计算机控制系统习题参考答案--第3章

思考题与习题

3-1工业控制计算机有什么主要特点?有哪几种主要类型?

工业控制计算机的主要特点

(1) 可靠性高

(2) 实时性好

(3) 环境适应能力强

(4) 输入和输出模板配套好

(5) 系统通信功能强

(6) 系统开放性和扩充性好

(7) 控制软件包功能强

(8) 后备措施齐全，具有冗余性

工业控制计算机的主要类型

(1) 通用型IPC

(2) 工业总线工控机

(3) DCS现场控制站

(4) 智能程控仪表和总线型测控仪表

(5) 嵌入式工控机

(6) PLC

(7) 单元式控制器。

3-2何谓总线？何谓总线标准？

总线是连接一个或多个部件的一组电缆的总称，通常包括地址总线、数据总线和控制总线。

总线标准是指芯片之间、插板之间及系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议与规范。总线标准包括硬件和软件两个方面，如总线工作时钟频率、总线信号线定义、总线系统结构、总线仲裁机构与配置机构、电气规范、机械规范和实施总线协议的驱动与管理程序。

3-12 RS-232C和RS-485是什么总线？试对两者进行对比。

RS-232C、RS-485为串行总线。

RS-232C接口为非平衡型，每个信号用一根导线，所有信号回路共用一根地线。信号速率限于20kbit/s内，电缆长度限于15m之内。其电性能用±12V标准脉冲，并采用负逻辑。

RS-485接口采用二线差分平衡传输，其一根导线上的电压是另一根导线上的电压值取反。还具有比RS-232C更长的距离、更快的速度以及更多的节点。RS-485更适用于多台计算机或带微控制器的设备之间的远距离数据通信。

RS-232C和RS-485之间的转换可采用相应的RS-232C/RS-485转换模块。

3-14 IPC工业控制机在结构上与普通PC机有何不同？

工业环境等应用现场的条件相对恶劣，最常见的问题是粉尘、辐射、电磁场干扰和高温等。在一些特殊的应用场合，例如地层下施工或坑道内，还要求有防潮、防震、抗冲击等能力。IPC工业控制机是控制系统的核心部件，应当能适应上述基本的环境要求。IPC结构包括下列各项：

①19in标准工业机箱（符合IEARS-310）：全钢结构，适合工业环境，具有防电磁干扰能力。

②ISA总线或PCI总线兼容的无源总线底板：有6槽、8槽、12槽、14槽、20槽几种。

③磁盘驱动器框架：能容纳1个软盘、1个硬盘、1个CD-ROM驱动器。

④双冷却风扇：分别安装在前面板及后面板电源单元中，由于前风扇为进风，后面风扇为排风，在设计上使得进风量大于排风量，从而保证了机箱内的正压力，防止灰尘侵入，防止腐蚀性气体进入。

⑤前风扇处安装有可拆卸式过滤罩：用于空气过滤。

⑥防尘和保证运行安全的带锁门：在前面板安装一个带锁门，门内装有磁盘驱动器、电源开关、复位开关和指示灯。平常工作时将门关闭，锁好，以防止灰尘侵入，对磁盘工作予以保护，同时也防止了他人的误动作影响主机的运行，保证了运行的安全。

⑦防振可调节夹钳：可调节上下高度，带有橡胶缓冲体，用于模板压紧，提高抗振能力。

⑧指示灯：1个LED指示电源上电（绿色），1个LED指示键锁状态（Keyboard-Lock），一个LED指示硬盘驱动器在工作（红色）。

⑨开关：电源开关（ON/OFF），复位开关（RESET），键锁开关（Keyboard-Lock)。

⑩喇叭：阻抗8Ω。

⑩供电电源：有200W、250W、300W等工业开关电源，输出+5V，30A；-5V，0.5A；+12V，12A；-12V，0.5A四种规格直流电压。它具有过功率和短路保护功能，当功率超过300～400W时，电源自动保护。输入电压为ACl70～240V，输入频率为47～63Hz。

