简述计算机控制系统的一般控制过程复习课程
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第一章计算机控制系统概述习题及参考答案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展检测,并输入给计算机。
(2)实时控制决策:对采集到的表征被控参数的状态量进展分析,并按已定的控制规律,决定下一步的控制过程。
(3)实时控制输出:根据决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
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展处理,并在一定的时间内作出反响并进展控制,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及计算机连接,生产过程直承受计算机的控制,就叫做“联机〞方式或“在线〞方式。
(3)“离线〞方式:假设生产过程设备不直接及计算机相连接,其工作不直承受计算机的控制,而是通过中间记录介质,靠人进展联系并作相应操作的方式,那么叫做“脱机〞方式或“离线〞方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几局部组成?各局部的作用是什么?由四局部组成。
(1)主机:这是微型计算机控制系统的核心,通过接口它可以向系统的各个局部发出各种命令,同时对被控对象的被控参数进展实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程,按控制规律进展各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作,根据运算结果作出控制决策;对生产过程进展监视,使之处于最优工作状态;对事故进展预测和报警;编制生产技术报告,打印制表等等。
(2)输入输出通道:这是微机和生产对象之间进展信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进展控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备:这是实现微机和外界进展信息交换的设备,简称外设,包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。
过程控制教学大纲一、课程简介过程控制是自动化领域中的重要组成部分,广泛应用于化工、石油、电力、冶金等工业生产过程中。
本课程旨在让学生掌握过程控制的基本原理和方法,学会分析和设计过程控制系统,提高解决实际问题的能力。
二、课程目标1、掌握过程控制的基本概念、原理和常用控制算法;2、了解过程控制系统的组成、特点和分类;3、掌握过程控制系统的设计和调试方法;4、学会对过程控制系统进行性能评估和优化;5、培养解决实际问题的能力,提高综合素质。
三、课程内容1、过程控制概述:过程控制的基本概念、发展历程和应用领域;2、过程控制系统组成:工艺流程、自动化仪表、控制系统和执行机构等;3、过程控制系统设计:控制方案设计、控制系统选型、控制系统集成和调试等;4、过程控制算法:PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等;5、过程控制系统性能评估与优化:性能指标评估、系统优化和改进措施等;6、典型过程控制系统案例分析:化工、石油、电力、冶金等行业的典型过程控制系统案例分析。
四、课程安排本课程共分为理论教学和实践教学两个部分。
理论教学部分包括以上六个方面的内容,实践教学部分包括实验、课程设计和综合实践等环节。
具体安排如下:1、第一讲:过程控制概述(2学时);2、第二讲:过程控制系统组成(4学时);3、第三讲:过程控制系统设计(4学时);4、第四讲:过程控制算法(4学时);5、第五讲:过程控制系统性能评估与优化(2学时);6、第六讲:典型过程控制系统案例分析(2学时);7、第七讲:实验环节(4学时);8、第八讲:课程设计和综合实践环节(8学时)。
五、教学方法本课程采用多媒体教学、案例分析和实验相结合的教学方法。
通过多媒体教学,使学生对过程控制的基本概念和原理有更直观的认识;通过案例分析,使学生了解实际生产过程中遇到的问题及解决方法;通过实验环节,使学生能够亲手操作和体验过程控制系统的运行与调试。
六、考核方式本课程采用平时成绩和期末考试相结合的考核方式。
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。
第一章i )简述计算机控制系统与常规仪表控制系统的基本结构及主要异同点。
基本结构:SM (<n 册覘翦相同点: 1、结构基本相同,功能相同。
2不同点: 、计算机控制系统是在常规仪表控制系统演变而来。
1、计算机控制系统能够实现复杂的控制规律,从而达到较高的控制质量。
23 45、由于计算机具有分时操作的功能,所以计算机控制系统具有群控的功能。
、由于计算机的软件有恢复功能,所以计算机控制系统灵活性强。
、由于计算机控制系统有有效的抗干扰,抗噪声,所以可靠性高。
、由于计算机有监控,报警,自诊断功能,所以计算机控制系统的可维护性强。
2)分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。
1. 主机组成:中央处理器(CPU 和内存储器(RAM 和ROM 组成。
