计算机控制系统的分类

计算机操作系统有哪几种分类计算机操作系统是指控制和管理计算机硬件和软件资源的一种软件系统。

根据功能和结构的不同，计算机操作系统可以分为几种分类。

本文将就计算机操作系统的分类进行讨论。

一、单用户操作系统单用户操作系统是指只能同时支持一个用户使用计算机系统的操作系统。

这种操作系统的代表是个人计算机操作系统，如Windows、Mac OS等。

单用户操作系统主要用于个人用户进行办公、娱乐等日常活动，提供了图形界面和用户友好的操作界面。

二、多用户操作系统多用户操作系统是指能够支持多个用户同时使用计算机系统的操作系统。

这种操作系统的代表是服务器操作系统，如Unix、Linux等。

多用户操作系统可以同时处理多个用户的请求，并保证多个用户之间的安全性和隔离性。

三、分时操作系统分时操作系统是指操作系统将计算机的时间分割成多个时间片段，轮流为多个用户提供服务。

分时操作系统可以使多个用户共享计算机系统的资源，实现多用户之间的公平共享和响应速度的提高。

四、实时操作系统实时操作系统是指能够对外界事件做出及时响应的操作系统。

实时操作系统主要用于对时间要求严格的应用，如工业控制、航空航天等。

根据实时性的不同，实时操作系统可以分为硬实时操作系统和软实时操作系统。

五、网络操作系统网络操作系统是指能够支持网络通信和分布式计算的操作系统。

这种操作系统的代表是分布式操作系统，如Amoeba、Plan 9等。

网络操作系统可以连接多个计算机节点，实现资源共享、通信和协同工作。

六、批处理操作系统批处理操作系统是指能够自动化执行一系列作业的操作系统。

这种操作系统的代表是大型机操作系统，如IBM的OS/360。

批处理操作系统可以自动按照事先设定的顺序执行用户提交的作业，提高计算机系统的利用率和效率。

七、分布式操作系统分布式操作系统是指将多个计算机节点组织起来，形成一个统一的操作系统，使其具有分布式计算和资源共享的能力。

这种操作系统的代表是Amoeba、Plan 9等。

计算机控制系统的组成计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统，它由计算机硬件、软件和控制对象三部分组成。

计算机控制系统具有高精度、高速度、高可靠性、自动化程度高等优点，已广泛应用于工业、农业、交通、医疗、航空、航天等领域。

一、计算机硬件计算机硬件是计算机控制系统的基础，包括中央处理器、存储器、输入输出设备、通信设备等。

中央处理器是计算机的核心部件，它负责执行指令、控制计算机的运行。

中央处理器的性能越高，计算机的处理速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。

存储器是计算机用来存储程序和数据的设备，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

随机存储器是一种易失性存储器，它的数据在断电后会丢失，只读存储器是一种非易失性存储器，它的数据在断电后不会丢失。

输入输出设备是计算机与外部世界交换数据的接口，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。

输入输出设备的性能越高，计算机与外部世界交换数据的速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。

通信设备是计算机用来进行数据通信的设备，包括调制解调器、网卡等。

通信设备的性能越高，计算机之间数据通信的速度越快，计算机控制系统的响应速度也越快。

二、计算机软件计算机软件是计算机控制系统的灵魂，它由系统软件和应用软件两部分组成。

系统软件是计算机控制系统的基本软件，包括操作系统、数据库管理系统、网络管理系统等。

操作系统是计算机控制系统的核心软件，它负责管理计算机的硬件资源和提供服务，使得应用软件能够运行。

数据库管理系统是用来管理和维护数据库的软件，它提供了数据的存储、查询、更新等功能。

网络管理系统是用来管理和维护计算机网络的软件，它提供了数据通信、数据共享等功能。

应用软件是计算机控制系统的具体应用软件，包括工业控制软件、医疗软件、交通管理软件等。

工业控制软件是用来控制工业生产过程的软件，它可以实现自动化生产、提高生产效率、降低生产成本。

医疗软件是用来管理医疗信息的软件，它可以实现医疗信息的共享、查询、更新等功能。

计算机控制系统试题及答案（内容部分，字数超过5000字）试题一：1. 什么是计算机控制系统？描述其基本原理和组成部分。

答案：计算机控制系统是一种通过计算机对工业或生产过程进行自动化控制的技术系统。

其基本原理是通过获取传感器的输入信号，经过计算机处理并产生相应的控制命令，再通过执行器输出控制信号来实现对系统的控制。

计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成：- 传感器：用于将被控对象（如温度、压力等）转化为电信号，为计算机提供输入数据。