3-15 DCS现场控制站结构上有何特点？通常有哪几个部分组成？

DCS现场控制站是DCS系统的核心部分，接受工程师站的初始下装数据，完成数据采集、工程单位变换、控制运算、控制输出，通过监控网络将数据和诊断结果传到系统数据库等功能。现场控制站内大部分采用分布式的结构。

DCS现场控制站由主控单元、智能I/O单元、总线与通讯接口、电源单元和专用机柜等部分组成。为确保控制系统的实时性、安全性和可靠性，现场控制站内部的很多部件都采用冗余配置。

计算机操作系统第七章作业及答案

计算机操作系统第七章作业及答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。补充题、文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。

计算机控制系统试卷四答案

计算机控制系统试卷四答案班级：姓名：学号：成绩：一、简答题（每小题3分，共30分） 1.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？答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。 2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。答： 3.什么是信号重构？答：把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。 4.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？答：零阶保持器的传递函数为 1e () Ts H s s - - =。零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。 5.阶跃响应不变法的基本思想是什么？答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。 6.如何消除积分饱和现象？答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。只有当误差e在门限ε之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。 7.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。答：直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下： (1)根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数() Φz。 (2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z)；根据D(z)编制控制算法程序。

8. 采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什么？答：采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。 9. 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。 10. 故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？答：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。二、已知系统框图如下所示：T =1s(15分) 试求闭环离散系统的闭环脉冲传递函数，并判别系统的稳定性。解：广义对象脉冲传递函数为系统闭环脉冲传递函数为则闭环系统的特征方程为由z 域直接判据 ①｜W (0)｜=0.632<1 ②W (1)=1-1+0.632>0 ③W (-1)=1+1+0.632>0 知闭环系统稳定。三、已知某被控对象的传递函数为(15分) 要求设计成单位反馈计算机控制系统，结构如下图所示。采样周期为T ＝1s 。要求闭环特征根为0.4和0.6。试求数字控制器。解：广义对象脉冲传递函数为根据要求设定闭环脉冲传递函数为 r (t ) y (t ) -T

《计算机控制系统》课后题答案-刘建昌等科学出版社

第一章计算机控制系统概述习题与思考题 1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？举例说明。解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，被称为计算机控制系统。与模拟系统相比，计算机控制系统具有设计和控制灵活，能实现集中监视和操作，能实现综合控制，可靠性高，抗干扰能力强等优点。例如，典型的电阻炉炉温计算机控制系统，如下图所示：炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后，变成电信号（毫伏级），再经变送器变成标准信号（1-5V或4-20mA）从现场进入控制室；经A/D 转换器采样后变成数字信号进入计算机，与计算机内部的温度给定比较，得到偏差信号，该信号经过计算机内部的应用软件，即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制双向晶闸管对交流电压（220V）进行PWM调制，达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小，从而调节炉温变化，最终达到计算机内部的给定温度。由于计算机控制系统中，数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的，所以很容易实现多种控制算法，修改控制算法的参数也比较方便。还可以通过软件的标准化和模块化，这些控制软件可以反复、多次调用。又由于计算机具有分时操作功能，可以监视几个或成十上百个的控制量，把生产过程的各个被控对象都管理起来，组成一个统一的控制系统，便于集中监视、集中操作管理。计算机控制不仅能实现常规的控制规律，而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断功能，可以综合生产的各方面情况，在环境与参数变化时，能及时进行判断、选择最合适的方案进行控制，必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预，这些都是传统模拟控制无法胜任的。在计算机控制系统中，可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能，使计算机控制系统具有很强的可维护性。另一方面，计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的，程序代码存储于计算机中，一般情况下不会因外部干扰而改变，因此计算机控制系统的抗干扰能力较强。因此，计算机控制系统具有上述优点。 1.2计算机控制系统由哪几部分组成？各部分的作用如何？解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环节、采样开关和A/D转换环节等组成。被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号（1-5V或4-20mA）；再经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制被控对象的物理量，实现控制要求。 1.3应用逻辑器件设计一个开关信号经计算机数据总线接入计算机的电路图。

