计算机控制技术及工程应用复习资料

《计算机控制技术》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选（本大题共60小题，每小题1分，共60分）1.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2.计算机内的溢出是指其运算结果（C）A.无穷大B.超出了计算机内存单位所能存储的数值范围C.超出了该指令所指定的结果单元所能存储的数值范D.超出了运算器的取值范围3.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4.采用ADC0809构成模拟量输入通道，ADC0809在其中起（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5.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B）。

A.接受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计算机与控制无关的转换和多路开关6.8255A与外设间每个端口的数据线为（B）A.4位B.8位C.16位D.32位7.CD4051的INH端接地，C、B、A端依次接101B，（C）被选通。

A.IN/OUT1至IN/OUT5共5个通道B.IN/OUT4通道C.IN/OUT5通道D.没有通道8.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9.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10.闭环控制系统是指（B）A.系统中各生产环首尾相接形成一个环B.输出量经反馈环节回到输入端，对空置产生影响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11.一个10位的A/D转换器（量化精度0.1%），孔径时间10μs，如果要求转换误差在转换精度类，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为（B）A.15HzB.16HzC.17HzD.14Hz12.下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是（D）。

计算机控制技术复习要点计算机控制技术复习提纲⼀、绪论基本概念闭环控制系统、开环控制系统控制点、检测点、控制回路采样周期、控制周期DAS、DDC、SCC、DCS、FCS、CIMS、CIPS计算机控制系统的组成与⼯作过程测量、计算、控制、管理采样周期≤控制周期计算机控制系统的组成硬件、软件硬件主机、外设、通道、接⼝、⼈机界⾯、通信接⼝、RTC、⾃动化仪表软件系统软件、应⽤软件计算机控制系统的分类(分类⽅法不同、类别不同)按控制⽅案、系统构成、形态等分类：数据采集系统DAS直接数字控制系统DDC计算机监督控制系统SCC集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS，主流现场总线⼯业过程计算机集成制造系统CIMS/CIPSDDC、DCS的特点DCS的优点FCS的优点，典型现场总线计算机控制系统的发展趋势*⼆、计算机控制系统总线技术基本概念总线、接⼝、内总线、外总线、串⾏总线、并⾏总线、⾮平衡电⽓特性、平衡电⽓特性微机系统常⽤内总线和外总线ISA、PCI、RS-232、RS-422、RS-485、USB、IEEE488ISA/PCI的主要性能指标寻址空间、最⼤数据传输率，译码电路设计……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 … ×32RS-232性能特点距离、速率、电⽓特性、抗扰能⼒全双⼯L<15mRS-422性能特点距离、速率、电⽓特性、节点数、抗扰能⼒全双⼯L<1200mRS-485性能特点距离、速率、电⽓特性、节点数、抗扰能⼒半双⼯L<1200为何RS-422/RS485具有更强的抗扰能⼒？平衡传输（差分传输）……RS-485⽹络的地址分配有何要求唯⼀RS-422转为RS485？