- 计算机：作为系统的核心，负责数据处理、控制策略计算等工作。

- 控制器：根据计算机处理后的控制信号，通过执行器发送控制信号给被控对象。

- 执行器：根据控制信号，对被控对象进行操作，实现控制目标。

- 通信网络：为各个组件之间提供数据传输的通道。

2. 请简要介绍常见的控制系统分类。

答案：常见的控制系统分类包括：- 开环控制系统：控制器的输出不受被控对象的反馈作用影响。

这种系统只能根据预先设定的控制策略进行控制，无法根据系统实际情况进行调整，容易受到外界干扰的影响。

- 闭环控制系统：控制器的输出受到被控对象的反馈作用影响。

通过对被控对象输出信号的反馈进行比较和调整，实现系统对目标状态的精确控制。

闭环控制系统具有较高的鲁棒性和适应性，但也容易引起稳定性问题。

- 自适应控制系统：根据被控对象的实时变化情况，自动调整控制器的控制策略和参数，以实现对系统的最优控制。

自适应控制系统能够适应不断变化的工作环境，提高控制质量和效率。

- 模糊控制系统：通过引入模糊逻辑，将系统输入和输出之间的关系表示为模糊规则，并通过推理和模糊推理机制得到控制器的输出，实现对复杂非线性系统的控制。

模糊控制系统具有较强的鲁棒性和适应性，能够处理一些难以建立精确数学模型的控制问题。

3. 请简述PID控制器的基本原理及其优缺点。

答案：PID控制器是一种常用且经典的控制器。

其基本原理是根据系统误差的大小及其变化率来产生控制信号。

计算机控制系统的典型形式名词解释控制系统是指通过传感器获取输入信号，经过处理和分析后，产生控制器的输出信号，实现对被控对象（如机械系统、电力系统、化工系统、交通系统等）的控制。