计算机控制系统考试

第一章 1．计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？ 2．分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。 3．计算机控制系统的软件由哪些部分构成？ 4．按控制方案来分，计算机控制系统划分成那几大类？ 5．计算机控制装置可以分成哪几种机型？可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 1. 计算机控制系统及工程应用--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。 ?计算机控制系统是由常规仪表控制系统演变而来的; 2.计算机控制系统硬件一般包括：主机--CPU ＋RAM＋ROM＋系统总线常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO 人机接口设备—CRT、LED、LCD、打印机等通信设备—交换机、modem、集线器等 3.软件通常分为系统软件和应用软件两大类；系统软件一般由计算机厂家提供，专门用来使用和管理计算机本身的程图1-4 计算机控制系统硬件组成框图序；应用软件是用户针对生产过程要求而编制的各种应用程序。 4.数据采集系统（DAS）操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC）计算机监督控制系统（SCC）分散控制系统（DCS 现场总线控制系统（FCS） 5.可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机第二章 8、结合图2-3，分析说明DAC0832的内部结构组成及其作用 DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由LE1加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，由LE2加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。第三章 2．分析说明8路模拟开关CD4051的结构原理图，结合真值表设计出两个CD4051扩展为一个8路双端模拟开关的示意图。 3．什么叫周期采样？采样时间？采样周期？

计算机控制系统测试题

计算机控制系统试题一、选择题（只有一个正确答案，每题2分，共40分） 1．劳斯稳定判据在离散系统中主要解决的是（ C ）。 A、S平面中系统的稳定性； B、Z平面中系统的稳定性； C、三阶以上特征方程稳定判据。 2．某系统的Z传递函数为 0.5(0.5) () ( 1.2)(0.5) z G z z z + = +- ，可知该系统是（B）。 A、稳定的； B、不稳定的；C 临界稳定的。 3、脉冲传递函数是表征（B）。 A、控制系统传递函数； B、计算机控制系统传递函数、 C、脉冲输入的传递函数。 4、有关PID控制算法，以下说法不正确的是（C） A、当系统有阶跃信号输入时，微分项剧增，易引起振荡； B、比例调节几乎贯穿整个控制过程； C、比例控制可以消除一切静差； D、一般来说，不使用纯微分控制。 5、下面关于标度变换的说法正确的是（C）。 A、标度变换就是把数字量转换成与工程量相关的模拟量； B、标度变换就是把模拟量转换成十进制工程量； C、标度变换就是把数字量转换成人们熟悉的十进制工程量； D、标度变换就是把模拟量转换成数字量。 6. 适用于某些生产过程对控制精度要求不是很高，但希望系统工作平稳，执行机构不要频繁动作的PID算法为（D ）。 A、积分分离PID； B、变速积分PID； C、不完全微分PID； D、带死区的PID。 7、下列计算机控制系统中，属于单闭环控制系统的是（B）。 A、操作指导控制系统； B、直接数字控制系统； C、监督计算机控制系统； D、现场总线控制系统。 8、增量式PID算法解决了位置式PID算法（A）的缺点。 A、计算复杂、手/自切换不便； B、不易实现编程； C、控制准确性差； D、

计算机控制理论答案

第一讲 1、什么是计算机数字控制系统？一般由哪几部分组成？请用框图形式给出实例，并简单说明其工作原理。计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统；一般由计算机和生产过程两部分组成；计算机控制系统由工业控制计算机主体（包括硬件、软件与网格结构）和生产过程两大部分组长。其中硬件系统有主机、输入输出通道、外部设备、检测与执行机构组成；三个步骤原理： 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实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。 ③实时控制输出：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、实时、在线方式、离线方式的含义是什么？实时：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间围完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。在线方式：在线方式亦称为联机方式，是指生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为。

