1.1计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
1.2实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。
1.5计算机控制系统的特点是什么？微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点：a.控制规律灵活多样，改动方便b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度1.6计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
a.普及应用可编程序控制器b.采用集散控制系统c.研究和发展智能控制系统2.4数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。
数字量输入通道主要由输入缓冲器、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等组成。
前言本指导书是配合自动化专业本科生专业课《计算机控制技术》的课堂教学而编写的实验教材，通过实验的验证能够使学生了解和掌握计算机控制的硬件技术和软件编程方法。
本书共设计了七大类实验，第一类中包含过程通道和数据采集处理方面的几个内容；第二类为数字PWM 发生器和直流电机调速控制的开环实验；第三类包含几种数字PID闭环控制实验；第四类中有两种数字调节器直接设计方法的实验；第五类是一个温度控制系统；第六类是随动系统实验；第七类是过程控制系统的研究；实验五至实验七的内容是带有被控对象的控制系统。
七个实验的全部学时大于计划学时，教师和学生对所做的实验内容可以选择以满足实验计划学时为准。
通过实验学生巩固了课堂教学的内容，也为今后实际工作打下了一定技术基础。
本指导书由王尚君、毛一心老师共同编写，穆志纯教授进行了严格的审阅工作。
由于计算机性能的快速提高，计算机控制的技术手段也在不断出新，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。
编者2007年10月目录前言 (1)目录 (2)实验一过程通道和数据采集处理 (4)一、输入与输出通道 (4)1. AD 转换实验` (5)2. DA 转换实验` (7)二、信号的采样与保持` (9)1. 零阶保持实验` (9)2. 直线插值实验*` (11)3. 二次曲线插值实验*` (11)三、数字滤波 (15)1. 一阶惯性实验 (16)2. 四点加权实验* (16)实验二开环系统的数字程序控制 (19)数字PWM 发生器和直流电机调速控制 (19)一、实验目的 (19)二、实验内容` (19)三、实验所用仪表及设备 (19)四、实验原理及步骤 (20)五、思考题 (21)六、实验报告内容及要求 (21)实验三数字PID闭环控制 (22)数字PID控制算法 (22)积分分离法PID控制 (23)带死区的PID控制* (27)简易工程法整定PID 参数 (30)扩充临界比例度法 (30)扩充响应曲线法 (32)实验四数字调节器直接设计方法 (36)最小拍控制系统 (36)一、实验目的 (36)二、实验所用仪表及设备` (36)三、实验原理及内容 (36)有纹波最小拍控制系统 (37)无纹波最小拍控制系统 (38)四、实验步骤 (40)五、思考题 (41)六、实验报告内容及要求 (41)实验一过程通道和数据采集处理为了实现计算机对生产过程或现场对象的控制，需要将对象的各种测量参数按要求转换成数字信号送入计算机；经计算机运算、处理后，再转换成适合于对生产过程进行控制的量。
万方数据万方数据模模图１ＩＩＲ数字滤波器实现平台硬件结构及在线编程。
４ＩＩＲ数字滤波器的设计与仿真４．１ＩＩＲ数字滤波器的设计ＩＩＲ数字滤波器系统函数在ｒ程上呵在传统模拟滤波器设计的基础Ｊ二，采用阶跃响应不变法、冲激响应不变法或双线性变换法等方法得到；或者通过Ｍａｔｌａｂ软件，调用相应的专用函数或工具包很方便的得到ＩＩＲ滤波器的系统函数。