Rx+ T x+ →DATA+Rx- Tx- →DATA-三、过程输⼊输出通道接⼝技术基本概念离散信号、连续信号、模拟信号、采样、保持、量化、采样/保持器、零阶保持器、模拟开关、过程通道、模拟量输⼊通道、模拟输出通道、开关量输⼊通道、开关量输出通道、⼲接点、湿接点、串模⼲扰、共模⼲扰模拟量输⼊通道单极性、双极性、差动输⼊、单端输⼊技术指标，组成和接⼝技术、A/D采集程序设计模拟量输⼊通道信号内阻、模拟开关内阻、输⼊阻抗之间的关系变送器为何使⽤4-20mA电流传输⽽不⽤电压到A/D？模拟量输出通道D/A转换器的主要技术指标，D/A是零阶保持器？AO通道组成和接⼝技术、D/A输出程序设计I/O通道光电耦合器的特点、种类光电耦合器的抗扰机理和作⽤I/O通道的组成V/I转换为何计控系统多使⽤电流传输常⽤V/I转换电路*常⽤I/V转换电路*计控系统抗扰技术与可靠性设计⼲扰分类按根源分：放电噪声、⾼频振荡噪声、浪涌噪声按传导⽅式分：串模、共模按波形性质分计控系统抗扰技术与可靠性设计抗串模⼲扰的硬件措施滤波电路：有源滤波电路、⽆源滤波电路低通、⾼通、带通、带阻双积分A/D双绞线前置放⼤计控系统抗扰技术与可靠性设计抗共模⼲扰的硬件措施隔离：光电，变压器隔离浮空平衡对称输⼊，仪表放⼤器良好接地抗扰软件措施参考数字滤波四、滤波、标度换算、字长选择基本概念数字滤波、标度变换、⼯程量、字长数字滤波的优点常⽤数字滤波特点、适⽤场合低通滤波器程序判断滤波中值滤波算数平均值滤波加权平均值滤波滑动平均值滤波⼯程量（标度变换）转换公司及应⽤线性标度变换⾮线性标度变换字长选择A/D字长选择D/A字长选择结合常⽤的A/D和D/A五、计算机控制系统的控制规律对象典型环节⽐例环节、积分环节、惯性环节、纯滞后环节被控对象性能指标静态性能指标：稳态误差动态性能指标：超调量、调节时间、峰值时间、衰减⽐、振荡次数综合性能指标*：积分性能指标，末值型指标，复合型指标对象特性对控制性能的影响对象特性（扰动通道、控制通道）放⼤系数（⽐例系数）惯性时间常数纯滞后时间对象特性对控制性能的影响放⼤系数（⽐例系数）对控制性能的影响惯性时间常数对控制性能的影响纯滞后时间对控制性能的影响数字控制器的导出⽅法双线性变换、前向差分、后向差分→位置/增量型算式微分⽅程→位置/增量型算式D(s)、D(z) →位置/增量型算式PID控制规律P、I、D、PI、PD、PID作⽤及其阶跃响应PID控制规律中KP、TI、Td对控制系统性能的影响数字PID位置型算式及其特点增量型算式及其特点引申：可以根据微分⽅程、S传函、Z传函或系统⽅框图等推导各类数字算式计算机实现步骤KP、TI、Td对控制系统性能的影响数字PID数字PID算法的改进抗积分饱和积分分离积分限幅不完全微分PID算法算式推导优点阶跃响应曲线数字PID微分先⾏PID算式推导特点及使⽤场合带死区的PID控制算法特点及作⽤PID参数整定PID控制参数对系统性能的影响控制规律的选择： ? 即P 、PI 、PID 及复杂规律的选择 ? 根据响应波形判断PID 参数的增加或减⼩ ? 采样周期的选择 ? 采样定理，由实际系统确定，经验法 ? 扩充临界⽐例度法整定PID 参数* ? 控制度、整定⽅法 ?数字控制器离散化设计 ? 最⼩拍控制系统 ? 有纹波系统 ? ⽆纹波系统 ?串级控制 ? 串级控制概念 ? ⼀个控制器的输出作为另⼀个控制器的给定值 ? 主回路、副回路 ? 克服扰动的机理 ? 副回路提前对扰动进⾏抑制 ? 增⼤等效放⼤系数、减⼩等效时间常数 ? 主、副回路采样周期的确定 ? ⼀般不等，⼆者可⼤可⼩、相差3倍以上为宜 ? 应将主要扰动因素包括在副回路 ?前馈控制 ? 前馈控制概念 ? 对扰动量进⾏补偿的开环控制 ? 理论上：影响多少，补多少 ? 实际：不⾏ ? 静态前馈 ? 动态前馈 ?前馈-反馈控制 ? 具有前馈控制和反馈控制的优点 ? 计算机实现步骤* ?模糊控制 ? 基本概念 ? 模糊集合与运算、⾪属函数、⾪属度、论域、⼆维模糊控制器 ? 模糊关系 ? ⾃返性、对称性、传递性 ?模糊矩阵 ? 交运算并运算 ? 补运算合成运算* ?模糊控制器的组成 ? 模糊化接⼝、规则库、推理机、清晰化接⼝ ? 典型⼀、⼆维模糊控制器的结构以系统的偏差、偏差变化率作为控制器的输⼊、控制量作为控制器的输出 ? 推理→模糊规则→控制表→查表e ΦΦ和的确定六、计算机控制系统的设计*设计步骤确定测控任务（需求分析）确定总体⽅案确控制算法主机选型设计（硬件配置）仪表选型设计硬件设计软件设计系统调试验收/归档。

