计算机控制理论答案解析
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范围内完成,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;③系统供电与接地技术:对于系统供电添加电源异常保护措施;对于接地技术有单点接地、低频接地技术、通道馈线接地技术、主机外壳接地但机芯浮空、多机系统的接地等。
3、什么是采样过程、量化误差、孔径时间?采样过程:按一定的时间间隔T,把时间上连续和幅值上连续的模拟信号,转变成在时刻0、T、2T…、kT的一连串脉冲输出信号的过程叫做采样过程。
量化误差:当离散信号采样值的电平落在两个相邻量化电平之间时,就要舍入到相近的一个量化点评上,该量化电平与实际电平之间的差值称为量化误差。
孔径时间:在模拟量输入通道中,A/D转换器将模拟信号转换成数字量总需要一定的时间,完成一次A/D转换所需的时间称之为孔径时间。
4、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?采样保持器的作用:采样器是一种开关电路或装置,它在固定时间点上取出被处理信号的值。
采样保持器则把这个信号值放大后存储起来,保持一段时间,以供模数转换器转换,直到下一个采样时间再取出一个模拟信号值来代替原来的值。
模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器,如被采样的模拟信号的变化频率相对于A/D转换的转换速度较低的话,可以不加采样保持器。
5、什么是串模干扰和共模干扰?如何抑制?串模干扰:指叠加在被测信号上的干扰噪声,也称为常态干扰。
抑制方法:①如果串模干扰频率比被测信号频率高,则采用输入低通滤波器来抑制高频率串模干扰;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;如果串模干扰频率落在被测信号频谱的两侧,则应用带通滤波器。
一般情况下,串模干扰均比被测信号变化快,故常用二级阻容低通滤波网络作为模/数转换器的输入滤波器。
当被测信号变化较快时,应相应改变网络参数,以适当减小时间常数。
②当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时,用双积分式A/D转换器可以削弱串模干扰的影响。
因为此类转换器是对输入信号的积分值进行测量,而不是测量信号的瞬时值。
若干扰信号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍,则积分后干扰值为零,对测量结果不产生误差。
③对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下,对被测信号应尽可能早地进行前置放大,从而达到提高回路中的信号噪声比的目的;或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施。
④从选择逻辑器件入手,利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰。
⑤采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应,并且使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。
选用带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线,且有良好接地,并对测量仪表进行电磁屏蔽。
共模干扰:指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压,也成共态干扰。
抑制方法:①变压器隔离;②光电隔离;③浮地屏蔽;④采用仪表放大器提高共模抑制比。
第三讲(计算机数字控制系统理论基础部分)1、指出采样保持器和零阶保持器在数字离散控制系统的功能与作用。
采样保持器的作用:采样器是一种开关电路或装置,它在固定时间点上取出被处理信号的值。
采样保持器则把这个信号值放大后存储起来,保持一段时间,以供模数转换器转换,直到下一个采样时间再取出一个模拟信号值来代替原来的值。
零阶保持器的作用:将输入信号的幅值保持一个采样周期T ,即在一个采样周期内将开始时输入的信号幅值保持不变,直到采样周期结束。
2、简述传递函数和脉冲传递函数的概念。
传递函数是在零初始条件下,系统输出量)(t c 的拉氏变换)(s C 与输入量)(t r 的拉氏变换)(s R 之比,即)()()(s R s C s G 。
脉冲传递函数是在零初始条件下,系统输出量)(kT c 的Z 变换)(z C 和系统输入量)(kT r 的Z 变换)(z R 之比,即)()()(z R z C z G =。
3、已知:r(t)=1(t), x(0)=0, x(1)=1, 用Z 变换原理和方法,求解差分方程r(k)=x(k+2)-6x(k+1)+8x(k)。
因为r(t)=1(t),即()1z R z z =-; 根据Z 变换左移定理,其差分方程的Z 变换式为:22()(0)(1)6()6(0)8()1z z X z z x zx zX z zx X z z =---++- 因为x(0)=0, x(1)=1,故有:2()6()8()1z z X z z zX z X z z =--+- 2()(4)(2)(1)z X z z z z =---kk k z k z k z z z z z z z z z z z z z z z z z z z kT x 432231)4)(2)(1()4(lim )4)(2)(1()2(lim )4)(2)(1()1(lim )(124122121⨯+-=----+----+----=-→-→-→4、求下图所示系统的脉冲传递函数D (z )=C (z )/R (z ).)(1)()()()(2121z G G z G G z R z C z D +==]1)1()[1()]1111)(1[(]1)1(1[)(21221T Ts Ts e z z z z z Tz z s s s e Z s e s s Z z G G -----+----=++--=-⋅+=]1)1()[1(1]1)1()[1()()()(2121T Te z z z z z Tz z e z z z z z Tz z z R z C z D -----+----+-+----== 第四、五讲作业1、某系统的连续控制器设计为 ,试用双线性变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器D(z)。
双线性变换法:1121212211(1)2(1)1()()|21(1)2(1)11z s T z z T T z T z T z D z D s z T z T z T T z -=+-+++-+===-++-++ 前向差分法: 1112211(1)()()|1(1)1z s T z T T T z T D z D s z T T z T T -=-++-===-+-+ 后向差分法:1112211(1)()()|1(1)1z s Tz z T Tz T z Tz D z D s z Tz T z T Tz -=-++-===-+-+ 2、什么是数字PID 的位置型控c 制算法、增量型控制算法?如何得到的?比较它们的优缺点。
PID 算法的数字化,其实质就是将连续形式的PID 微分方程转化成为离散形式的PID 差分方程。