作用:根据输入通道送来的被控对象的状态参数,进行信息处理、分析、计算,作出控制决 策,通过输出通道发出控制命令。
2. 常规外部设备外部设备按功能可分成三类:输入设备、输出设备和外存储器。
生产i±程f +给定值———-—1 ■ -——— -—-—B1-2计聲晦髒絃理區输入设备有键盘、光电输入机、扫描仪等,用来输入程序、数据和操作命令。
输出设备有打印机、绘图机、显示器等,用来把各种信息和数据提供给操作者。
外存储器有磁盘装置、磁带装置、光驱装置,兼有输入、输出两种功能,用来存储系统程序 和数据。
3. 过程输入/输出通道过程输入通道又分为模拟量输入通道和数字量输入通道两种; 过程输出通道又分为模拟量输出通道和数字量输出通道两种。
作用:主机和被控对象实现信息传送与交换的通道。
4. 操作台操作台是操作员与计算机控制系统之间进行联系的纽带, 可以完成向计算机输入程序、修改数据、显示参数以及发出各种操作命令等功能。
5. 通信设备在不同地理位置、不同功能的计算机之间通过通信设备连接成网络,以进行信息交换。
第二章1)课本14页的图2-2 以4位D/A 转换器为例说明其工作原理R--2R 电阻网络假设D3 D2、Di 、D0全为1,贝U B 图33-2BS 公转S1器原S0全部与“ 1 ”端相连。
第一章计算机控制系统概述习题及参考答案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。
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。
3.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?由四部分组成。
图1.1微机控制系统组成框图(1)主机:这是微型计算机控制系统的核心,通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令,同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程,按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作,根据运算结果作出控制决策;对生产过程进行监督,使之处于最优工作状态;对事故进行预测和报警;编制生产技术报告,打印制表等等。
(2)输入输出通道:这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:P2(1)实时数据采集: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)实时决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按预定的控制规律,决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制:根据控制决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
2 .计算机控制系统是由哪几部分组成?画出方块图并说明各部分的作用。
P3答:(1)计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
(2)方块图如下图所示:图计算机控制系统的组成框图作用:①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序,它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台;支持软件用于开发应用软件;应用软件是控制和管理程序;②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?P2(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)在计算机控制系统中要考虑实时性,因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间;该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应,否则,将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式?各有什么主要特点?P4~7(1)操作指导系统(OIS)优点:结构简单、控制灵活和安全。
缺点:由人工控制,速度受到限制,不能控制多个对象。
(2)直接数字控制系统(DDC)优点:实时性好、可靠性高和适应性强。
(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最有工况。
计算机控制系统一、简答题1. 画出典型计算机控制系统的基本框图。
(chap 1)2. 根据采样过程的特点,可以将采样分为哪几种类型. (chap 2)3. 简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。
(chap 5)4. 线性离散控制系统稳定的充要条件是什么?(chap 4)5. 为什么会出现比例和微分饱和现象?(chap 5)6. 什么是振铃现象?如何消除振铃现象?(chap 6)7. 连续控制系统相比,计算机控制系统具有哪些特点?(chap 1)8. 简述计算机控制系统的一般控制过程。
(chap 1)9. 简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。