计算机控制技术复习资料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。

工业控制机外部总线生产过程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（FCS ）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。

5.请分别画出一路有缘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。

人机接口主机板磁盘系统通讯接口内部总线模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道执行机构测量变送电器开关电气开关被控对象6.什么是采样过程、量化、孔径时间？答：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）。

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。

程序判断法、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法、一阶惯性滤波法6、计算机控制系统中有哪几种地线？在计算机控制系统中，一般有以下几种地线：模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。

7、简述Smith预估控制的基本思想。

按照过程的动态特性建立一个模型加入到反馈控制系统中，使被延迟了τ时间的被控量超前反映到控制器，让控制器提前动作,从而可明显地减少超调量和加快控制过程.8、工业控制计算机系统的干扰源有哪几类？各类干扰又有哪些具体形式?电源干扰（浪涌、尖峰、噪声、断电）；空间干扰（静电和电场的干扰、磁场干扰、电磁辐射干扰）；设备干扰9、RS-485串行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?RS—485串行总线采用的是不平衡传输模式。

区别在于RS-485为半双工工作模式，而RS422A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10、数字PID控制算法中，K P，T i，T D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;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，但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡；Td为微分时间常数,可以减小调整时间，从而改变系统的动态性能11、如何消除尖峰脉冲干扰？选用供电比较稳定的进线电源，利用干扰抑制器消除尖峰干扰,采用交流稳压器稳定电网电压，电源异常的保护图一12、模拟量输入接口设计主要解决哪几个方面的问题？数据输出线的连接方式；选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法；电源和地线的处理;与计算机信息传递的方式三、现已知某炉的温度变化范围为0—1000°C 。

填空题1.控制信号和时序信号2.被控对象、检测模块、反馈部分3.单工；半双工；全双工4.位同步、帧同步和网同步5.语义、语法、时序6.1物理层、2数据链路层、3网络层、4传输层、5会话层、6表示层、7应用层名词解释1. 通信的双方可以同时发送和接收信息的信息交互方式2. 同步是一种计算机术语，一般指的是在两个或多个数据库、文件、模块、线程之间用来保持数据内容一致性的机制3. 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。

时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。

4. 量化，在数字信号处理领域，是指将信号的连续取值（或者大量可能的离散取值）近似为有限多个（或较少的）离散值的过程。

5. 现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题简答题1.控制器由程序计数器(以下简称PC)和指令寄存器(以下简称IR)以及控制单元(以下简称CU)组成.PC用来存放当前将要执行的指令所在的地址,也就是地址指针.它于MAR(存储器地址寄存器)有直接的通路,MAR把指令地址提供给PC.同时PC自动加1.指向下一条要执行的指令.IR用来存放当前指令.IR的内容来自内存的MDR(存储器数据寄存器)他的控制过程是:PC做计数器安排指令的执行次序.并提供指令存储的地址供取指令.IR用来储存当前运行的指令,并送与CU解释指令,执行指令2.网络控制技术是大量采用了Internet技术的新型网络控制技术，它可以实现传统SCADA（管理控制与数据采集）系统的全部功能，同时在许多性能上实现了关键性的突破。

它是一个集合了Internet、嵌入控制、软件、网络、网页设计等技术的完善控制系统。

这一控制技术的出现堪称是控制技术领域的一次革命。

计算机控制技术复习资料1.从本质上讲，计算机控制系统的工作过程可归纳为：实时数据采集、实时控制决策、实时输出控制。

2.计算机控制系统的软件组成包括：系统软件、应用软件3.计算机控制系统的硬件组成包括：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4.计算机控制系统的典型形式有：数据采集和监视系统、直接数字控制系统(DDC)、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统。

5.具有如下特点的控制系统属于集散控制系统：“采用分散控制、集中操作、分级管理和综合协调的设计原则与网络化的控制结构，形成分级分布式控制。

”6.所谓总线就是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和传输信息的信号线，信息包括指令、数据和地址。

7.总线按其传送数据的方式可分为串行总线和并行总线；8.数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息（数据和指令代码）。

