山东大学 李正军版 计算机控制技术期末复习总结

第一章1、计算机控制系统的在线方式和离线方式？答：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；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。

2、实时的含义？（名词解释）答：所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定得时间范围内完成。

3、计算机控制系统的组成？答：由工业控制机和生产过程组成。

4、计算机控制系统的典型形式？答：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。

第二章5、什么是接口？什么是过程通道？答：接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁；过程通道是在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。

6、CPU与外设所交换的信息种类有哪些？答：数据信息、控制信息、状态信息。

7、CPU与外设之间的传送方式有哪几种？答：程序查询方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。

8、l/O接口的编址方式及区别？答：l/O映射方式，l/O地址和存储器地址在空间上是独立的，独立编址；存储器映射方式，把l/O接口当做处理器一样处理，统一编址。

9、数字量输入接口与输出接口的作用？答：输入接口起到缓冲输入数据的作用；输出接口起到锁存输出数据的作用。

10、A/D转换的种类和每种的特点？答：逐次逼近式，转换时间短（几微秒～几百微秒），抗干扰能力差；双斜积分式，转换时间长（几毫秒～几百毫秒），抗干扰能力强。

11、采样保持器的作用？答：A/D转换过程中，保证模拟量不变化；A/D转换结束后，保证输入信号跟随模拟量变化。

12、模拟量输出通道输出方式及其特点？（未完待续）答：电压输出，电流输出，在过程控制中基本使用电流输出，稳定性强。

13、计算机抗干扰系统的三要素？抗干扰措施？干扰的传播途径？干扰的作用方式及抑制方法？答：有干扰源、干扰对象、传播途径；硬件措施、软件措施、软硬件结合措施；电场耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合；串模干扰，对来自空间电磁耦合所产生的串模干扰可采用双绞线作为信号线，也可采用金属屏蔽线或屏蔽双绞线；根据串模干扰的频率与被测信号的频率分布特性采用相应的滤波器；当对称性交变串模干扰电压或尖峰形串模干扰成为主要干扰时选用双积分式A/D转换器；当被测信号与干扰信号的频谱相互交错时采用调制解调技术。

计算机控制技术总结第一篇：计算机控制技术总结第一章1、计算机控制系统的工作原理•实时决策控制：对采集到的被控量进行分析处理，并按已定的控制规律，决定控制行为。

•实时控制输出：根据控制决策，适时地对控制机构发出控制信号，完成控制任务。

2、计算机控制系统的组成答：计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两部分组成。

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和测量变送、执行机构、电气开关等装置。

3、计算机控制系统的典型型式答：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。

第二章什么是总线所谓总线，就是计算机各个模块之间互联和传送信息的一组信号线。

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。

模拟量输入通道：是把从系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。

模拟量输入通道的组成一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑等组成。

信号调理：为了将外部开关量信号输入到计算机,必须将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机所能接受的逻辑信号，这个过程叫信号调理。

采样过程：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量信号、转变成在时刻0、T、1 T、2 T、…K T的一连串脉冲输出信号的过程成为采样过程。

