计算机控制技术复习要点

1、1.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。2.微型计算机控制系统由哪几部分组成？

2、各部分的作用是什么？答：（1）硬件部分和软件部分。硬件部分由主机，IO接口，外部设备，检测元件与执行机构，操作台。作用：主机：计算机控制系统的核心，控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算和操作，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。IO接口：微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁，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。外部设备：为扩大计算机主机的功能

3、而设置的。用来显示，打印，存储和传送数据。检测元件与执行机构：传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变为电学量，热电偶把温度信号变成电压信号，压力传感器把压力变成电信号。变送器的作用将传感器得到的电信号转换成适合计算机接口使用的电信号。3. 计算机控制系统功能分类有哪几种？答：1.操作指导控制系统2.直接数字控制系统3.监督计算机控制系统4集散控制系统5现场总线控制及计算机集成制造系统。4. 计算机控制技术的主要发展趋势是什么？答：1综合自动化2网络化3智能化4虚拟化5绿色化。5. 什么是工业制计算机？工业控制机的特点有哪些？答：工业制计算机也叫工控机。它是以计算机为核心的测量和控制系统，

4、处理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。工控机的特点：1可靠性高2实时性好3环境适应性强4丰富的输入输出模块5系统扩充性和开放性好6控制软件包功能强7系统通信功能强8冗余性。6. 工业控制机由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：组成部分：工控机的硬件部分和软件部分。硬件部分作用：控制机系统的设备基础。软件部分作用：管理工控机的资源，向用户提供服务，控制和管理程序。7. 什么是内部总线，总线，外部总线？答：总线是一种接口信号的标准和协议。内部总线：指微机内部功能模块间进行通行的总线，它是构成完整微机系统的内部信息枢纽。外部总线：用于

5、计算机与计算机之间或计算机与其它智能外设之间的通信线路。8. 什么是接口，接口技术和过程通道？答：接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，包括输入接口和输出接口。接口技术是研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术。过程通道是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，包括模拟量输入通道，模拟量输出通道，数字量输入通道及数字量输出通道。9. 为了信号的恢复，信号的采样频率与输入信号的最高采样频率之间应该满足什么关系？工程上一般如何选取？答：采样频率下限的选择，由香农采样定理确定，应取Ws2Wsmax,Wmax为被采样的输入信号，Ws为采样频率。即当满足采样频率大于或等于模拟输入信号所含

6、的最高频率的两倍时，就可以通过理想的低通滤波器，由f(t)完全恢复出来，工程上，一般实际采样频率Ws比2Wsmax大，一般取Ws(410)Wmax,过程惯量越大，倍数可取的越大。10. 采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器？为什么？答：作用：1保持采样信号不变，以便完成AD转换2同时采样几个模拟量，以便进行数据处理和测量3减少DA转换器的输出毛刺，从而消除输出电压的峰值及缩短稳定输出值得建立时间4把一个DA转换器的输出分配到几个输出点，以保证输出的稳定性。11. DA,AD转换电路中模拟地与数字地应如何连接？答：在线路设计中，必须将模拟电源，数字电源分别接地，所有

7、器件的模拟地和数字地要分别连接，然后再把这两种地用一根导线连接起来。应该注意，在全部电路中的数字地和模拟地仅仅连在一点上，在芯片和其他电路中不可再有公共点。12. 什么是串模干扰和共模干扰？如何抑制？答：串模干扰：指叠加在被测信号上的干扰噪声。抑制方法：1若串模干扰频率比被测信号频率高，则采用低通滤波器来抑制高频串模干扰。如果串模干扰频率比被测信号频率低，则采用高通滤波器来抑制低频串模干扰。如果串模干扰频率在被测信号频谱的两侧，则采用带通滤波器。在计算机控制系统中，主要用低通RC滤波器滤掉交流干扰。2对于电磁感应产生的串模干扰，应对被测信号尽可能早地进行信号放大，以提高电路中的信号噪声比；或者

