求分析在设计开发控制程序之前,需要进行需求分析。
通过与项目组成员的沟通和了解,明确软件开发的目标和需求,分析系统的功能、性能、安全等方面的要求,并将其转化为明确的任务和优先级。
三、架构设计在需求分析的基础上,进行系统的整体架构设计。
架构设计是软件开发的基石,它涉及到系统的模块划分、接口定义、数据流程和控制流程的设计等。
一个良好的架构设计能够提高系统的稳定性、可维护性和可扩展性。
四、编码实现在架构设计完成后,进行具体的编码实现。
编码实现是将设计思想转化为具体的代码实现的过程,它需要程序员熟练运用各种编程语言和开发工具,按照设计要求编写代码,并进行良好的代码注释和文档编写。
五、版本管理软件开发过程中,会出现多个版本的代码,需要进行版本管理。
版本管理是对软件开发过程中的各个版本进行管理和控制,包括代码的提交、分支管理、冲突解决、版本回退等。
一个好的版本管理工具能够提高开发团队的协作效率和代码的可靠性。
六、代码质量控制为了确保软件的质量,需要进行代码质量控制。
代码质量控制包括代码规范的制定和维护、静态代码分析、单元测试、代码复审等方面。
一个好的代码质量控制程序能够有效地减少代码错误和维护成本,提高软件的稳定性和可靠性。
七、测试在开发控制程序完成后,需要进行测试。
测试是验证软件功能和性能的过程,包括单元测试、集成测试、系统测试等。
通过不同层次的测试,可以发现并修复软件中的问题,确保软件的正确性和稳定性。
八、发布当软件经过开发、测试等环节后,需要进行发布。
发布是将软件交付给最终用户的过程,包括软件打包、文档编写、用户指导等。
一个好的发布程序能够确保软件的顺利接入用户的环境,并提供相应的支持和维护。
计算机控制系统设计的基本内容计算机控制系统设计的基本内容是指在控制工程领域中,针对特定的系统设计出相应的控制系统,以实现对系统的监控和控制。
在这个过程中,设计人员需要考虑多方面的因素,包括系统的稳定性、性能、鲁棒性等。
控制系统设计的基本内容之一是系统建模。
在设计控制系统之前,首先需要对被控对象进行建模,即将实际系统抽象成数学模型,以便进行分析和设计。
建模的过程可以采用不同的方法,如传递函数法、状态空间法等。
通过建模可以更好地理解系统的特性,为后续的控制器设计奠定基础。
控制器设计是控制系统设计的核心内容之一。
根据系统的特性和要求,设计合适的控制器来实现对系统的控制。
常见的控制器包括比例积分微分(PID)控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
不同类型的控制器适用于不同的系统,设计人员需要根据实际情况选择合适的控制器。
信号采集和处理也是控制系统设计的重要内容之一。
通过传感器采集系统的状态信息,然后经过信号处理模块对信号进行处理,提取有效信息并传递给控制器。
信号采集和处理的准确性和及时性对系统的控制效果起着至关重要的作用。
控制系统设计还需要考虑系统的稳定性和性能。
稳定性是指系统在受到干扰或参数变化时能够保持稳定的能力,设计人员需要通过合理的控制策略来保证系统的稳定性。
性能则是指系统在实际操作中能够达到的指标,如响应速度、抗干扰能力等。
设计人员需要根据实际需求来平衡系统的稳定性和性能。
控制系统设计还需要考虑系统的实时性和可靠性。
实时性是指系统对输入信号能够做出及时响应的能力,设计人员需要考虑信号处理和控制算法的复杂度,以确保系统能够在规定的时间内完成控制任务。
可靠性则是指系统在长时间运行中能够保持正常工作的能力,设计人员需要考虑系统的容错性和自诊断能力,以提高系统的可靠性。
计算机控制系统设计的基本内容包括系统建模、控制器设计、信号采集和处理、稳定性和性能、实时性和可靠性等方面。
设计人员需要综合考虑这些因素,以实现对系统的有效监控和控制,从而达到预期的控制效果。
《电路原理》考研复习大纲第一章电路模型和电路定律 (重点了解)1. 理想元件与电路模型概念,线性与非线性的概念。
2. 电压、电流及其参考方向的概念。
3. 电阻元件、电感元件、电容元件,电压源、电流源和受控源的伏安关系及功率的计算。
4. 基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
第二章电阻电路的等效变换1.等效与等效变换的概念(重点了解)2.电阻的串联和并联(重点了解)3. 电阻的Y形连接和Δ形连接的等效变换(一般了解)4. 电压源、电流源的串联和并联、实际电源的两种模型及其等效变换(重点了解)5. 输入电阻。
(重点了解)第三章电阻电路的一般分析(重点了解)1.支路电流法。
2.结点电压法3.网孔电流法、回路电流法。
第四章电路定理(重点了解)1.迭加定理2.戴维宁定理和诺顿定理及最大功率传输定理。
第六章一阶电路1.动态电路的方程及其初始条件。
(重点了解)2.零输入响应、零状态响应、全响应。
(重点了解)3.一阶电路全响应的三要素法。
(重点了解)4.阶跃响应和冲激响应。
(一般了解)第八章相量法1.正弦量,相量法的基础,有效值和相位差的概念。
(重点了解)2.电路定律的相量形式。
(重点了解)第九章正弦电路的稳态分析1.阻抗、导纳及阻抗(导纳)的串联和并联。
(重点了解)2.电路的相量图。
(重点了解)3.正弦稳态电路的分析。
(重点了解)4.正弦稳态电路的有功功率和功率因数的计算。
(重点了解)5.最大功率传输。
(重点了解)6.串联谐振与并联谐振。
(重点了解)第十章含耦合电感的电路1.互感、同名端、互感系数、耦合系数的概念。
(重点了解)2.含耦合电感电路的分析。
(重点了解)3.空心变压器、理想变压器。
(一般了解)第十一章三相电路1.三相电路,对称三相电路的计算。
(重点了解)2.不对称三相电路的概念。
(一般了解)3.三相电路的功率。
(重点了解)第十二章非正弦周期电流电路和信号的频谱1.有效值、平均值和平均功率。
2.非正弦周期电流电路的计算。