量化：采用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转化为数字信号。

量化过程：将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程。

3.采样保持器（1）孔径时间和孔径误差的消除•孔径时间：A/D转换器将模拟信号转换成数字量所需的时间，称为孔径时间。

•孔径误差：对于随时间变化的模拟信号来说，孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差。

对于一定的转换时间，误差的百分数和信号频率成正比。

•孔径误差的消除：采用带有采样保持器，限制信号的频率范围。

计算机控制技术知识点总结前4章计算机控制技术知识点总结前4章第一章：计算机控制基础知识计算机控制技术是一门研究如何将计算机应用于系统控制的学科。

在计算机控制技术的学习过程中，首先需要了解计算机控制的基础知识。

计算机控制系统由硬件和软件两部分组成。

硬件包括输入设备、输出设备、中央处理器、存储器以及总线等组成。

软件主要分为系统软件和应用软件两部分。

系统软件包括操作系统和通信软件等，应用软件包括各种具体的控制算法和控制策略等。

计算机控制系统的设计流程通常包括需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计和系统测试等步骤。

需求分析是对系统的功能需求和性能需求进行分析和确定。

系统设计是根据需求分析的结果，确定系统的总体结构和模块划分等。

硬件设计是根据系统的需求和设计要求，选择适当的硬件设备，进行电路设计和硬件平台的搭建等。

软件设计则涉及编写控制算法和策略，进行软件的开发和测试等。

系统测试是对整个系统进行功能和性能的测试和验证。

在计算机控制技术中，还需要了解一些基本的控制理论，如PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

PID控制是一种广泛应用的控制方法。

它通过对误差、误差的变化率和误差的积分进行加权组合，得到输出信号，控制被控对象达到期望值。

PID控制器具有稳定性好、调节性能好和鲁棒性强等优点。

模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法。

它通过定义模糊规则和模糊集合，将模糊推理应用于控制系统中。

模糊控制具有对非线性和复杂系统的适应能力强的优点。

神经网络控制是一种基于神经网络的控制方法。

它通过训练神经网络，使之具有学习和适应能力，从而实现对被控对象的控制。

神经网络控制具有对非线性系统和时变系统的建模能力强的优点。

第二章：传感器与执行器传感器是计算机控制系统中常用的输入设备，用于采集环境和系统状态信息。

常见的传感器有光敏电阻、温度传感器、压力传感器等。

传感器的选择需要根据被控对象的特性和实际应用需求进行合理选择。

执行器是计算机控制系统中常用的输出设备，用于根据控制信号实现对被控对象的控制动作。

计算机控制技术（复习总结）1、计算机控制系统组成框图：一般的计算机控制系统由计算机、I/O接口电路、通用外部设备和工业生产对象等部分组成。

2、模拟量输入通道：传感器、变送器、多路开关、A/转换器、接口模拟量输出通道：接口、D/A转换器、反多路开关、执行机构数字量输入通道：输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路数字量输出通道：输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路3、计算机控制系统的分类1、操作指导控制系统2、直接数字控制系统（DDC）3、计算机监督系统(SCC)4、嵌入式系统(EMS)5、物联网系统(ITS)6、现场总线控制系统(FCS)4、键盘设计需解决的几个问题？a、按键的确认b、重键与连击的处理c、按键防抖动技术（○1硬件防抖技术: a、滤波防抖电路 b、双稳态防抖电路○2软件防抖方法）5、动态LED显示与静态LED显示各有什么特点？●静态LED显示是当显示器件显示某个字符时，相应的显示段（发光二极管）恒定地导通或截止，直到显示另一个字符为止。

占用机时少，而且显示稳定可靠。

其缺点是使用元器件相对较多，且线路比较复杂，相对而言成本较高。

●动态LED显示就是微处理器定时地对显示器件所显示的内容进行扫描。

各显示器件分时工作，任何时刻只有一个显示器件在显示，由于人眼的视觉暂留，当扫描显示每一个器件达到一定速度时，人看到每个器件都在显示。

6、软件译码和硬件译码的区别?所谓软件译码用硬件译码代替软件译码，这样不仅可以节省计算机的时间而且程序设计简单，只要把BCD码从相应的端口输出即可完成显示。

软件译码法最大的优点是电路简单，但显示速度有所下降，软件译码是利用软件查表来实现的。

7、开关量输出接口技术有哪些？1、光电隔离技术2、继电器输出接口技术3、固态继电器输出接口电路（直流SSR、交流SSR）4、大功率场效应管开关技术5、可控硅接口技术（单向可控硅、双向可控硅）6、电磁阀接口技术8、三相步进电机有哪几种工作方式？每种工作方式的特点？●单三拍工作方式：每次只能一相绕组通电，通电三次完成一个通电循环。