(chap 2)10.增量型PID控制算式具有哪些优点?(chap 5)11.如何利用试凑法调整PID算法的参数?(chap 5)12.简述开关量光电耦合输入电路中,光电耦合器的作用。
(chap 2)13.什么是采样或采样过程?(chap 2)14.线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么?(chap 3)15.何为积分饱和现象?(chap 5)16.等效离散化设计方法存在哪些缺陷?(chap 5)17.何为最少拍设计?(chap 6)18.使用光电隔离器件时,如何做到器件两侧的电气被彻底隔离?(chap 2)19.什么是信号重构?(chap 2)20.写出零阶保持器的传递函数,引入零阶保持器对系统开环传 递函数的极点有何影响?(chap 5)21.阶跃响应不变法的基本思想是什么?(chap 5)22.如何消除积分饱和现象?(chap 5)23.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。
(chap 6)24.简述采样定理的基本内容。
(chap 2)25. 线性离散控制系统稳定的充要条件是什么?(chap 4)26. 脉冲响应不变法的基本思想是什么?(chap 5)27. 写出位置型与增量型PID 的差分控制算式。
(chap 5)28. 如何消除比例和微分饱和现象?(chap 5)29.简要说明A/D 转换的基本原理有哪些?举例说明逐次逼近的基本过程?(chap 2)30.简要说明D/A 转换器的梯形电阻法基本原理?(chap 2)31.简要说明微分先行算法要解决的问题,并说明其是通过什么方法实现的?(chap 5)二、计算题1、已知系统的差分方程为)2()1()(-=-+k r k y k y输入信号是⎩⎨⎧<≥=0001)(k k k r初始条件为1)0(=y ,试写出输出脉冲序列()y k 。
一﹑名词解释⒈直接数字控制系统答:在实际控制中,当系统所选择的采样周期较大或对控制质量要求较高时,通常需要从被控对象的特性出发,直接根据采样理论来设计数字控制器,这种方法就是直接数字设计,所形成的控制系统就是直接数字控制系统。
⒉动态过程答:系统在外加信号作用下,被控量随时间变化而变化的过程称为控制系统的动态过程,反映了系统的动态特性。
⒊数字滤波答:数字滤波就是通过某种计算或判断程序来减少干扰信号在有用信号中的比重。
三﹑简答题⒈简述什么是自动控制。
答:采用控制装置自动地﹑有目的地对机器设备或生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能要求,这个过程就是自动控制。
⒉简述数字滤波中的算术平均滤波的滤波原理。
答:算数平均滤波就是把n个采样值相加,然后取算术平均值作为本次有效的采样信号。
⒊简述PID调节器的基本原理。
答:PID调节器的基本原理是将被测参数由传感器变换成统一的标准信号送入调节器,与系统设定值进行比较,产生出的偏差经PID运算后送到执行机构,来改变系统的进给量,实现被测量的自动调节。
四﹑综合题微机控制系统中的基本组成中,主要的模块有:微型计算机主机、外部设备、I/O接口及输入输出通道、测量与执行机构及操作控制台。
试问:(1) 微型计算机主机的功能。
(2) I/O接口及输入输出通道的功能。
答:⑴微型计算机是系统的核心,它通过接口电路向系统中的各个部件发出控制命令,并对控制对象的现场参数进行巡回检测﹑数据处理﹑计算和逻辑判断等操作。
⑵I/O接口及输入输出通道是主机和被控对象之间进行信息交换的纽带,在微机控制的各个接口中,采用较多的是串行﹑并行和直接数据传送等可编程I/O接口。
输入输出通道主要完成外设信号到微机所需数字信号转换的模/数转换器,完成微机输出数字信号到外设所需信号转换的数/模转换器。
简答题(每小题4分,共40分)1、连续控制系统相比,计算机控制系统具有哪些特点?答:与连续控制系统相比,计算机控制系统具有以下特点:(1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
计算机控制技术复习资料一、填空1.若连续信号的最高频率为ωmax,按采样定理要求,采样频率ωs应>=2ωmax。
2.常用的数字滤波算法主要包括:算术平均值法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法等。
3.通常在传感器与A/D之间加入调理电路的目的是使模拟输入电压满足A/D转换量程要求。
4.计算机控制系统的输入与输出信号主要分为数字信号与模拟信号。
5.计算机控制系统的工作过程可归纳为以下三步:实时数据采集、实时控制决策、实时输出控制。
6.CPU在与I/O设备进行数据交换时主要存在以下问题:速度不匹配、时序不匹配、信息格式不匹配、信息类型不匹配。
7.计算机控制系统的过程通道分为四类:模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道和数字量输出通道。
8.共模干扰的抑制方法主要有: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。
9.一般数控系统组成包括:输入装臵、输出装臵、控制器和插补器等四大部分组成。
10.数控系统按控制方式来分类,可以分为点位控制、直线切削控制和轮廓切削控制,这三种控制方式都是运动的轨迹控制。
