计算机控制系统.doc

填空20%、选择30%、问答（包括程序、画电路图）第一章 计算机控制系统概论1、计算机控制系统分类：根据计算机控制系统的功能及结构特点，可以将计算机控制系统大致分为：操作指导控制系统、直接数字控制系统DDC、（了解计算机通过测量元件对一个或多个物理量进行巡回检测，经过程通道输入计算机，并根据规定的控制规律和给定值进行运算，然后发出控制信号直接去控制执行机构，使各个被控制量达到预定的要求。在DDC中，计算机不仅能完全取代模拟调节器参加闭环控制过程，而且不需改变硬件，只通过改变程序就能有效地实现较复杂的控制规律。可靠性高，实时性好，抗干扰能力强，能独立工作。）监督控制系统SSC、集散控制系统DCS、现场总线控制系统FCS、计算机集成制造系统CIMS（CIMS通常由管理信息分系统、设计自动化分系统、制造自动化分系统、质量保证分系统、计算机网络分系统和数据库分系统六个部分有机组成，即CIMS由四个功能分系统和两个支撑分系统组成）。2、计算机控制系统的特点：（1）是模拟和数字的混合系统、（2）具有很大的灵活性和适应性、（3）能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律、（4）并不是连续控制的，而是离散控制的、（5）同时控制多个回路、（6）便于实现控制于管理一体化、3、 差别构造体积推力配管配线动作滞后维护检修使用场合频率响应温度响应价格液动执行器简单大大复杂小简单注意火花窄较大高气动执行器简单中中较复杂大简单适于防火防爆窄较小低电动执行器复杂小小简单小复杂隔爆型使用于防火防爆宽较大高4、传感器通常有温度传感器、压力传感器、流量传感器、液面传感器、力传感器等。传感器选用应遵循如下原则：首先，要满足测量精度和测量范围的要求；其次，传感器的性能要稳定、可靠、重复性好；再次，应尽可能选择现行度好、线路简单、灵敏度高的传感器；最后，电源种类要尽量少，电源电压尽量要规范化。5、计算机控制系统的性能指标：稳定性、能控性、能观性、动态特性及稳态特性。6、控制系统的工业控制机特点：（1）高可靠性和可维护性好（2）环境适应性好（3）控制的实时性（4）完善的输入输出通道（5）丰富的软件（6）适当的计算精度和运算速度7、新型控制策略：一是要求被控对象设计精确的、是不变的，且是线性的；二是要求操作条件和运行环境是确定的，不变的。8、现在控制策略主要有：（写三个以上）（1）自适应控制（2）变结构控制（3）鲁棒控制（4）预测控制（5）智能控制a、模糊控制b、专家控制c、神经控制d、遗传算法取长补短，互济优势，结合成复合的控制策略。【课后思考题和习题】9、计算机控制系统按功能和控制规律可各分为哪几类？按功能分类：见第一点。按控制规律分类：（1）程序和顺序控制（2）比例、积分、微分控制（PID）（3）最少拍控制（4）复杂规律的控制（5）智能控制10、执行器刻分为几类？电动执行器的输入信号范围有多大？液动执行器、气动执行器、电动执行器电动执行器的输入有连续信号和断续信号。连续信号为10mA或420mA，断续信号为开关信号。11、计算机控制系统的动态特性可以由哪些指标来衡量？上升时间、调节时间和超调量。12、工业控制机与一般计算机相比有哪些特点？见第六点。第二章 过程输入输出通道技术13、I/O通道：计算机和生产过程之间，必须设置完成信息的传递和变换装置，这个装置称为过程输入输出通道，也叫I/O通道。过程输入输出通道由模拟量输入输出通道和开关量/脉冲量只有通断/数字量对大小有规定输入输出通道组成。14、过程参数多路采样开关数据放大器变送器I/OA/D采样保持器主机控制逻辑 图2.1 模拟量输入通道的一般结构过程参数由传感元件和变送器测量并转化为电压（或电流）形式后送至多路开关；由多路开关将各个过程参数依次切换到后级，进行放大、采样和A/D转换；为何加上控制逻辑？删去可否？15、模拟量输出通道的两种基本结构形式：（1）多D/A结构（成本高、可靠性好）（2）共享D/A结构16、典型的开关量输入通道通常由以下几部分组成：（1）信号变换器（2）整形变换电路（3）电平变换电路（4）总线缓冲器（5）接口逻辑电路17、开关量输出通道的基本结构中锁存输出的主要作用：锁存CPU输出的数据或控制信号，供外部设备使用18、直流输入信号调理电路：19、交流输入信号调理电路：2