在这个过程中，计算机被广泛应用于控制系统中，实现对被控对象的精确、灵活、高效的控制操作。

计算机控制系统不仅被广泛应用于工业自动化领域，还涉及到交通、能源、环保、医疗等多个领域。

对于计算机控制系统，有许多典型形式，下面我们来逐一解释。

1. 开环控制系统开环控制系统也称为非反馈控制系统，是指控制器的输出信号不受被控对象的状态影响。

简单来说，开环控制系统仅根据输入信号的大小来决定控制器的输出，而不考虑输出对被控对象产生的影响。

这种系统通常用于对被控对象的要求不高、且对控制精度要求不严格的场景。

2. 闭环控制系统闭环控制系统是指控制器的输出信号受被控对象状态的影响，通过传感器实时监测被控对象的状态，并将反馈信号传递给控制器，从而调节控制器的输出。

闭环控制系统能够实现对被控对象的精确控制，具有良好的稳定性和鲁棒性，因此被广泛应用于工业自动化领域。

3. 自动控制系统自动控制系统是指在事先设计好的规律下，能够自动地使被控对象按照设计要求进行运行或操作的系统。

这种系统广泛应用于生产线、机器设备、飞机、火箭等领域，能够提高生产效率、降低成本、减少人力投入。

4. 手动控制系统手动控制系统是指通过人工操作的方式来控制被控对象的系统。

在这种系统中，人工操作起着至关重要的作用，通常用于对被控对象要求不高、且灵活性要求较高的场景。

5. 开关控制系统开关控制系统是指控制器的输出信号只有两种状态，即开和关。

这种系统简单、成本低廉，通常用于对被控对象要求不高、且控制方式简单的场景。

通过解释以上典型形式，我们可以更深入地理解计算机控制系统的多样性和灵活性。

在实际应用中，我们需要根据被控对象的要求和控制需求来选择适合的控制系统形式，以实现最佳的控制效果。

总结回顾：在工业自动化和生产控制领域，计算机控制系统是不可或缺的重要角色。

第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。

按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。

（2）直接数字控制（简记为DDC）。

（3）监督控制（简记为SCC）。

（4）分级控制。

（5）集散控制。

（6）计算机控制网络。

按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。

（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。

（3）有限拍控制。

（4）复杂规律控制。

（5）智能控制。

1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。

答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。

方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统1.9 简述采样定理及其含义。

答：采样定理：如果采样角频率ωω=2π/T大于2ωmax，即ωω≥2ωmax，则采样的离散信号ω∗(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。

式中ωmax是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。

含义：要使采样信号ω∗(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采样角频率，使ωω≥2ωmax1.10 多路巡回检测时，采样时间τ，采样周期T和通道数N之间的关系。

答：采样时间是足够短的时间，y(kT)≈y(kT+?t),0<?t<ωω。

应满足 T≥Nωω。

1.12 设有模拟信号(0～5)V 和(2.5～5)V ，分别用8位、10位和12位A/D 转换器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。

答：量化单位q=ωωωω∗−ωωωω∗2ω−1≈ωωωω∗−ωωωω∗2ω,量化误差ε=q /2根据以上公式可求得(0~5)V ：(2.5~5)V ：1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量ω∗(t)。

转换的精度取决模-数转换器的位数n ，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。

第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。

按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。

（2）直接数字控制（简记为DDC）。

（3）监督控制（简记为SCC）。

（4）分级控制。

（5）集散控制。

（6）计算机控制网络。

按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。

（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。

（3）有限拍控制。

（4）复杂规律控制。

（5）智能控制。

1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。

答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。

方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统1.9 简述采样定理及其含义。

答：采样定理：如果采样角频率=2/T大于2，即≥2，则采样的离散信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。

式中是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。

含义：要使采样信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采样角频率，使≥1.10 多路巡回检测时，采样时间，采样周期T和通道数N之间的关系。

答：采样时间是足够短的时间，y(kT)y(kT+),0<<。

应满足 T≥N。

1.12 设有模拟信号(0～5)V和(2.5～5)V，分别用8位、10位和12位A/D转换器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。

答：量化单位q=,量化误差量化误差(2.5)V量化误差1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量(t)。

转换的精度取决模-数转换器的位数n，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。

1.19 计算机控制系统有哪些主要的性能指标？如何衡量？答：计算机控制系统主要有动态指标，稳态指标和综合指标1.20 如何衡量系统的稳定性？答：用相角裕量和幅值裕量来衡量计算机控制系统的稳定程度。

OK1.计算机控制系统定义、硬件组成、各部分作用、分类及英文简称。

定义：计算机控制系统又称数字控制系统是计算机参与控制的自动控制系统，即用计算机代替模拟控制装置，对被控制对象进行调解和控制。

硬件组成：主机，输入输出通道、外部设备。

作用：略。

分类及英文简称：直接控制系统（DDC）、监督计算机控制（SCC）、分布式控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、操作指导系统。