11.逐点比较法插补计算的四个步骤:偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断。
12.控制系统的四大要素是:给定量、执行机构、控制对象以及被控量。
13.软件是工业控制机的程序系统,它可分为系统软件、支持软件和应用软件三部分。
14.传感器把生产过程的信号转换成电信号,然后用A/D转换器把模拟信号变成数字信号,读入计算机中,对于这样得到的数据,一般要进行一些预处理,其中最基本的处理有线性化处理、标度变换和系统误差的自动校准。
15.计算机控制中的数字PID控制算法有数字PID位臵型控制算法和数字PID增量型控制算法两种基本形式。
16.经常采用的软件抗干扰技术包括:数字滤波技术、开关量的软件抗干扰技术、指令冗余技术、软件陷阱技术等。
17.采用差分放大器作为信号前臵放大是抑制串模干扰的方法之一。
计算机控制系统知识点第一篇:计算机控制系统基础知识计算机控制系统是在计算机技术和控制技术的基础上,将计算机技术与传统控制技术相结合发展而来的一种新型控制系统。
其主要特点是具有高度的智能化、自适应性和自动化等特性,广泛应用于机械制造、航空航天、化工、铁路交通、能源等各个领域。
计算机控制系统由以下几部分组成:1.硬件系统:指控制计算机、输入输出设备、传感器等物理设备的总称。
2.软件系统:指控制系统使用的程序系统。
包括两种类型:系统软件和应用软件。
3.控制算法:也称控制策略。
根据被控对象以及控制的要求,设计出一套合理的控制算法。
4.人机界面:传统的控制系统主要以机器为中心,人机交互相对较少。
而计算机控制系统增加了人机交互设计,使操作人员更加方便使用。
总之,计算机控制系统是一种高科技的控制技术。
通过综合运用计算机技术、传感器技术、通讯技术、控制算法和人机界面等多种技术手段来实现对被控对象的监测、控制和调节。
是当今世界各个领域中普遍采用的控制方式之一。
第二篇:计算机控制系统分类和结构计算机控制系统分类:1.根据控制过程的性质可以分为:连续控制系统和离散控制系统。
2.根据被控对象类型可以分为:工业控制系统、农业控制系统、汽车控制系统等。
3.根据控制的方法可以分为:反馈控制系统和前馈控制系统。
4.根据系统性质又可分为:单变量控制系统和多变量控制系统。
计算机控制系统结构:1.控制环节:主要包括传感器、信号调理器、A/D转换器和控制器等。
2.执行环节:主要包括执行器、驱动器和控制阀等。
3.人机界面:主要是给操作人员提供交互界面。
4. 通讯及数据处理环节:主要是数据采集和远程控制等。
5.电源环节:包括电源及变压器等。
总之,计算机控制系统具有结构清晰、系统稳定、响应速度快、控制精度高等特点。
由于其广泛的应用和无限的扩展空间,其研究和应用前景不断拓展。
第三篇:计算机控制系统常见应用计算机控制系统具有广泛的应用领域。
以下是其中一些典型的应用方向:1.生产自动化管理:通过自动化控制技术对设备运转状态、工作质量等进行监测和控制,实现生产车间的自动化管理。
计算机控制系统知识点计算机控制系统是指利用计算机作为中央控制器来控制工业过程、交通运输、机械制造等领域中的各种控制系统的一种系统。
计算机控制系统知识点众多,其中包括计算机控制系统的基本组成、控制系统的分类、控制系统的特点、控制系统的控制方法、控制系统的优化等诸多内容。
一、计算机控制系统的基本组成计算机控制系统由输入、输出、控制器、执行机构四个部分组成。
其中输入部分通常包括传感器、信号调理电路、模数转换器等;输出部分通常包括数字信号输出器、模拟信号输出器、执行机构等。
控制器一般是指由微处理器、可编程逻辑控制器(PLC)或船用控制器等构成的控制模块,执行机构一般指各种电动机、泵、阀门等用来控制操作对象的机构。
二、控制系统的分类根据控制对象的特点,控制系统可以分为连续型系统和离散型系统。
连续型系统是指控制对象运动过程中的时间是连续的,例如温度、压力、流量等都是连续的;离散型系统指控制对象运动过程中的时间是离散的,例如工艺流程、机具动作等都是离散的。
根据控制系统的算法,控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统是指没有反馈信号或反馈信号量不参与控制算法的控制系统。
例如,定时器就是一个开环控制器。
闭环控制系统是指反馈信号量参与控制算法的控制系统,也称为反馈控制系统。
三、控制系统的特点控制系统的特点包括:系统的控制目标明确、控制精度高、响应速度快、稳定性好、可靠性高、可编程性强等特点。
四、控制系统的控制方法根据控制系统的特点和用途不同,控制系统的控制方法也各有不同。
常见的控制方法包括:1、比例控制:比例控制是指控制输出量与输入量呈比例关系的控制方法。
比例控制在工业生产中广泛应用,例如机床加工中的主轴脉冲控制就采用了比例控制技术。
2、积分控制:积分控制是指控制器对偏差信号进行积分运算后输出控制信号的控制方法。
积分控制常用于工业自动化中的流量控制、温度控制等方面。
3、微分控制:微分控制是指控制器对偏差信号进行微分运算后输出控制信号的控制方法。
选择填空:1 计算机控制系统由工业控制计算机主体(包括硬件、软件与网络结构)及其输入输出通道和被控对象(工业生产对象(被控对象、工业自动化仪表))。
两大部分组成。
自动控制系统的基本功能是信号的传递、处理和比较,分为开环控制系统和闭环控制系统两种。
2 计算机控制系统的分类:数据采集系统(DAS)、直接数字控制系统(DDC)、监督控制系统(SCC)、集散控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)、工业过程计算机集成制造系统(流程CIMS)、网络控制系统(NCS)。
