计算机控制考点总结

1、1. 计算机控制系统的工作原理：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。2. 在线方式和离线方式、实时3. 计算机控制系统主要由：工业控制机和生产过程两大部分组成。4. 控制系统按照功能来分：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散型 控制系统、现场总线控制系统。5. 按照控制规律分类： 程序和顺序控制 、比例积分微分控制（PID控制）、最小拍控制、复 杂规律的控制、智能控制。6. 按照控制方式的不同，计算机控制系统可分为：开环控制系统、闭环控制系统。7. 工业控制机的硬件组成：主机板、内部总线和外部总线、 人机接口、磁盘系统、通信接口、 系统支持、输入输出通道。8. 工业控制

2、机的软件组成：系统软件、支持软件、应用软件。9. 工控机的特点：1.可靠性高和可维修性好。2.环境适应性强。3控制的实时性。4完善的输入输出通道。5丰富的软件。6适当的计算机精度和运算速度。10. 接口是计算机与外部设备（部件与部件之间）交换信息的桥梁，它包括输入接口和输出 接口。11. 过程通道 是在计算机和生产过程 之间设置的信息传送和转换的连接通道。12. 数字量输出通道主要由 输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。13. A/D转换方式有逐次逼近式和双斜积分式。14. 数字量输入接口作用： 对生产过程进行控制，往往要收集生产过程的状态信息，根据状 态信息，再给出控制量。1

3、5. 数字量输出接口作用：当对生产过程进行控制时，一般控制状态需进行保持，直到下次给出新的值为止，这时输出就要锁存。16. 数字量输入通道 主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路等组成。17. 输入调理电路：断开K时，电容C充电，反相器反相为01 0-原理:A.采用积分电路的小功率输入调理电路 目的：把开关K的状态转化成二进制状态。 原理：闭和K时，电容C放电，反相器反相 为1；R S Q Q 0 110 10 0 11 1保持当K在上时，输出上为 1，下为0。当K按下时，因为键的机械特性，使按键因抖动而产生瞬间不闭合，造成R-S触发器输入为双1，故状态不改变。C.大功率输入调理电路

4、原理：当K闭合时，光电二极管导通，发光使晶体管导通，经反相器反相为1。当K断开时，光电二极管不导通，晶体管不导通，经反相器反相输出为0。D.功率晶体管输出驱动继电器电路作用过程：当TTL电平为1时，晶体管截止，J不吸合当TTL电平为0时，晶体管导通，J吸合-+24V18.逐位逼近式 A/D的工作原理：比较器：Vi =Vf输出“ 1” ViWf输出“ 0”。 逐位逼近法B = 0VREF+ vref佃.逻辑组成：(1) 8通模拟开关及通道选择逻辑该部分的功能是实现 8选1操作，由通道选择信号 C、B、A,在ALE的作用下(正脉冲) 送入通道选择逻辑。(2) 8位A/D转换器在START上收到一个

5、启动转换命令 (正脉冲)后开始转换，100S左右(64个时钟周期)后转换结束。转换结束时，EOC信号由低电平变为高电平，通知CPU读结果。 通过查询或中断方式读取。(3) 三态输出锁存缓冲器用于存放转换结果 D,输出允许信号 OE为高电平时，D由DO7DO0上输出；OE为低 电平输入时，数据输出线 D07DOO为高阻态。20. AD574A由四部分构成：12位A/D转换器控制逻辑：启动转换、控制转换过程、控制转换结果的输出三态输出锁存缓冲器10V基准电压源21. AD574A两种模拟输入方式单极性输入 BIP0FF=OV （b）双极性输入 BIPOFF=10V22. AD574A控制信号功能表

6、4DW74H扌空芾I】佶号功含总表;CEJL2/1OXO启勖2位轄按1X11OX1X允许位井彳亍術出1和141o许离列立输出11IB1氐4位谕i出OXXXX秦止”无摄作X1XXX玮止5&掾作23.ADC0809与PC总线工业控制机接口电路图PC24. 分析程序流程（1）确定选择模拟通道号（2）输出启动信号（3）查询是否转换结束（4）读取转换结果25. ADC574A与PC总线工业控制机接口乂 gc REFINso IPAoP內P&PC7B255A:PC?PC!PC0REFOUTBIFOFFDBb 咖STS AD574AOOKwoo一o複 拟输入 Vi26. 模拟量输入通道 一般由1/V变换，多

7、路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑等组成。27. 无源I/V变换l=010mA,R2= 05Vl=420mA,R2= 15V28. CD4051 原理.INHcBAX接通10000xQIMHLA- B- C-静化0001X|.r+ +f + eLCrt i iX,0111Yn2# T丿1XXX全不通29. 采样保持器(1) 采样保持电路的 工作方式：采样和保持。在采样方式中，采/保电路的输出跟踪(track )模拟输入电压。在保持方式中，采/保电路将保持采样命令撤销时刻的采样值，直到保持命令撤销并且再 次接收到采样命令为止。(2) 孔径时间和孔径误差在采/保电路中，完成一次 A

8、/D转换所需的时间称为孔径时间。采样时刻的最大转换误差称为孔径误差。孔径误差的消除 一一采用采样保持器。30. 模拟量输入通道设计REHNREFOUTAX574A1DB*DB, CECS_ R/C12/8 XckjicAGNT)10QQ+1SwonT1X) a LOOKQ+ 12V-J2V3V| 1O0KQ+ 15V -ISVvPP WeXCTMML 兀RSTH31. DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器、相应的选通控制 逻辑四部分组成。32. DAC0832的工作方式A. 直通方式? LE1= LE2= 1? 输入的数字数据直接进入D/A转换器。B. 单缓冲

