计算机控制系统第四章2
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计算机控制系统课后答案1. 概述计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统,它采用计算机硬件和软件的协同作用,对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的任务。
本文将回答计算机控制系统课后习题,以帮助读者加深对该课程的理解。
2. 习题答案2.1 什么是计算机控制系统?计算机控制系统是指利用计算机硬件和软件的协同作用,对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的系统。
其核心是计算机的控制程序,通过对输入信号的处理和对输出信号的控制,实现对被控对象的精准控制。
2.2 计算机控制系统的组成计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成:•输入设备:用于采集被控对象的状态信息,将其转化为数字信号输入到计算机中。
•输出设备:将计算机产生的控制信号转化为可被被控对象接受的信号。
•中央处理单元(CPU):负责执行控制程序,对输入信号进行处理和判断,并产生相应的控制信号。
•存储器:用于存储控制程序和控制数据。
•总线:用于传输控制信号和数据,连接CPU、存储器和输入输出设备。
2.3 计算机控制系统的特点•精确性:计算机控制系统能够对被控对象进行精确的控制,实时调整控制参数,确保控制过程的稳定性和准确性。
•灵活性:通过编写不同的控制程序,可以实现对不同对象的控制,具有很高的灵活性。
•可靠性:计算机控制系统具有自主诊断和故障处理能力,当出现故障时,能够自动检测、定位和修复错误,提高了系统的可靠性。
•扩展性:计算机控制系统可以根据需要增加或替换硬件设备,增加系统的功能和性能。
•可维护性:计算机控制系统通常使用模块化设计,方便对系统进行维护和升级。
2.4 计算机控制系统的应用领域计算机控制系统广泛应用于工业自动化领域,例如:•工业生产线控制:计算机控制系统可以对生产线上的各个环节进行监控和控制,提高生产效率和产品质量。
•交通信号控制:计算机控制系统可以对交通信号灯进行精确控制,实现交通流量的调度和优化。
•智能家居系统:计算机控制系统可以对家庭设备进行智能控制,实现远程操控和自动化管理。
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论习题 1:计算机控制系统的控制过程可概括为以下三个步骤:1. 及时数据收集:对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。
2. 及时决策:对收集到的被控量进行分析和处理,并按预定控制规律,决定将要采取的控制策略。
3. 及时控制:根据控制决策,适时地对执行机构发出控制信号,达成控制任务。
答案:上述三个步骤分别对应计算机控制系统的三个基本环节:数据采集、数据处理和控制执行。
这些环节确保了控制系统能够实时响应并调整被控对象的运行状态。
习题 2:计算机控制系统是由哪几部分构成?画出方块图并说明各部分的作用。
答案:计算机控制系统主要由以下几部分构成:1. 工业控制机:包括CPU、内存、输入输出接口等,负责数据处理和控制指令的执行。
2. 测量变送装置:用于检测被控量的变化,并将模拟信号转换为数字信号。
3. 执行机构:根据控制指令执行相应的动作,如调节阀门、电机启动等。
4. 被控对象:需要被控制的物理过程或设备。
方块图:```被控对象|v测量变送装置 --> 工业控制机 --> 执行机构```各部分作用:- 测量变送装置:将物理量转换为电信号,便于工业控制机处理。
- 工业控制机:进行数据处理、控制策略制定和指令输出。
- 执行机构:根据指令执行动作,实现对被控对象的控制。
习题 3:计算机控制系统的实时、在线方式和离线方式的含义是什么?答案:1. 实时:指信号的输入、计算和输出都在一定时间范围内完成,即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理,并在一定时间内作出反应进行控制。
2. 在线方式:生产过程设备直接与计算机连接,生产过程直接受计算机控制。
3. 离线方式:生产过程设备不直接与计算机连接,通过中间记录介质进行联系和控制。
第二章微型计算机控制系统习题 1:微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么?答案:微型计算机控制系统的硬件主要由以下几部分组成:1. CPU:核心部件,负责数据处理和控制指令的执行。
重点习题和思考题第1章计算机控制习题概述1.计算机控制系统中实时性、离线方式、在线方式的含义?答:生产过程和计算机直接连接, 并受计算机控制的方式为在线方式;生产过程不和计算机连接, 且不受计算机控制、而是靠人进行联系并作相应操作的方式为离线方式。
实时: 信号的输入、计算、输出都要在一定的时间范围内完成。
2.计算机控制系统由哪几部分组成?答: 硬件组成: 主机、IO接口、通用外部设备、检测元件和执行机构、操作台。
软件组成: 系统软件和应用软件。
3.计算机控制技术的主要发展趋势是什么?答:(1)综合自动化, 包括CIMS和CIPS;(2)网络化;(3)智能化;(4)虚拟化;(5)绿色低碳化。
第2章工业控制计算机1.什么是总线、内部总线、外部总线答:总线是一种接口信号的标准和协议, 提供通用的电平信号来实现各种电路信号的传递。
内部总线指微机内部各功能模块间进行通信的总线。
外部总线指用于计算机与计算机之间或计算机与其他智能外设之间的通信线路2.哈佛结构和冯诺伊曼结构的区别答:冯诺伊曼结构, 程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储结构;哈佛结构程序指令存储和数据存储分开的存储结构。
3.工控机和普通PC的区别答:机箱加固、防尘;工业电源, 有时双电源;无源母板;一体化主板第3章 IO接口和过程通道1.什么是接口、接口技术和过程通道?答: 接口是计算机和外部设备交换信息的桥梁, 包括输入和输出接口;接口技术是研究计算机和外部设备之间如何交换信息的技术;过程通道指在计算机和生产过程之间设置的信息传送和交换的连接通道。
2.模拟输入通道中信号调理的作用, 为什么需要量程变换, 为什么需要I/U变换?答: 现场过来的信号经过放大、量程自动转换、电流/电压转换、滤波、线性化、隔离等措施转换成计算机能接收的逻辑信号。
多参数信号采集时, 各路信号电流信号经过长距离传输到计算机接口电路, 经过I/U变换成电压信号才能进行A/D转换进入计算机被处理。
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。