1内部总线:(1)STD总线(2)PCI总线:(3)PC104总线2 外部总线: IEEE-488总线3无论是RS-232还是RS-485,均可采用串行异步收发数据格式。
连接握手:是指发送者在发送一个数据块之前使用一个特定的握手信号来引起接收者的注意,表明要发送数据,接收者则通过握手信号回应发送者,说明它已经做好了接收数据的准备。
连接握手可以通过软件,也可以通过硬件来实现。
确认:接收者为表明数据已经收到而向发送者回复信息的过程。
差错检验:数据通信中的接收者可以通过差错检验来判断所接收的数据是否正确。
冗余数据校验、奇偶校验、校验和、循环冗余校验等都是串行通信中常用的差错检验方法。
4 【区分】MODBUS的两种传输方式MODBUS协议是应用于PLC或其他控制器上的一种通用语言。
通过此协议,控制器之间、控制器通过网络(如以太网)和其他设备之间可以实现串行通信。
控制器能设置为两种传输模式(ASCII或RTU)中的任何一种在标准的MODBUS网络通信。
用户选择想要的模式,包括串口通信参数(波特率、校验方式等),在配置每个控制器的时候,在一个MODBUS 网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。
RTU模式如图2-15所示。
消息中每个字节包含两个4bit十六进制字符。
优点是:在相同的波特率下,比ASCII传输更多的数据。
RS232RS485RS-232C的逻辑电平与TTL电平不兼容,为了与TTL器件相连必须进行电平转换。
《计算机控制技术》复习资料1一、填空题1、在计算机控制系统几种典型的应用中系统是开环的控制结构,系统是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式,系统能自动的改变给定值,使生产过程达到最优。
2、STD总线是一种规模最小,面向工业控制,设计周密的位系统总线,VME总线是1981年推出的第一代位工业开放标准总线。
3、D/A转换器的转换原理可以归纳为“按权展开,然后相加”,因此D/A转换器内部必须要有一个,以实现按权值分别进行D/A转换。
4、数控系统由输入装置、输出装置、和 4部分组成,其一般步骤是曲线分割、、。
5、PID控制中积分饱和会引起输出超调使系统不稳定,通常改进的方法有法、法和有限偏差法。
6、根据步进电机的结构分析可知,错齿是促使步进电机旋转的根本原因,改变步进电机的可以改变其运行方式;改变,可以控制步进电机的正、反转。
7、达林算法的目标是设计合适的数字控制器D(z),使整个计算机控制系统等效的闭环传递函数期望为一个和相串联,并期望闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。
8、在连续系统中,表示输入信号和输出信号关系的数学模型用和来描述;在离散系统中,则用、和离散状态空间表达式来描述。
二、简答题1、过程输入输出通道与主机交换的信息类型有哪些?2、画出数字量输入/输出通道的结构。
3、什么是共模干扰?抑制共模干扰的措施有哪些?4、振铃现象是怎样产生的?它有什么危害?应怎样克服?5、简述冗余技术及其分类。
答案一、填空题1、操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统;2、8、32;3、解码网络;4、控制器、插补器、插补计算、折线逼近;5、遇限削弱积分法、积分分离法;6、各相的通电方式或脉冲分配、通电顺序;7、纯滞后环节、一阶惯性环节(顺序可互换);8、微分方程、传递函数、差分方程、脉冲传递函数。
二、简答题1、答:1)数据信息:反映生产现场的参数及状态的信息,包括数字量和模拟量。
2)状态信息:又叫应答信息、握手信息,反映过程通道的状态,如准备就绪信号等。
计算机控制技术复习资料计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?答:实时性就是指工业掌控计算机系统必须具备的能在限量时间内对外去时间作出反应的特性在线方式: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或联机方式;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作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。
计算机控制系统中要考量实时性主要由于以下两个因素:其一,根据工业生产过程发生的时间能维持多长的时间;其二,改为时间建议计算机在多长的时间以内必须作出反应,否则,将对生产过程导致影响甚至导致侵害。
计算机控制系统有哪几种典型形式?答:1、操作方式指导控制系统2、轻易数字控制系统3、监督控制系统4、集散地控制系统5、现场总线控制系统6、plc+上位机系统什么是工业控制机?它们有哪些特点?答:工业控制机就是应用领域在国民经济发展和国防建设的各个领域,具备严酷环境适应能力,能够长期平衡工作的修整型计算机。