离线方式：离线方式亦称为脱机方式，是指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做相应操作的方式。 3、简述计算机数字控制系统的发展趋势。计算机数值控制系统的发展趋势有控制系统的网络化、扁平化、只能化、综合化。第二讲 1、简述计算机控制系统中过程通道的基本类型及其作用。数字量输入通道：接受外部装置或产生过程的状态信号，同时将状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号；数字量输出通道：把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号；模拟量输入通道：把被控对象的过程参数如温度、压力、流量、液位重量等模拟信号转换成计算机可以接收的数字量信号；模拟量输出通道：把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。 2、简述计算机控制系统抗干扰技术的基本措施。克服干扰的措施主要有：硬件措施、软件措施和软硬结合的措施。其中硬件抗干扰措施包含：①过程通道抗干扰技术；②CPU抗干扰技术；③系统供电与接地技术。针对不同的干扰采用不用的抗干扰技术： ①过程通道抗干扰技术：针对串模干扰，采用滤波器、双积分式A/D转换器、双绞线作信号引线等方法来抑制；针对共模干扰，采用变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比等方式；针对长线传输干扰可采用双绞线与同轴电缆进行传输； ②CPU抗干扰技术：使用Watchdog(俗称看门狗)、电源监控(掉电检测及保护)、复位等；

计算机控制系统作业参考答案

《计算机控制系统》作业参考答案作业一第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID 调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。 ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC 计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC 计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC 计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT 操作站相连。 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点： (1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标. (3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。 (5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。 (6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度. (7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。图1.3-2 典型的数字控制系统给定

计算机控制系统试题一答案

计算机控制系统试卷一答案班级：姓名：学号：成绩：一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。答：(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K P。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K P可以减小静差，但是K P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T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I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。 4、采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。答：LF398的电路原理：放大器A2作为比较器来控制开关K的通断，若IN+的电压高于IN-的电压，则K闭合，由A1、A3组成跟随器，并向C H端外接的保持电容充电；IN+的电压低于IN-的电压时，则K断开，外接电容保持K断开时刻的电压，并经A3组成的跟随器输出至Aout。 5、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 6、为什么会出现比例和微分饱和现象？答：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，

计算机操作系统第七章作业及答案

5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。补充题、文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。

计算机控制系统试题及答案

计算机控制系统试卷一答案一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。答：(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K P。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K P可以减小静差，但是K P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T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I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。 4、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 5、为什么会出现比例和微分饱和现象？答：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。

计算机系统结构第七章自考练习题答案

第七章多处理机历年真题精选 1. 在多处理机上，两个程序段既能顺序串行、交换串行，又能并行，则这两个程序段之间必须是（ B ）。 A. 只有数据相关 B. 只有源数据相关 C. 只有数据反相关 D. 只有数据输出相关 2. 在多处理机上，有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小时，任务宜采用（粗）粒度。 3．多处理机互连形式一般有总线形式，环形互连形式，（交叉开关）形式，多端口存储器形式和（开关枢纽结构）形式等几种。 4. 多处理机实现的是（作业）和（任务）间的并行。 5. 用霍纳法则给定的表达式如下：E=a(b+c(d+e(f+gh))) 利用减少树高的办法加速运算，要求：（1）画出树形流程图；（2）确定运算级数TP，处理机机数P、加速比SP和效率EP等的值。（TP=7，P=3，SP=7/4，EP=7/12） 6. 简述使用多处理机的目的和多处理机具备的特点。(P182-183) 同步强化练习一．单项选择题。 1. 多处理机主要实现的是（ A ）。 A.任务级并行 B.指令级并行 C.操作级并行 D.操作步骤的并行