9、方式? LE1= 1，或者 LE2= 1? 两个寄存器之一始终处于直通状态；? 另一个寄存器处于受控状态（缓冲状态） 。C双缓冲方式? LE1= 0，并且 LE2= 0? 两个寄存器都处于受控（缓冲）状态；? 能够对一个数据进行 D/A转换的同时，输入下一个要转换的数据，可以有效地提高 转换速度。33. DAC1210与DAC0832的两点区别（1）DAC1210有12条数据输入线，因此采用 24脚双列直插封装。2）可用BYTEJ/BYTE2控制数据的输入：高电平时DI0-DI11这12位同时存入两寄存器；低电平时只将低 4位DI0-DI3存入4位输入寄存器34. 模拟量输出通道一般由接口电路

10、、D/A转换器、多路转换开关、采样保持器、V/I变换等组成。35. 单极性输出：若D为输入数字量，Vref为基准参考电压，且为 n位D/A转换器，则有：Vout1 二-Vref 歹36. VOUT2为双极性输出DAC (0830) (0831) (0U32)OUT!hAGD推得鶯VOUT2禺鴛TXT h J 13二0又因 VouT1 = -Vref 2“，可得 VOUT2 二 VREF(2n_ 1)37. 带有自动/手动切换的V/I变换(1) 手动/自动切换目的：在计算机出现故障时，可以手动操作。(2) 电路的两个功能：实现V/I变换能够实现A/H切换38. 跟踪程序的工作过程计算机由DI读入

11、K2的状态，判断输出电路 A还是H。 A程序执行预先规定的运算，最终输出Vi；H A/D读入Vf，送至输出单元；D/A输出V。推出Vi=v39. 模拟量输出通道设计D2D7IOWPCDI 0RfbDI 1DIIOUT1IOUT2AGNDDI 7WR1CSwr2XFERDAC0832+12V1K QVuA741&-12VCD4051V ssINHV DDVee+5V丫0Yi保持器LJV/IX保持器卜V/I I7X7X0AEN40. 数字程序控制系统由输入装置，输出装置，控制器和插补器等四大部分组成。41. 插补常用的是直线插补和二次曲线插补两种形式。42. 几个了解的概念(1) 脉冲：每一个脉冲

12、信号代表步进电机走一步；即绘图笔或刀具在x或y方向上移动一 个位置。(2) 步长：对应于每个脉冲移动的相对位置称为脉冲当量，又称为步长，常用Ax和来 表示，并且总是取 x y(3) 脉冲个数：线段在x轴和y轴的投影长度，和脉冲当量有关。43. 数字程序控制的3种方式：点位控制、直线切削控制、轮廓切削控制。44. 步进电机的结构： 转子和定子。45. 定子按ABC A相轮流通电，则磁场沿A、B、C方向转动360度角，转子沿 ABC 方向转动了一个齿距的位置。齿数为4,齿距角90即一个齿距转动 9046. 相”：绕组的个数。拍”：绕组的通电状态。47. (1)如果步进电机转子的齿数为Z则它的 齿距

13、角0Z为尿2 nZ=360(2 )因步进电机运行 N拍可使转子转动一个齿距位置，而每一拍步进一次，则步距角0为0 =0/N=360/(NZ)其中：N是步进电机工作拍数，Z是转子的齿数。例1:对于转子有4个齿的三相步进电机，若采用三拍方式，则它的齿距角是0z=360 /Z =360 /4=90 例2:对于转子有20个齿且采用三拍方式的步进电机而言，其步距角是0 =360 X 20)=648. 步进电机的工作方式1 单三拍工作方式一一单相通电2 双三拍工作方式一一双相通电3 .三相六拍工作方式单相双相交叉通电49. 将D(s)离散化为D(z)(1)双线性变换法(2)前向差分法(3)后向差分法50.

14、 (1)数字PID位置型控制算式将模拟PID控制规律变换成差分方程，可做如下近似：+ TD型D dtde(t) e(k)-e(k-1)&dt1u(t)=Kpe(t)+ -TItk0e(t)dt 八 Te(i)i =0u(k) =Kp |e(k) +送 eQ+TD&k)；*-Ti yT二式中u(k)为执行机构的位置，如阀门开度，因此称为位置型控制算式。(2)数字PID增量型控制算式根据位置型算式：T /e(k) -e(k -1)u(k) = Kp |e(k) +匸送 e(i) +TdT T 一可以写出第(k-1)时刻的控制量u(k-1)工T kJTdu(k-1)=Kp e(k -1) e(l)

15、De(k-1)-e(k-2)ITI 7TJ用u(k)-u(k-1)可以得到二者的增量ITTd：u(k)=Kp e(k)_e(k-1) e(k) -De(k)-2e(k-1) e(k-2)T T ,二Kpe(k) -e(k -1) Kp Te(k) Kp Ee(k) -2e(k -1) e(k _2)T iT51. 积分项的改进(1)积分分离(2)抗积分饱和(3 )梯形积分(4)消除积分不灵敏区52. 微分项的改进对于频率较高的干扰，信号又比较敏感，容易引起控制过程振荡，降低调节品质，因此,我们需要对微分项进行改进。主要有以下两种方法：(1)不完全微分pID控制算法(2)微分先行piD控制算式53. 时间最优PID控制54. 按简易工程法整定 PID控制参数(1)扩充临界比例度法(2 )扩充响应曲线法(动态特性法)(3) 归一参数整定法 (4)经验法(凑试法)55. 几点总结：1、一般来说，针对一种典型的输入函数R(z)设计，得