其特点有:1、可靠性高2、实时性好3、环境适应性强4、模块化设计,健全的i/o地下通道5、系统扩充性不好6、系统开放性不好7、掌控软件包功能弱计算机内部总线可分为几类?答:1、数据总线2、地址总线3、掌控总线4、电源线和地线常见的工业控制计算机体系结构有哪几种?答:1、std总线2、isa总线3、pci总线4、pc/104总线pci总线的主要优点是什么?请问:1、高性能2、通用性好3、低成本4、使用方便a/d转换器的主要性能指标存有哪些?请问:1、转换时间:指完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间2、分辨率:则表示a/d转换器输入数字量最高位变化所须要输出演示电压的转换量3、线性误差:在满量程输出范围内,偏移理想切换特性的最小误差4、量程:所能够切换的输出电压范围5、对基准电源的建议计算机与模拟量输入接口交换信息有哪几种控制方式?答:计算机与模拟量输出USB互换信息常用方式存有:程序查阅式、延时取样方式、中断方式和dma方式。
一、选择题1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经( A )转换。
A.A/D转换器B.双向可控硅C.D/A转换器D.光电隔离器2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入( D )器件完成控制量的切换工作。
A.锁存器锁存B.多路开关C.A/D转换器转换D.反多路开关3.某控制系统中,希望快速采样,保持器的保持电容CH应取值( A )。
A. 比较小B.比较大C.取零值D.取负值4.在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至( B )。
A. 阳极B. 阴极C.阴极或阳极D.先送阴极再送阳极5.电机控制意味着对其转向与转速的控制,微型机控制系统的作法就是通过( B )实现的。
A.改变定子的通电方向与通电占空比B.改变转子的通电方向与通电占空比C.改变定子的通电电压幅值D.改变转子的通电电压幅值6.计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用就是( B )A.接收测量值与管理命令并提供给DDC计算机B.按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D.SCC计算机与控制无关7.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平就是(C )。
A.0.3 伏以下B.0.7伏以上C.-3伏以下D.+3伏以上8.在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号,( D )提高信/躁比。
A.只能通过模拟滤波电路B、只能通过数字滤波程序C、可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路D、可以通过数字滤波程序与模拟滤波电路9.步进电机常被用于准确定位系统,在下列说法中错误的就是( B )。
A.步进电机可以直接接受数字量B.步进电机可以直接接受模拟量C.步进电机可实现转角与直线定位D.步进电机可实现顺时针、逆时针转动10.如图1所示,V out为8位D/A转换器的双极性输出端,若输入数字量D=11100000(B),基准参考电V REF=5V,则V out为:( C )A、4、375VB、-4、375VC、3、75VD、-3、75V11.对于电动组合仪表DDZ-Ⅲ型采用的标准电动信号就是:( B )A、DC 0~10mA、DC0~20VB、DC4~20mA、DC1~5VC、DC 0~10mA 、DC1~5VD、DC4~20mA、DC0~20V12.某热处理炉温度变化范围为0~1350℃,经温度变送器变换为1~5V的电压送至ADC0809,ADC0809的输入范围为0~5V,当t=KT时,ADC0809的转换结果为6A,此时炉温为(C )A、588、98℃B、288、98℃C、361、23℃D、698、73℃f,只要按照采样频率(A )进行采样,那么采样信号13.如果模拟信号频谱的最高频率为m ax就能无失真地恢复。
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1. 简述计算机控制系统的一般控制过程。
答:(1) 数据采集及处理,即对被控对象的被控参数进行实时检测,并输给计算机进行处理;
(2) 实时控制,即按已设计的控制规律计算出控制量,实时向执行器发出控制信号。
2. 简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。
答:(1) 连续信号 连续信号是在整个时间范围均有定义的信号,它的幅值可以是连续的、
也可以是断续的。 (2) 模拟信号 模拟信号是在整个时间范围均有定义的信号,它的幅值
在某一时间范围内是连续的。模拟信号是连续信号的一个子集,在大多数场合与很多文献中,
将二者等同起来,均指模拟信号。 (3) 离散信号 离散信号是仅在各个离散时间瞬时上有
定义的信号。 (4) 采样信号采样信号是离散信号的子集,在时间上是离散的、而幅值上是
连续的。在很多场合中,我们提及离散信号就是指采样信号。 (5) 数字信号 数字信号是
幅值整量化的离散信号,它在时间上和幅值上均是离散的。
3. 对于n阶线性定常离散系统 (1)()()xkAxkBuk;0(0)xx,若存在有限个输入向量序
列 (0),(1),,(1)uuulnl能将某个初始状态0 (0)xx 在第l步控制到零状态,即
()0xl,则称此状态是能控的。若系统的 所有状态都是能控的,则称此系统 ) ,(BA是状态
完全能控的,或简称系统是能控的。
4. 为提高计算机控制系统的可靠性,通常采取的措施有哪些?
