计算机控制技术期末复习资料

计算机控制技术复习资料电气计算机控制技术作为一种综合性的技术，在现代制造业生产中占据着重要的地位。

电气知识作为计算机控制技术的重要组成部分，同样也是制造业中必不可少的一部分。

在这篇文章中，我们将从电气的基础知识、电气控制系统和电气设备等方面，对计算机控制技术中的电气知识进行复习。

一、电气的基础知识1. 电路中的电压、电流和阻抗在电气中，电路中的电压、电流和阻抗是非常重要的基础知识。

电压是指电路中两个点之间的电势差，常用单位是伏特。

电流是指电荷通过某个导体的数量，常用单位是安培。

电阻是阻碍电流通过的程度，常用单位是欧姆。

而阻抗则是指电路中电压和电流之间的比率，常用单位是欧姆。

2. Ohm定律和基尔霍夫定律Ohm定律规定了电路中电压、电流和电阻之间的关系，即V=IR（其中V表示电压，I表示电流，R表示电阻）。

而基尔霍夫定律则是描述了电路中电流和电压的分布规律，即电路中进入某一节点的电流等于离开该节点的电流之和，以及电路中沿某一回路的电势差之和等于环路中各段电势差之和。

3. 交流电和直流电在电气中，存在着交流电和直流电两种电类型。

交流电是指电压和电流的方向和大小都是变化的，而直流电则是指电压和电流的方向和大小都是恒定不变的。

在电气控制中，交流电和直流电主要用于驱动电动机和控制设备。

二、电气控制系统1. 电气控制系统和传感器电气控制系统是指通过电气信号控制某一设备或系统的过程。

它包括信号输入、信号处理和信号输出三部分。

而传感器则是电气控制系统的重要组成部分，它可以将物理量转换为电信号，并将这些信号输入到电气控制系统中进行处理。

2. 继电器和接触器继电器和接触器也是电气控制系统中常见的控制元件。

继电器是一种由电磁控制的开关，它可以实现电路的控制和保护。

而接触器则是一种由电磁控制的开关，它可以实现大电流的控制和保护。

在电气控制系统中，继电器和接触器都被广泛应用。

三、电气设备1. 电动机和变频器电动机和变频器是电气设备中的两个重要部分。

第一章 计算机控制系统概述1、计算机控制系统的概念是什么？计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。

2、计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。

计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。

3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些？稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性4、计算机控制系统的主要特点有哪些？各项 连续控制系统 计算机控制系统 信号形式 都是模拟信号 模拟信号、数字信号皆有 控制规律实现 由模拟电路实现 由计算机通过程序实现 控制形式 整个过程始终连续控制 整个过程始终离散控制控制器作用 一个控制器控制一个回路 一个控制器分时控制多个回路 功能强度 简单控制 具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能 自动化程度 自动化程度低 便于实现控制与管理的一体化5、计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？一、按控制系统的功能及结构特点分类 ①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④计算机分级控制 外部设备 操作台 输入通道 检测装置输出通道执行机构计算 机被 控 对 象⑤集散控制系统 DCS ⑥现场总线控制系统FCS 二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID 控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制第二章 离散控制系统及Z 变换分析法1、计算机控制系统的信号形式有哪些？连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT)2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的？一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。

第一部分：简答题（复习重点）占25-30分第一章：习题1、3、61 实时，在线离线方式的含义实时，指信号的输入，计算，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相连，并受计算机控制的方式称为在线方式，生产过程中不和计算机相连，且不受计算机控制，而是依靠人进行联系并作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。

3 控制系统按功能分类操作指导控制系统直接数字控制系统监督计算机控制系统集散控制系统现场总线控制及计算机集成制造系统6 DCS与FCS特点DCS系统每一级都有自己的功能，基本上是独立的，但级与级之间或同级的计算机又有一定的联系，相互之间实现通信。

FCS信号传输实现全数字化系统结构采用全分散化现场设备具有互操作性通信网络为开放式互联网络技术和标准实现了全开放画出计算机控制系统的基本框图，简述计算机控制过程的控制步骤。

能完成多种控制任务，由于计算机只能处理数字信号，为了信号的匹配，在计算机的输入和输出必须配置A/D转换器以及D/A转换器。

反馈量经A/D转换器转换为数字量后，输入计算机。

控制步骤；在控制系统中引入计算机，利用计算机的运算，逻辑判断和记忆等功计算机根据数据偏差，按某种控制规律进行运算，计算结果再经D/A转换器转换为模拟信号输出到执行机构，完成对被控对象的控制。

第二章：1 工业控制计算机，及其特点?工业控制计算机是以计算机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的输入信号，再根据控制要求将处理结果输出到控制器，去控制生产过程，同时对生产进行监督和管理。

特点; 1 可靠性高 2 实时性好 3 环境适应性好4丰富的输入输出模块5 系统扩展性和开放性好6控制软件包功能强7系统通信功能强8冗余性。

2 工业控制机有哪几部分构成各部分作用典型的工控机由加固型工业机箱，工业电源，主板机，显示板，硬盘驱动器，光盘驱动器，各类输入输出接口模块，显示器，键盘，鼠标，打印机等组成。

《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。