具有三态（高阻、“1”和“0”三种状态）控制功能，而且是双向传输的，即CPU通过数据总线可以接收来自其它部件的信息，也可以通过数据总线向其它部件发送信息。

9.数据线的宽度表示了总线数据传输的能力，反映了总线的性能。

10.地址总线用来传送CPU要访问的存储单元或I/O接口地址信号。

地址信号一般由CPU发往其它芯片，属于单向总线，但也具有三态控制功能。

11.地址总线的数据位数决定了该总线构成的微机系统的寻址能力。

12.控制总线用于传输控制命令和状态信息。

根据不同的使用条件，控制总线有的为单向，有的为双向；有的为三态，有的为非三态。

13.接口是计算机与外部设备（部件与部件之间）交换信息的桥梁，它包括输入接口和输出接口。

14.CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：速度不匹配、时序不匹配、信息格式不匹配、信息类型不匹配。

因此，I/O设备一般不和微机内部直接相连15.接口的作用主要就是为了解决计算机与外部设备连接时存在的各种矛盾。

16.在计算机和生产过程之间传递和变换信息的装置称为输入输出过程通道。

一、第一章1）计算机控制系统的监控过程步骤a .实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入 ；b .实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控制规律运算，进行控制决策； c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监控任务；2）按控制方案来分，计算机控系统划分成那几大类？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 ） 监督计算机控制系统（SCC ） 分散控制系统分散控制系统 （DCS ） 现场总线控制系统（FCS ）3）计算机控制装置种类 可编程控制器；可编程控制器； 可编程调节器；可编程调节器； 总线式工控机；总线式工控机； 单片微型计算机；单片微型计算机； 其他控制装置其他控制装置4）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？同：1）计控系统是由常系统演变而来的； 2）两者的结构基本相同异：1）计控系统中处理的信号有两种：模拟信号和数字信号。

而常系统处理的只有模拟信号2）计控系统具有智能化3）计控系统有软件也有硬件，而常系统只有硬件二、第二章1）4 位 D/A 转换器为例说明其工作原理假设D3、D2、D1、D0全为1，则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。

根据电流定律，有：由于开关 BS3 ~ BS0 的状态是受要转换的二进制数的状态是受要转换的二进制数 D3、D2、D1、D0 控制的，并不一定全是“1”。

因此，可以得到通式：考虑到放大器反相端为虚地，故：选取 R fb = R ，可以得到：对于 n 位 D/A 转换器，它的输出电压V OUT 与输入二进制数B( Dn-1~ D0) 的关系式可写成：的关系式可写成：结论：可见，输出电压除了与输入的二进制数有关，还与运算放大器的反馈电阻 Rfb 以及基准电压VREF 有关。

2）D/A 转换器性能指标是（1）分辨率 是指 D/A 转换器能分辨的最小输出模拟增量。

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资料一、计算机控制技术基础1.计算机控制系统的工作过程主要包括：实时数据采集、实时控制决策、实时数据输出阶段2.集散控制系统常用的编程语言包括：LD，FBD，SFC，STL等3.集散控制系统包括：控制站、操作员站、工程师站、控制网络，工程师通过工程师站完成系统的维护，控制站直接完成数据采样、控制决策、输出刷新等。

4.在JX-300XP系统中操作站、工程师站、控制站之间的网络接口是：SCnetII 网卡。

5.DCS成为集散控制系统，FCS成为现场总线控制系统二、集散控制系统应用1、提高DCS电源可靠性措施包括两点：在交流电源方面要求：双路供电，其中至少一路配UPS电源。

在电源模块方面要求冗余配置。

2、控制站的维护方法3、DCS软件组态主要内容包括：总体信息设置、I/O点组态、控制方案组态、操作小组组态、其他组态4、.控制站的站地址通过主控卡集成的网卡地址拨码开关设置，操作站则通过软件设置。

如某控制站主控卡地址设为4，则其拨码开关S1S2S3S4S5S6S7S8应设为00000100（用0、1表示开关状态，实际上是二进制与十进制之间的转换），其A网的网址为，其B网的网址为128.128.2.4其互为冗余的主控卡站地址应设为5。

同一操作站的两块网卡地址网络码相同，站地址相同，其中一块网卡地址为128.128.1.156，则另一块网卡的地址应该设为128.128.2.1565、一个JX—300XP控制站最多实现192个控制回路，其中包括128个自定义控制回路，64个常规控制回路。