第一章⑴计算机控制系统的组成：主要由工业对象，过程输入输出系统，计算机系统组成。

/从计算机的角度看，它由硬件和软件组成。

/硬件（计算机系统和过程输入输出系统）。

/①计算机系统:包括主机和外围设备，主机由CPU和内存储器组成，外围设备分为输入设备、输出设备、通信设备、外存储器。

/②软件：系统软件和应用软件。

⑵采样：从模拟信号到离散模拟信号的过程。

T过大会损失信息，T过小会使存储与运算的数据过多。

##⑶量化：从离散模拟信号到数字信号的变化过程。

##（4）模拟信号:时间上、幅值上都连续的信号。

##（5）离散模拟信号：时间上离散而幅值上连续的信号。

##（6）数字信号：时间上离散、幅值也离散的信号。

##信号变换过程：采样，A/D转换器，数字调节器，D/A转换器，保持器。

##（7）计算机控制系统的五种类型:①数据采集系统功能(DAS)：生产过程的集中监视、操作指导、越限报警。

/②直接数字控制系统(DDC)特点：计算机的运算和处理结果直接输出作用于生产过程。

计算机参与闭环控制，不仅可完全取代模拟调节器，实现多回路的PID控制，而且只要改变程序就可以实现复杂的控制规律，它是计算机用于工业控制最普通的一种形式。

/③监督计算机控制系统特点(SCC)：它的输出值不直接控制执行机构，而是给出下一级的最佳给定值，因此是较高一级的控制。

它的任务重在控制规律的修正与实现。

/④集散控制系统特点(DCS)：以微处理机为核心的基本控制器实现地理上和功能上分散控制。

又通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来送到监控计算机和操作占，以进行集中监视和操作，并实现高级复杂的控制。

⑤现场总线控制系统（FCS）####⑴采样系统：具有离散传输通道的系统。

有A/D,计算机，D/A,反馈检测。

##⑵采样过程：利用采样开关将连续信号转换成离散信号的过程。

##⑶香农采样定理：采样频率ωs至少应该是信号f(t)频谱最高频率ωmax 的两倍，即ωs≥2ωmax ##（4）保持器：是将采样信号复现为连续信号的装置。

《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。

1．常用的计算机控制系统主机：可编程序控制器（PC）、工控机（IPC）、单片机、DSP、智能调节器。

2．工业控制机：（1）硬件组成主机板、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（2）软件组成系统软件包括实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序，Windows等系统软件。

3．总线概念：所谓总线，就是计算机个模块之间互联和传送信息（指令、地址和数据）的一组信号线。

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

片级总线包括数据总线、地址总线、控制总线、IIC总线，SPI 总线、SCI总线等；系统总线包括ISA总线、EISA总线、VESA总线、PCI总线等；外部总线包括RS—232C、RS—485、IEEE—488、USB等总线。

ISA：数据线宽度为16位总线，总线时钟为8MHz EISA：数据线宽度为32位总线，总线时钟为16MHz 。

4．PCI主要性能：（1）总线时钟频率33.3/66MHz (2)支持10台外设（3）总线宽度32位（5V）/64位（3.3V）（4）时钟同步方式（5）最大传输速率133MB/S （6）能自动识别外设（7）与CPU及时钟频率无关（8）特别适合与Intel的CPU协同工作5．小功率输入调理电路：采用积分电路消除开关抖动、R—S触发器消除开关两次反跳的方法。

大功率输入调理电路：采用光电耦合器进行隔离。

6．串模干扰：叠加在被测信号上的干扰噪声。

抑制方法：滤波、用双积分式A/D转换器、对被测信号进行前置放大或完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施、利用逻辑器件的特性、采用双绞线作信号引线。

共模干扰：指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。

抑制方法：变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比。

长线传输干扰抑制方法：终端阻抗匹配和始端阻抗匹配。

7．数字控制，就是生产机械根据数字计算机输出的数字信号，按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动完成工作的控制方式。