2. 多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则（ B ）。 A.可以并行执行 B.不可能并行 C.必须并行执行 D.任何情况均可交换串行 3. 若两个程序段之间没有任何相关，则两个程序段（ B ）。 A.不可并行 B.可并行 C.不可顺序串行 D.不可交换串行 4. 多处理机的各自独立型操作系统（ D ）。 A. 适合于紧耦合多处理机 B.要求管理程序不必是可再入的 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5. 多端口存储器适合于连接（ A ）。 A.紧耦合多处理机 B.松耦合多处理机 C.机数很多的的处理机 D.机数可变的多处理机 6. 主从型管理程序只在（ C ）运行。 A.多台处理机上 B.一台随意的主处理机上 C.一台指定的主处理机上 D.处理机之间 7. 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（ C ）。 A.SISD B.MISD C.MIMD D.SIMD 8. 属于MIMD系统的结构是（ D ）。 A.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 B.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 C.阵列处理机 D.松耦合多处理机和多计算机 9. 在共享主存的多处理机中，为减少访主存冲突，采用的方式一般是（ A ）。 A.并行多体交叉主存系统 B.共享Cache存储器 C.虚拟存储器 D.共用高速单体主存系统

计算机控制系统复习题及答案

《计算机控制系统》课程复习资料一、简答题： 1.什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？各有什么作用。 2.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述保持器的特点? 4.简述PID 调节器的作用，有哪几种改进型数字PID 算法？ 5.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点? 6.简要说明什么是计算机控制系统？模拟调节器与数字调节器有何区别? 二、分析和计算题： 1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 -2 0.1z Y(z)Gc(z)== 1-0.4z +0.8z R(z) ,其中输入为单位阶跃信号,求输出y(KT)。 2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 0.53+0.1z Gc(z)=1-0.37z 当输入为单位阶跃信号时, 求输出y(KT)及y(∞)。 3.用长除法或Z 反变换法或迭代法求闭环系统2 z +0.5Gc(z)=8(z +0.1z -0.12) 的单位阶跃响应。 4.已知低通数字滤波器0.5266z D(z)= z -0.4734 ,求D （z ）的带宽ωm;并求当输入E(z)为阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2ms 。 5.设系统如图所示，试求: ①系统的闭环脉冲传递函数。

②判定系统的稳定性。 ③分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。 _ 6.设函数的La 氏变换为2 5F(s)= s (s +4) ，试求它的Z 变换F(z)。 7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输入为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。 8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K 为何值时系统稳定。 9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)= z(z -1)(z -0.7) 问:K 为何值时系统稳定? 10.已知单位反馈系统的广义对象的Z 传递函数为: -1 -1 -1 -1 -1 0.26z (1+2.78z )(1+0.2z ) W1(z)= (1-z )(1-0.286z ) ,试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃输入时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。 11.已知连续系统的传递函数G(s)=(s+1)/[s(s+2)]试用冲击不变法求其等效的Z 传递函数. 12.已知离散系统的Z 传递函数：22 z 2z 1Y(z) G(z)z 5z 6U(z) ++==++,试求离散系统的状态

计算机控制系统课程设计

《计算机控制》课程设计报告题目: 超前滞后矫正控制器设计姓名: 学号: 10级自动化 2013年12月2日

《计算机控制》课程设计任务书指导教师签字：系（教研室）主任签字： 2013年11 月25 日

1.控制系统分析和设计 1.1实验要求设单位反馈系统的开环传递函数为) 101.0)(11.0(100 )(++= s s s s G ，采用模拟设计法设计数字控制器，使校正后的系统满足：速度误差系数不小于100，相角裕度不小于40度，截止角频率不小于20。 1.2系统分析（1）使系统满足速度误差系数的要求: ()() s 0 s 0100 lim ()lim 100 0.1s 10.011V K s G s s →→=?==++ (2)用MATLAB 画出100 ()(0.11)(0.011) G s s s s = ++的Bode 图为： -150-100-50050 100M a g n i t u d e (d B )10 -1 10 10 1 10 2 10 3 10 4 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Gm = 0.828 dB (at 31.6 rad/s) , P m = 1.58 deg (at 30.1 rad/s) Frequency (rad/s) 由图可以得到未校正系统的性能参数为：相角裕度0 1.58γ=?，幅值裕度00.828g K dB dB =, 剪切频率为：030.1/c rad s ω=，截止频率为031.6/g rad s ω=