6、JX—300XP系统的站地址范围为2-127，操作员站的站地址范围为129-160，控制站内数据转发卡地址范围为0-15.主控卡地址要求设置为6，则和这块卡件相互冗余的另一块主控卡站地址应设为7，其地址拨码开关S1S2S3S4S5S6S7S8的状态应设为000001117、流量累积系数的计算方法：单位系数，时间系数8、AI点位号成员的作用，如：FT_101.PV表示用于保存位号为FT_101的变送器经转换后的测量值9、AI点报警的类型10、在集散控制系统中，常见数据类型及范围，而半浮点数的数值范围为-7.9999~7.9999。

《计算机控制技术》复习资料一、填空题1、计算机控制是自动控制发展中的（高级）阶段，是自动控制的（重要分支）。

2、计算机在信息处理、（逻辑分析）、决策判断、（输入输出）管理等各个方面显示出突出的优点。

3、计算机控制系统利用计算机的（硬件）和（软件）代替自动控制系统的控制器。

4、自动控制是指在（没有人）直接参与的前提下，应用（控制装置）自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。

5、在控制系统中如果给定值是（恒定不变）的，则此系统称为（定值）控制系统。

6、若系统控制（变量）的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（程序）控制系统。

7、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号（决定）着系统输出量的变化；而扰动则（破坏）给定信号对系统输出量的控制。

8、计算机控制过程是在（外部）作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个（平衡或稳定）状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。

9、自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是（收敛）的，对应的系统运行是稳定的；另一种是（发散）的，对应的系统是不稳定的。

10、在计算机控制系统中为了达到控制目标，可以采用（模拟）化设计方法和（离散）化设计方法来设计控制器。

11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准（总线）技术和开放式( 体系)结构的计算机。

12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：（数据）总线、( 地址)总线、控制总线、电源总线。

13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他（智能）设备之间进行( 通信)的连线。

14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗（电磁）干扰、防震、防潮、( 耐高温)等性能。

15、可编程序控制器是（继电器）逻辑控制系统与( 微型)计算机技术相结合的产物。

16、大多数PLC采用继电控制形式的（梯形图）编程方式，继承了传统(控制)线路的清晰直观容易掌握。

17、整体式的（PLC）把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成)在一个小箱体内构成一台完整的PLC。

计算机控制技术复习提纲一、填空题1.常见的PID改进算法有：积分分离法PID、梯形积分PID、不完全微分PID、带死区的PID（抗积分饱和PID、消除积分不灵敏区PID、时间最优PID）。

2.ADC0809是分辨率为8位，具有8路模拟量输入，基于逐次逼近式转换原理的A/D转换器。

AD574A/1674是高性能的12位逐次逼近式A/D转换器，量程有10V和20V，分单极性、双极性两种接法。

DAC0832是8位D/A转换器。

3.若步进电机齿数为z，拍数为N，则齿距角=360°/z，步距角为360°/(Nz)。

4.步进电机工作方式有：单相三拍、双相三拍、三相六拍。

单三拍：A→B→C→A→……双三拍：AB→BC→CA→AB→……三相六拍：A→AB→B→BC→C→CA→A→……其中，A:01H，B：02H，C:04H。

5.计算机控制系统的工作原理可归纳为：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。

6.闭环系统稳定性可根据闭环脉冲传递函数零极点是否都在单位圆域内判定。

二、简答题1.什么是计算机控制系统？它是由哪几部分组成？答：计算机控制系统是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。

它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。

2.以某一控制系统为例，简述计算机在一个控制周期内应完成哪些事情。

答：应完成：将压力传感器等水位相关传感器变送的信号A/D转换、数字滤波、与给定值进行比较计算偏差，控制算法计算控制量、D/A刷新输出控制量到电机伺服阀驱动模块，改变阀门开度从而改变流量，进而改变水位。

得分点：应完成：被控物理量的采集、A/D转换、数字滤波、偏差计算、控制算法计算控制量、D/A刷新输出控制量。

3.什么是操作指导控制系统？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？答：操作指导控制系统是计算机根据一定的控制算法（数学模型），依赖测量元件测得的信号数据，计算出供操作人员选择的最优操作条件及操作方案，属于开环控制结构。