8、尽可能早地完成AD转换在进行长线传输，或者采用隔离和屏蔽等措施。3从选择元件入手，利用逻辑元件的特性来抑制串模干扰，采用高抗干扰度的逻辑元件，提高阔值电平来抑制低频噪声的干扰；也可以人为的附加电容器，以降低某个逻辑器件的工作速度来抑制高频干扰。4利用数字滤波技术对已进入计算机的串模干扰进行数据处理，可以有效滤去难以抑制的串模干扰。共模干扰：指AD转换器两个输入端上共有的干扰电压。抑制方法：1利用双端输入的放大器做前置放大器。2利用变压器或光电耦合器把各种模拟负载和数字信号隔离，即模拟地与数字地断开，被测信号通过变压器或光电耦合器获得通路，而共摸干扰不能形成回路而得到抑制。3采用双层屏蔽-浮地输

9、入方式。13. 数字信号通道一般采取哪些抗扰措施？答：1数字信号负逻辑传输2提高数字信号的电压等级3通过光电耦合隔离4提高输入端的门限电压。14. 计算机控制系统中一般有几种接地形式？常用的接地技术？ 答：接地分类形式：1安全接地2工作接地3屏蔽接地。常用的接地技术：1浮地-屏蔽接地2一点接地3多点接地4屏蔽接地5设备接地15. 什么是顺序控制？顺序控制系统有何特点？答：顺序控制是指以预先规定的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动化控制。特点：1顺序控制系统的输入，输出信号以开关量信号为主2逻辑关系复杂3控制程序可观4可靠性要求高。16. 顺序控制系统有那几

10、种类型？答：1按顺序执行的继电接触器控制系统2半导体逻辑顺序控制系统3可编程顺序控制器系统4微机顺序控制系统17. 什么是数字程序控制？数字程序控制有那几种方式？答：数字程序控制技术是综合应用计算机，自动控制，自动检测，精密机械等高新技术的结合产物。数字程序控制方式：1按控制对象的运动轨迹分类：点位控制，直线切削控制，轮廓切削控制。2根据有无检测反馈元件分类：闭环数字程序控制，开环数字程序控制。18. 什么是逐点比较法？答：逐点比较法是以直线或折线来逼近直线或圆弧等曲线的，他与给定轨迹之间的最大误差为一个脉冲当量，因此只要把运动步距取得足够小，便可精确的跟随给定轨迹，已达到精度要求。19. 数

11、字控制器模拟化设计方法有哪些步骤？答：1设计假想的连续控制器Ds.2选择采样周期3将Ds离散化为Dz.4设计有计算机实现的控制方法5校验20. 采样周期的选择需要考虑哪些因素？答：1作用于系统的扰动信号频率Fn。2对象的动态特性3测量控制回路数4与计算字长有关21. 简述离散化设计方法的设计步骤？答：1由Ho(s）和G(s)求取广义对象的脉冲传递函数HG(z)2根据控制系统的性能指标及实现的约束条件构造闭环脉冲传递函数Gc(z)3确定数字控制器的的脉冲传递函数4由D(z)确定控制算法并编制程序。22. 标度变换在工程中有什么意义？在什么情况下使用标度变换？说明热电偶测量显示温度时，实现标度变换

12、的过程。答：意义：标度变换把数字量转换成了带有量纲的数据，以便显示，记录，打印报警以及操作人员对生产过程进行监视管理。将AD转换后的数字量转换成与实际被测量相同量纲的过程称为标度变换。也称工程量转换。热电偶测温中的标度变换： （热电偶传感器）（放大电路）（AD转换）（微型机）（显示）。23. 什么是越限报警处理？答：越限报警是工业控制过程常见而又实用的一种报警形式，在计算机控制系统中被测参数经数据处理后，参数送显示，为了安全，重要的参数要判断是否超出了规定工艺参数的范围。如果超越了规定的数值要进行报警处理即越限报警处理。24. 数字滤波与模拟滤波相比有哪些优点？常用的数字滤波技术有哪些？答：优点：1由于数字滤波采用程序实现，所以无需增加任何硬件设备，可以