答:为提高计算机控制系统的可靠性,通常采取以下几种措施: (1) 提高元器件和设备的
可靠性。 (2) 采取抗干扰措施,提高系统对环境的适应能力。 (3) 采用可靠性设计技术。
(4) 采用故障诊断技术。
5.
简述比例调节,积分调节,微分调节的作用 ?
(1)比例调节器:比例调节器对偏差是即时反应的,偏差一旦出现,调节器立即产生控制作
用,使输出量朝着减小偏差的方向变化,控制作用的强弱取决于比例系数KP。比例调节器
虽然简单快速,但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数KP可以减小
静差,但是KP过大时,会使系统的动态质量变坏,引起输出量振荡,甚至导致闭环系统不
稳定。 (2)积分调节器:为了消除在比例调节中的残余静差,可在比例调节的基础上加入
积分调节。积分调节具有累积成分,只要偏差e不为零,它将通过累积作用影响控制量u,
从而减小偏差,直到偏差为零。积分时间常数TI大,则积分作用弱,反之强。增大TI将减
慢消除静差的过程,但可减小超调,提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。
(3)微分调节器:为加快控制过程,有必要在偏差出现或变化的瞬间,按偏差变化的趋向进
行控制,使偏差消灭在萌芽状态,这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超
调,克服振荡,使系统趋于稳定。
6. 为什么PID会出现比例和微分饱和现象?
当给定值发生很大跃变时,在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量
可能比较大(由于积分项的系数一般小得多,所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算
值超过了执行元件所允许的最大限度,那么,控制作用必然不如应有的计算值理想,其中计
算值的多余信息没有执行就遗失了,从而影响控制效果。
7. 简述什么网络控制系统的特点
网络控制系统通常具备下述特点 (1) 非定常性。数据到达的时刻不再是定常和有规则的,
更不能再用简单的采样时间来刻画。 (2) 非完整性。由于数据在传输中可能发生丢失和出
错,数据不再是完整的,当然数字控制中也可能有类似的现象,但在网络控制中发生的可能
性要大得多。 (3) 非有序性。由于网络传输时间的不确定,先产生的数据可能迟于后产生
的数据到达远程控制系统。因此, 数据到达的次序可能不再遵守原有的时间顺序。 非确定
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性。由于数据到达的随机性,整个控制过程已不再是一个确定性的系统,而是一个随机系统。
8.什么是离散时间控制系统的振铃现象?如何消除振铃现象?
所谓振铃(Ringing)现象,是指数字控制器的输出以二分之一采样频率大幅度衰减的振
荡。有两种方法可用来消除振铃现象。第一种方法是先找出D(z)中引起振铃现象的因子(z=-1
附近的极点),然后令其中的z=1,根据终值定理,这样处理不影响输出量的稳态值。第二
种方法是从保证闭环系统的特性出发,选择合适的采样周期T及系统闭环时间常数Tc,使
得数字控制器的输出避免产生强烈的振铃现象。
9.故障诊断中的状态估计方法的基本思想史什么?
故障诊断中的状态估计方法的基本思想是:首先重构被控过程的状态,通过与可测变量比较
构成残差序列,再构造适当的模型并用统计检验法,从残差序列中把故障诊断出来。因此,
这就要求系统可观测或部分可观测,通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。
10.说出实施信号隔离的主要方法。
答:信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离,变压器隔离适用于模拟信号隔离,光电隔
离则特别适合数字信号的隔离。