2.画出计算机控制系统的典型结构图并说明工作过程。

P12(图1-9)。

工作过程：检测装置检测当前被控量，计算机启动A/D转换，读转换结果并与给定值比较获得偏差，通过控制量，D/A转换后给执行机构，不断反馈，达到控制被控量的目的。

3.简述计算机控制系统控制过程的三个步骤。

1.实时数据采集对被控量进行采样测量形成反馈信号。

2.实时控制计算根据反馈信号和给定信号按一定的控制规律计算出控制量。

3.实时控制输出向向执行机构发出控制信号实施控制作用。

4.实时、在线方式和离线方式的含义。

1.实时：是指在规定的时间内完成规定的任务。

2.在线方式：是指控制器在控制系统中直接参与控制或交换信息。

3.离线方式：指控制器在控制系统中不直接参与控制或交换信息，而是通过其他媒介传递信息。

5.什么是采样？将模拟信号转换为数字信号的过程称为采样。

6.简述香农(Shannon)采样定理与采样周期的选择。

1.定义：为了不失真的恢复模拟信号，采样频率不小于模拟信号频谱中最高频率的2倍。

实际应用中，所采取的采样频率往往比2fmax大，通常取f=(5-10)fmax.2.采样周期越小，对系统的控制就越及时，对控制系统的动态性能就越有利，但若选得过小，会增加计算机的计算量，使计算机在规定时间内无法完成计算，不能满足系统实时性的要求，采样周期过大会导致采样与控制的不及时，影响系统的动态品质，甚至导致系统不稳定。

7.数字控制器的设计方法有哪两种？模拟化设计。

离散化设计。

8.数字PID算法是采用哪种方法实现的？模拟化设计。

计算机控制系统的典型形式名词解释计算机控制系统的典型形式名词解释1. 什么是计算机控制系统？计算机控制系统是一种利用计算机和相关设备来监控、指导和操作生产过程或设备的系统。

它能够自动执行某些生产任务，减少人工操作，提高生产效率和质量。

2. 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统通常由硬件、软件和人机界面三个基本组成部分构成。

硬件部分包括各种传感器、执行器和控制器等设备；软件部分则包括程序、算法和逻辑控制等；而人机界面则是人与计算机进行信息交互和指导的接口。

3. 计算机控制系统的典型形式典型的计算机控制系统形式包括PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）和CNC（Computer Numerical Control，数控机床）等。

3.1 PLC（可编程逻辑控制器）PLC是一种专门用于工业自动化控制领域的计算机控制系统，它具有可编程、可扩展、可靠性高的特点。

它通过输入输出模块实现对生产设备的控制和监控，广泛应用于工厂生产线、机械设备等领域。

3.2 DCS（分布式控制系统）DCS是一种用于大型工业生产的计算机控制系统，它具有分布式、集中控制和信息采集处理的特点。

它适用于对整个工厂内各个设备和生产单元进行集中控制和管理。

3.3 CNC（数控机床）CNC是一种用于控制数控加工设备的计算机控制系统，它通过预先编写的加工程序控制机床进行自动加工，能够实现复杂工件的高精度加工。

4. 个人观点和理解计算机控制系统在工业生产中起着至关重要的作用，它能够实现生产过程的自动化、智能化和高效化，极大地提高了生产效率和产品质量。

随着信息技术的不断发展，计算机控制系统也在不断创新和升级，为各行各业的生产提供了更多可能性。

在撰写本篇文章的过程中，我对计算机控制系统的不同形式有了更加深入的了解。

通过整体的阐述和分析，我认识到计算机控制系统是当今工业生产中不可或缺的一部分，其在提高生产效率、控制成本和提高产品质量方面有着重要作用。

BA系统的计算机控制系统的分类及介绍
1、直接数字控制系统
直接数字控制系统是计算机的过程输入，通过控制算法得到控制输出后，以计算机取代模拟调节器没直接通过接口控制执行机构，从而实施对现场被控制过程的控制，使被调量保持在给定值，主要用于较小的回路控制，DDC系统由被探测对象、监测仪表、执行装置和数字控制调节器组成。

优点是计算机运算能力强，故很容易实现串级控制、前馈控制等比较复杂的控制规律。

2、设定值控制系统
设定值控制系统是根据过程输入和控制算法求得一个指导性的设定值，再以其来规定回路控制的目标值，最后由回路控制设备完成具体的控制输出，因此SCC属于层次较高的间接控制。

SCC和DCC都是闭环控制系统，但是控制的层次有所不同。

3、分布式控制系统
计算机控制系统以系统结构划分，可分集中控制和分布式控制系统两类。

集中控制指单一的计算机完成控制系统的所有功能和对全部被控制对象实施控制的一种系统结构。

这种结构优点是系统的整体性和协调性好，但是对计算机的可靠性和安全性要求甚高；而分布式控制系统DCS则以多台计算机分别承担不同的控制功能和处理范围，不仅使处理能力大大提高，而且将危及系统安全的因素降低。