（3）未校正系统的阶跃响应曲线 024******** 0.20.40.60.811.2 1.41.61.8 2Step Response Time (seconds) A m p l i t u d e 可以看出系统产生衰减震荡。（4）性能分析及方法选择系统的幅值裕度和相角裕度都很小，很容易不稳定。在剪切频率处对数幅值特性以-40dB/dec 穿过0dB 线。如果只加入一个超前校正网络来校正其相角，超前量不足以满足相位裕度的要求，可以先缴入滞后，使中频段衰减，再用超前校正发挥作用，则有可能满足要求。故使用超前滞后校正。 1.3模拟控制器设计（1）确定剪切频率c ω c ω过大会增加超前校正的负担，过小会使带宽过窄，影响响应的快速性。首先求出幅值裕度为零时对应的频率，约为30/g ra d s ω=，令 30/c g rad s ωω==。（2）确定滞后校正的参数 2211 3/10 c ra d s T ωω= ==, 20.33T s =,并且取得10β=

计算机控制系统设计性实验 (1)

《计算机控制系统》设计性实验一、通过设计性实验达到培养学生实际动手能力方法及步骤：对系统设计方法可以从“拿到题目”到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行全方位的启发。让学生掌握对不同的控制系统设计方法和基本思想，从工程角度对待设计题目，尽量做到全面认识理解工程实际与实验室环境的区别，逐步引入工程思想，提高学生设计技巧和解决实际问题的能力。 1、了解和掌握被控制对象的特性； 2、选择合理的传感器（量程、精度等）； 3、计算机控制系统及接口的设计（存储器、键盘、显示）； 4、制定先进的、合理的控制算法； 5、结合控制系统的硬件系统对软件进行设计； 6、画出系统硬件、软件框图； 7、系统调试。二、具体完成成品要求： 1、对传感器、A/D、D/A、中央处理器、显示、键盘、存储器的选型大小等； 2、实现系统硬件原理图用Protel或Proteus、MATLAB软件（框图）仿真设计； 3、达到课题要求的各项功能指标； 4、系统设计文字说明书； 5、按照学号循环向下作以下5个题目。三、系统控制框图：控制系统硬件框图

四、设计题目： 1、瓦斯气体浓度控制系统：要求：准确测量和显示瓦斯的浓度，其主要成分是甲烷、一氧化碳、氢气等瓦斯浓度在4﹪以下是安全的，大于4﹪就会引发爆炸很危险。控制算法对气体浓度有预判性，控制通风系统工作，保证环境安全稳定。 a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容； c、电路的基本工作原理应有一定说明； d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。 2、酒精浓度自动控制系统：要求：测量范围10-1000PPM、精度为5PPM。设计传感器的信号调理电路。实现以下要求：设计信号调理将传感器输出0.2-1.4 V的信号转换为0-5V直流电压信号； a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容； c、电路的基本工作原理应有一定说明； d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。 3、恒温箱控制系统：要求：恒温箱温度控制在70℃-80℃之间，精度0.5℃，有越线报警。并具有断电保护、报警等功能。 a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容； c、电路的基本工作原理应有一定说明； d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。

计算机控制系统测试题

一、填空 1、计算机控制系统，从本质上看，它的控制过程可以归纳为，，和四个步骤。一个实时控制系统必定是一个在线系统，这里“在线”的含义是指而“实时控制”的含义是指。 2、A/D转换器的分辨率和精度是两个不同的概念。分辨率是指；而相对精度是指 ;一个10位A/D转换器，基准电源的信号电压为5.12V时，它的绝对精度是mv，它的相对精度为，它的分辨率为mv。 3、计算机控制系统中，直接数字控制（DDC）的含义是。 4、过程通道包括、、和。 5、模拟量输入通道中，选用“采样保持器”的作用是。 6、为了克服积分饱和作用，主要有，，三种方法。二、简答题 1、什么是顺序控制？ 2、简述最少拍控制的具体要求。 3、简述模拟量输入通道的一般组成，并画出示意图。 4、什么是分布式控制系统。三、现已知某炉温变化范围为0~1000℃，测试时，采用9位的A/D变换器(带符号位)，试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。若测试时，通过变送器将测试起点迁移到500℃，保持同样的系统对炉温变化的分辩率，试问此时可采用几位的A/D变换器就可以了。