本文设计的滤波器采用Ｍａｔｌａｂ与Ｖｅｒｉｌｏｇ编程相结合的方式，首先根据滤波器的性能指标在Ｍａｔｌａｂ中得到系统函数，然后采用Ｖｅｒｉｌｏｇ编程实现。
在Ｍａｔｌａｂ中对设计好的滤波器进行仿真确保所设计的滤波器符合要求，然后编写Ｖｅｒｉｌｏｇ代码实现算法，在ＱｕａｒｔｕｓＩＩ中仿真以验证算法的正确性，最后以ＦＰＧＡ作为硬件实现平台测试滤波效果。
采用这种方法没计滤波器即快捷又能获得优化过的硬件电路，节约硬件资源。
本文引例是二阶的低通滤波器的没计，记采样频率为４ＭＨｚ，通带截止频率为１００ｋＨｚ，阻带截止频率为１ＭＨｚ，通带最大衰减为０．８６ｄＢ，阻带最小衰减为３０．４ｄＢ。
利用Ｍａｔｌａｂ软件中的ＦＤＡＴｏｏｌ专用数字滤波器设计工具，可得到如下系统函数：肌，＝等等蒜等等㈣４．２Ｍａｔｌａｂ仿真在ＦＤＡＴｏｏｌ中设计好滤波器后，导出滤波器系数，采用编程的方式对所设计的滤波器进行仿真验证，以６０ｋＨｚ和１ＭＨｚ的正弦信号叠加作为滤波器输入信号，在Ｍａｔｌａｂ中运行程序，仿真结果如下图２和图３。
·－－——３０６－－－——图２滤波器的输入信号圈３滤波器的输出信号４．３传输函数系数的量化处理与Ｖｅｒｉｌｏｇ代码设计好的滤波器，需要把系数放大若干倍取整数部分，在ＦＰＧＡ中以节点形式进行存储，取整的二进制位数越多逼近程度越好，但所占用的硬件资源也越大，对速度也有影响。
同时，系数量化处理必须保证量化前后系统幅频特性曲线基本一致，以满足滤波要求。
另外，数字滤波器运算过程中有限字长效应也会造成误差，因此对滤波器中乘加法器及寄存器的数据位宽也要进行合理设计，以防止产生极限环现象和溢出振荡。
智能化测控技术课程设计------数字滤波器与扫频信号发生器设计学生姓名：指导教师：专业：电子信息工程班级：D0745学号：设计时间：2011年1月3日至2011年1月20日实验地点：新实验楼524目录第一章绪论 (1)1.1课程设计的意义 (1)1.2设计目的与要求 (1)1.2.1课程设计目的 (1)1.2.2课程设计的要求 (1)第二章虚拟测试技术简介 (2)2.1 基于虚拟仪器的虚拟测试技术 (2)2.2 基于虚拟现实的虚拟测试技术 (3)2.3 基于软件仿真的虚拟测试技术 (3)第三章数字滤波器的设计 (5)3.1数字滤波器概述 (5)3.2数字滤波器的传统设计方法 (6)3.3 LabVIEW 中的数字滤波器 (6)第四章扫频信号发生器的设计 (10)4.1扫频信号发生器总体结构 (10)4.2基于虚拟仪器的扫频信号发生器设计 (10)4.2.1硬件组成 (11)4.2.2编程实现 (12)4.2.3编程实例 (13)4.3结束语 (14)第五章总结 (15)参考文献 (16)第一章绪论1.1课程设计的意义虚拟仪器技术在国外已经比较成熟了，由于其很强的灵活性，使得该技术非常适用于现代复杂的测试测量系统中。
近几年，虚拟仪器技术在国内的发展也越来越受到重视。
成熟的虚拟仪器技术由三大部分组成：高效的软件编程环境、模块化仪器和一个支持模块化I/O集成的开放的硬件构架，该课程设计的意义就是，通过一些功能简单的仪表系统的设计，要在这三个方面有更深一步的了解。
1.2设计目的与要求1.2.1课程设计目的1.要求在掌握LabView软件的基础上，通过查阅资料，能够独立进行虚拟仪器的设计。
2.通过本次设计，加深对各种滤波器的认识，并对各滤波器的滤波特性有一个更加全面的了解。
3.掌握LabVIEW环境下如何进行测试以及对LabVIEW软件进行G语言编程。
1.2.2课程设计的要求1.设计题目：设计扫频信号发生器和数字滤波器2.前面板要求：(1)仪器操作均在前面板进行(2)仪器操作方便，人性化设计(3)前面板美观大方3.后面板要求：(1)设计思路简洁(2)功能完善，达到设计要求(3)布线合理，便于查看第二章虚拟测试技术简介随着“虚拟”一词的广泛使用，在计算机辅助测试领域也出现了“虚拟测试”这一概念，但不同的作者在使用这一概念是所指的内容其实是大相径庭的。