计算机控制技术复习提纲1计算机控制技术复习提纲1.计算机控制系统概念及其组成。

2.计算机控制系统的工作原理。

3.在线方式与离线方式。

4.实时数据采集、实时控制决策的概念及与计算机系统的关系。

5.常用计算机控制系统主机。

6.计算机控制系统的典型形式种类与特点。

（操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散型控制系统、现场总线控制系统）。

7.DDC、SCC、DCS、FCS系统的含义和主要特点。

8.简述ISA总线和PCI总线特点。

9.RS-232、RS-485、RS-442、USB总线的特点（电气、物理）与区别。

10.CPU与I/O设备进行数据交换时存在的问题。

11.PC串行总线的传输电路方式及特点。

12.IO端口的分类与功能。

13.计算机IO端口的地址分配及特点。

14.计算机IO端口的地址译码。

15.IO端口的地址译码方法，看懂电路原理。

16.两种开关译码的特点和目的。

17.看懂ISA总线端口扩展电路原理。

18.计算机数字量接口和过程通道的概念和特点。

19.74LS244与74LS273的特点和应用？在驱动方面有什么不同？20.数字量通道的输入调理电路的概念、作用和组成结构。

21.小功率直流驱动电路的形式和特点。

22.大功率驱动电路的形式和特点（光电隔离、继电器、接触器）。

23.由三极管驱动的继电器的电路形式是怎样的？其中的续流二极管的作用。

如果将继电器接在三极管e级有什么缺点？24.模拟量输入接口和过程通道的概念和特点。

25.什么是标准的信号制，为什么要采用标准的电压、电流信号？26.标准的电压、电流信号哪一种最常用？为什么？27.画出有源I/V变换和无源I/V变换的电路，并说明其工作原理。

28.简述多路转换器的作用，什么时候需要采用多路转换器？29.为什么要对模拟信号采样？模拟信号的采样特点，香农采样定理的要点。

30.量化的概念：用一组数码逼近离散模拟信号的幅值，量化误差：± q/2，量化单位q=(y max-y min)/(2n-1)。

《计算机控制技术〉复习资料计算机控制技术复习资料1、典型的工业生产过程可分为3种：连续过程、离散过程、批量过程。

2、从本质上看，计算机控制系统的工作原理可归纳为三个步骤：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。

3、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、常用的计算机控制系统主机有可编程序控制器（PC/PLC ）、工控机（IPC ）、单片机、DSP 、智能调节器。

5、计算机控制系统的典型型式有操作指导控制系统、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、综合自动化系统。

6、以微处理器为核心，总线可以分为内部总线和外部总线，而内部总线又可分为片级总线和系统总线。

7、I/O 端口一般分：数据端口、状态端口、命令端口8、I/O 端口编址方式：统一编址、独立编址9、可编程控制器的软件可分为系统软件、编程软件和应用软件三部分10、串模干扰：是指叠加在被测信号上的干扰噪声。

也称为常态干扰。

11、共模干扰：是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。

共模干扰也称为共态干扰。

12、数字控制方式包括：点位控制、直线控制、轮廓控制13、插补计算时，每走一步，都要进行以下四个步骤的插补计算过程，即偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断。

14、数字PID 控制器的改进方法有积分项的改进、微分项的改进、时间最优+PID 控制、带死区的PID 控制算法。

15、积分项的改进积分分离、抗积分饱和、梯形积分、消除积分不灵敏区。

16、工业控制应用中，最有发展前途的是Bang-Bang 控制与反馈控制相结合的系统，这种控制方式在给定值升降时特别有效。

具体形式为：17、带死区的PID 控制算法具体形式为：≤->-=控制控制PID Bang Bang k y k r k e ,,)()()(αα??>=-ε)()()(),(k e k y k r k e 当18模糊控制器主要包括输入量模糊化接口、知识库、推理机、输出清晰化接口四个部分19、典型的神经网络控制包括神经网络监督控制（或称神经网络学习控制）、神经网络自适应控制（自校正、模型参考控制，含直接与间接自适应控制）、神经网络内模控制、神经网络预测控制等20、专家控制系统大致可以分为以下几类：基于规则的专家自整定控制、专家监督控制、混合型专家控制、仿人智能控制21、结构化程序设计：用三种基本的控制结构就能实现任何单入口单出口的程序。