计算机控制系统分类计算机控制系统是指利用计算机技术实现对各种机械、电子、化工、冶金、建筑等各类工程和生产过程的自动化控制。

按照不同的分类方式，计算机控制系统可以分为以下几类。

一、按照控制方式分类1.开环控制系统开环控制系统是指输出信号不受控制量反馈影响的控制系统。

开环控制系统只能实现对被控对象的初步控制，无法对系统的稳定性、精确性和鲁棒性进行控制。

例如，家庭电器中的电熨斗就是一种开环控制系统。

2.闭环控制系统闭环控制系统是指输出信号受到控制量反馈影响的控制系统。

闭环控制系统通过反馈控制的方式，不断调整控制量，使被控对象的输出信号与期望值保持一致。

闭环控制系统具有较高的稳定性、精确性和鲁棒性。

例如，智能手机中的自动亮度调节功能就是一种闭环控制系统。

3.开闭环控制系统开闭环控制系统是指同时采用开环控制和闭环控制的控制系统。

开闭环控制系统既可以实现初步控制，又可以通过反馈控制的方式对系统进行调整，使系统的稳定性和精确性得到提高。

例如，汽车发动机控制系统就是一种开闭环控制系统。

二、按照控制对象分类1.单变量控制系统单变量控制系统是指只控制一个变量的控制系统。

例如，室内温度控制系统就是一种单变量控制系统，它只控制室内温度的变化。

2.多变量控制系统多变量控制系统是指同时控制多个变量的控制系统。

例如，化工生产过程中的温度、压力、流量等多个变量都需要进行控制，这就需要采用多变量控制系统。

三、按照控制策略分类1.比例控制系统比例控制系统是指根据被控对象的反馈信号，按照一定比例进行控制的控制系统。

比例控制系统简单、易于实现，但对于非线性系统和时变系统的控制效果较差。

2.积分控制系统积分控制系统是指根据被控对象的反馈信号，对控制量进行积分控制的控制系统。

积分控制系统能够消除系统的稳态误差，但对于系统的动态响应速度和抗干扰能力较弱。

3.微分控制系统微分控制系统是指根据被控对象的反馈信号，对控制量进行微分控制的控制系统。

第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。

按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。

（2）直接数字控制（简记为DDC）。

（3）监督控制（简记为SCC）。

（4）分级控制。

（5）集散控制。

（ 6）计算机控制网络。

按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。

（2）比例积分微分控制（简称PID 控制）。

（3）有限拍控制。

（4）复杂规律控制。

（5）智能控制。

1.2计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。

答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。

方框图： P115 图 1.21输出反馈计算机控制系统1.9简述采样定理及其含义。

答：采样定理：如果采样角频率=2 /T 大于2，即≥ 2，则采样的离散信号(t) 能够不失真地恢复原来的连续信号y(t) 。

式中y(t) 的频谱特性中的最高角频率。

含义：要使采样信号(t) 能够不失真地恢复原来的连续信号是连续信号y(t) ，必须正确选择采样角频率，使≥1.10多路巡回检测时，采样时间，采样周期T和通道数N之间的关系。

答：采样时间是足够短的时间，y(kT) y(kT+ ),0< <。

应满足T≥N。

1.12设有模拟信号(0～5)V和(2.5～5)V，分别用8位、10位和12位A/D转换器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。

答：量化单位 q=, 量化误差根据以上公式可求得 (05)V：转换位数81012量化单位 q/mV19.53 4.88 1.229.76 2.440.61量化误差(2.5)V：转换位数81012量化单位 q/mV9.76 2.440.614.88 1.220.30量化误差1.14试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？答：数模转换器把数字量u(kT) 转换成离散的模拟量(t) 。

转换的精度取决模 - 数转换器的位数n，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。