四、写出数字PID 控制算法的位置式和增量式两种标准算法并简要回答下列问题： 1. 简述积分分离法克服位置式PID 积分饱和作用的原理。 2. PID 数字控制器参数整定的含义是什么？简述工程实现时，参数整定的步骤。五、已知系统方块图如图2所示（已知Z[1/s 2]=Tz/(z-1)2） 1）若如果D(s)=K ＝2,试求使闭环系统稳定的T 取值范围。 2) 在闭环系统稳定的情况下，设计针对单位速度输入112()(1)W z Tz z --=-时，理想最少拍闭环传递函数为12()2M z z z --=-，试设计最少拍控制器D(z)。测试（2）一、名词解释（1）DDC （2）DCS （3）PLC （4）直线插补（5）最少拍控制（6）联机控制二、填空（1）计算机控制系统由（）和（）两大部分组成。（2）过程通道包括（）、（）、（）和（）。

第7章计算机控制器

第7章控制器 7.1 控制器的功能和组成 7.2 指令周期 7.3 操作命令分析 7.4 控制信号举例 7.5 控制器设计

7.1 控制器的组成一、控制器的功能 1、从存储器取出指令，送到控制器里指令寄存器IR中 2、对指令进行译码，产生出完成指令对应的时序控制信号，并由CPU引脚将控制信号加到系统总线里的控制线中去，从而控制相关部件动作，完成指令的执行。 3. 控制程序输入及结果的输出 4. 总线管理 5. 处理异常情况和特殊请求

8.1 二、控制器的组成 1.程序计数器PC 存放当前正在执行的指令地址或下一条要执行指令的地址。具有自动加1（或加2）功能。 2.指令寄存器IR 存放次内存中取出的指令。 3.指令译码器对指令寄存器IR中指令操作码进行译码，译码出的信号加到“操作信号形成部件”中一起形成该指令所需要的，具有一定时序关系的操作控制信号序列。

4.操作控制信号形成部件根据指令操作码的译码信号以及时序信号产生部件发出的时序信号，分波次发出控制信号，控制计算机相关部件，完成指令的执行。 5. 时序信号产生器产生机器周期信号和时钟信号，控制指令执行大的步骤（机器周期），及每个大步骤下的小的执行步骤（时钟周期）。 6.地址寄存器MAR 存放指令的地址或操作数的内存地址。 7. 数据缓冲寄存器MDR 内存写入数据或读出的指令或数据，都要经过MDR进行缓冲。

7.2 指令周期一、指令周期的基本概念 1 . 指令周期取出并执行一条指令所需的全部时间完成一条指令执行取指、分析取指阶段取指周期执行阶段执行周期（取指、分析）（执行指令）指令周期取指周期执行周期

计算机控制第三章习题

第三章习题 3-1 设连续系统和采样系统的输入输出关系分别为 (1) 2t 1234567a y(t)a y(t)a e a y(t)a y(t)(a sin t a )y(t)r(t)????? -??++++++=???? (2)[][]0.1t 1234561a y(k)a y(k 2)(a a e cos 2t)y(k 1)a a ln y(k)y(k)b r(k 1)-+++++++=+ 23b r(k)b r(k 1)-+- 试问要是系统称为(a)线性系统，(b)定常系统，(c)线性定常系统，应该令那些系数为零？ 3-2 用z 变换定义求下列函数的z 变换 (1) t 2t f (t)e e --=- (2)t f (t)1e -=- (3)t f (t)a = 3-3 用z 变换性质求下列函数的z 变换 (1) -at f (t)te = (2) 3f (t)t = (3) -at f (t)e cos t ω= 3-4 分别利用三种不同的方法求下列拉氏变换的z 变换 (1) 21 F(s)s(s +1) = (2)2 5 F(s)s(s +1) = 3-5 分别利用三种不同的方法求下列函数的z 反变换 (1) --(1-e )z F(z)(z-1)(z-e ) ττ=