第一章计算机控制概述1，计算机控制系统的硬件由主机，常规外部设备，过程输入/输出（I/O）通道，操作台，通信设备组成。

2，DAS，数据采集系统3，OGC操作指导控制系统4，DDC，直接数字控制系统5，SCC，监督计算机控制系统6，DCS，分散控制系统7，FCS，现场总线控制系统8，CIMS，计算机集成制造系统第二章，模拟量输出通道1，模拟量输出通道的任务，把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。

主要由接口电路，数/模转换器，电压/电流变换器等构成。

2，D/A转换器的性能指标，分辨率，转换精度，偏移量误差，线性误差，稳定时间。

3，由于电流信号1，易于远距离传输，且不易受干扰,。

2，在过程控制系统中，自动化仪表接收的是电流信号。

故输出通道常用电流信号传递信息。

4，D/A转换模板具有通用性，体现在，符合总线标准，接口地址可选，输出方式可选。

5，十三，十四页，图。

第三章，模拟量输入通道1，模拟量输,入通道的任务，把控制对象的过程参数如温度电压等模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号。

2，把连续变化的量变成离散后在进行处理的计算机控制系统称为离散系统或采样数据系统。

采样形式，周期，多阶，随机采样。

3，A/D转换器从原理上可分为，逐位逼近式，双积分式，电压/频率式。

4，A/D转换器的性能指标，分辨率，转换精典型的度，线性误差，转换时间。

5，A/D转换器的接口电路主要解决主机如何分时采集多路模拟量输入信号。

典型的两种接口电路，查询方式读入A/D转换数，定时方式读入A/D转换数。

第四章数字量输入输出通道。

1，光电耦合隔离器按其输出级不同分为，三极管型，单向晶闸管型，双向晶闸管型。

2，数字量输入通道把生产过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式。

以开关和脉冲输入形式居多。

3，数字量输出通道把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。

《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资料计算机控制系统的工作步骤分为哪几步？答：实时数据采集，实时数据决策和实时数据处理。

1，计算机采用的是数字信号传递，而一次仪表多采用模拟信号传递。

2，DDC（直接数字控制系统）--是用一台计算机不仅完成对多个被控参数的数据采集，而且能按一定的控制规律进行实时决策，并通过过程输出通道发出控制信号，实现对生产过程的闭环控制。

3，SCC（监督计算机控制系统）--是OGC系统（操作指导控制系统）与常规仪表控制系统或DDC系统（直接数字控制系统）综合而成的两级系统。

4，DCS（分散控制系统）--是以微处理器为基础，借助于计算机网络对生产过程进行集中管理和分散控制的先进计算机控制系统。

DCS又称为分布式或集散式控制系统。

计算机控制系统中集散控制系统（DCS）的体系结构分为哪几个部分？答：分散过程控制级，集中操作监控级，综合信息管理级三部分。

5，FCS（现场总线控制系统）6，由模拟信号到数字信号的转换，以及由数字信号到模拟信号的转换，主要包含信号的采样，量化和保持几个过程。

7，模拟量输出通道（称为D/A通道或AO通道）构成--一般由接口电路，数模转换器（DAC）和电压/电流变换器等；8，D/A转换器的工作原理得到的结论--输出的电压除了与输入的二进制数有关，还与运算放大器的反馈电阻Rfb以及基准电压VREF有关。

9，D/A转换器的主要性能指标：（1）分辨率（2）转换精度（3）偏移量误差（4）稳定时间分辨率：输出满刻度值与2的n次方之比（n为D/A转换器的二进制位数）。

例如：8位的D/A转换器，若满量程输出为10V，根据分辨率定义，则分辨率为10V/2的n次方，分辨率为:10V/256=39.1mV，即输入的二进制数最低位的变化可引起输出的模拟电压变化39.1mV，该值占满量程的0.391%，常用符号1LSB 表示。

同理：10位D/A转换 1 LSB = 9.77mV = 0.1%满量程12位D/A转换 1 LSB = 2.44mV = 0.024%满量程16位D/A转换 1 LSB = 0.076mV = 0.00076%满量程（2）转换精度与分辨率并不完全一致。