(2) 2 z F(z)(z-2)(z-1) = 3-6 已知采样系统结构图如图3-28所示，采样周期T=1s ，试画出A 、B 、C 各点的精确波形图，设r(t)=1(t) 图 3-28 习题3-6采样系统结构图 3-7 用z 变换方法解下列差分方程，求y(k)表达式 (1) y(k+2)+5y(k+1)+6y(k)=0 y(0)=0,y(1)=1 (2) y(k+1)+2y(k+1)+y(k)=r(k) y(0)=0 k 0,r(k)=k k=0,1,2,...≤ √3-8 已知图3-29所示系统结构图中1 G(s)=,T 0.2s,r(1)1(t)s(s+0.2) ==。试求： (1)输出z 变换Y(z)； (2)输出* y ()t 的终值。图 3-29 习题3-8采样系统结构图 () y t √3-9求下图所示系统的闭环脉冲传递函数或Y(z)。 Y(s) (a)

计算机控制系统(王慧第三版)第三章课后答案

计算机控制系统课后答案第三章计算机控制系统中的总线技术 1、为什么要制定计算机总线标准？采用总线结构有哪些优点？答：为了使插件与插件之间、系统与系统之间能够实现正确的连接和可靠通信，就必须对连接各插件或各系统的基础——总线，制定出严格的规约，即总线标准。优点：①使结构由面向CPU变为面向总线，简化了系统结构；②可做到硬件、软件的模块化设计与生产；③系统结构清晰明了，便于灵活组态、扩充、改进与升级；④符合同一总线标准的产品兼容性强；⑤用户可以根据自己的需要将不同生产厂家生产的各种型号的模块或模板方便的用标准总线连接起来，构成满足各种用途的计算机应用系统。 2、计算机总线大致可分为几类，其中内部总线又可分为几类？根据总线的功能和应用场合，总线分为内部总线和外部总线。根据总线的结构总线还可分为并行总线和串行总线。内部总线分为：数据总线D，地址总线A，控制总线C和电源总线P。 3、总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么？控制总线决定了总线的功能强弱、适应性好坏。 4、常见的总线体系结构有哪几种？总线的控制方式又有哪些？常见的总线体系结构有以下三种：单总线体系结构；并发总线体系结构；带Cache的并发总线体系结构。总线的控制方式：①串行链接式总线裁决②定时查询方式③独立请求式总线裁决。 5、总线的数据传输方式有哪些？ ①同步式通信 ②异步式传输 ③半同步传输 6、调制解调器实现远程通信时可分为哪三阶段？并阐述RTS、CTS等信号的变化情况。调制解调器实现远程通信一般包括呼叫建立、数据传输和拆线三个阶段。 RTS、CTS等信号的变化情况见教材P41。 7、RS-232与RS-485有什么本质的区别？简述其优缺点。 RS-232采用EIA电平，非平衡连接及公用地线，用于数据中断设备DTE和数据通信设备DCE之间的串行异步数据通信，还可作为计算机与计算机，计算机与外设之间的连接标准，通信方式既可全双工，也可半双工；RS-485采用差分驱动电路平衡方式，采用TTL电平，多个发送器，多个接收器，可采用总线方式通信，也可采用环路方式，只能工作在半双工方式。优缺点：RS-232：通信成本低，应用广，但数据传输速率低，通信距离短，未规定标准的连接器，接口处各信号间易产生串扰。 RS-485：传输速率高，通信距离远，抗干扰能力强，多端通信，但只能工作在半双工。 8、简述SPI总线的特点。参考教材P48第一段。 9、简述I2C总线的特点。参考教材P49第2段。