其中,将PID 算法中的模拟式中积分项用求和式,微分项用增量式来表示后得到:0(){()()[()(1)]}n D p j I T T P n K e n e j e n e n T T==++--∑ 将上式称为PID 位置式控制算式sT s T s E s s D 2111)()(U )(++==对其进行变换后得:()()(1)[()(1)]()[()2(1)(2)]p I D P n P n P n K e n e n K e n K e n e n e n =--=--++--+-△将上式称为PID 增量式控制算式PID 位置式控制算式计算时,只需进行四则算术运算便可求出当前输出值,极方便用计算机来实现。
不过现在计算时,不仅需要知道本次及上次偏差信号和,而且在积分项中还要对历次的偏差信号进行相加求和,因此,在运用计算机实现控制输出时,既繁琐又占用大量内存。
PID 增量式控制算式计算时,只需知道e(n),e(n-1)和e(n-2)即可,比PID 位置式控制算式的计算简单。
很适合于某些以步进电机或多圈电位器作为执行机构的控制系统的要求,另外它还具有输出增量不大、系统受操作切换冲击影响较小、不产生积分失控输出较平稳易于获得较好调节效果等优点。
3、什么是积分饱和?是怎样引起的?如何消除?如果执行机构已到极限位置,仍然不能消除偏差时,由于积分作用,尽管计算PID 差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应的动作,这就叫积分饱和。
因长时间出现偏差或偏差较大,计算出的控制量有可能溢出或小于零,就会出现积分饱和的现象。
最新计算机控制技术及其应用(丁建强-任晓-卢亚萍)课后答案
第1章概述1-2第2章计算机控制系统的理论基础 .......................................................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现 ............................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术 ..................................... 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道 ......................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术 ....................................... 6-1第7章控制系统的组态软件 ................................................. 7-1第8章 DCS集散控制系统.................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案 ........................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用 ............................. 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ........................... 11-1第1章概述1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论?[指导信息]:参见1.1自动控制的基本概念。
自动控制(autocontrol):不用人力来实现的控制,通常可用机械、电气等装置来实现。
通常相对手动控制而言。
控制系统(control system):通过控制来实现特定功能目标的系统。
而系统(system)是由相互联系、相互作用要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。
计算机控制技术期末复习试题附答案
计算机控制技术期末复习试题附答案一、选择题1. 下面哪个不是计算机控制系统的组成部分?A. 控制器B. 传感器C. 运算器D. 计算机主机答案:D2. 控制器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:B3. 在控制系统中,传感器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:A4. 控制器与执行器之间的信息传递通常采用哪种形式?A. 电信号B. 光信号C. 音频信号D. 无线信号答案:A二、填空题1. 在控制系统中,PID是什么的缩写?答案:比例-积分-微分2. 当一个过程变量小于或大于设定值时,控制器需要发出一个____信号来调节执行器。
答案:控制3. 开环控制系统中,控制器完全依赖于____来判断并调节执行器。
答案:设定值三、解答题1. 请解释闭环控制系统和开环控制系统的区别。
答案:闭环控制系统和开环控制系统是两种基本的控制系统结构。
闭环控制系统通过传感器获得反馈信息,将反馈信息与设定值进行比较后进行调节,以使系统输出接近设定值。
开环控制系统则没有反馈环节,控制器仅仅根据设定值来调节执行器。
闭环控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性,能够减小外界干扰对系统的影响,但由于需要进行反馈调节,系统可能存在一定的响应延迟。
开环控制系统较为简单,但容易受到干扰的影响,对系统稳定性要求较高。
四、简答题1. 请简述计算机控制技术在工业自动化中的应用。
答案:计算机控制技术在工业自动化中广泛应用,其主要作用是实现对生产过程的自动控制。
通过传感器获取实时数据,计算机控制系统可以实时监测和控制生产过程中的各项参数,将实际数值与设定值进行比较,并通过执行器调节控制。
这种自动化控制能够提高生产效率、降低成本,同时还可以减少人为操作中的误差,提高产品的质量稳定性。
在工业生产中,计算机控制技术广泛应用于各种制造过程中,如汽车制造、电子设备制造、化工生产等。
通过计算机控制技术,可以实现生产过程中的自动监测、自动调节、自动报警等功能,从而提高生产效率,降低生产成本,提高产品的一致性和稳定性。
计算机控制技术课后习题答案
第一章1.电脑系统由哪些部分组成?并画出方框图。
解:假设将自动控制系统中控制器的功能用电脑或数字控制装置来实现,就构成了电脑控制系统,其基本框图如图1-1所示。
因此,简单说来,电脑控制系统就是由各种各样的电脑参与控制的一类系统。
图1-1 电脑控制系统基本原理图在电脑控制系统中,控制规律是用软件实现的,电脑执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。
控制器与执行机构之间是DA转换器,负责将数字信号转换成模拟信号;AD 转换器则相反将传感器采集的模拟信号,转换成数字信号送给控制器。
2.电脑控制系统是怎样分类的?按功能和控制规律可分为几类?解:电脑控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。
因此,电脑控制系统的分类方法很多,可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。
按功能及结构分类:操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、工业以太网控制系统、综合自动化系统。
按照控制规律分类:程序和顺序控制、比例积分微分控制(简称PID控制)、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。
3.电脑控制系统的主要特点有哪些?解:主要有以下特点:1.数字模拟混合的系统。
在连续控制系统中,各处的信号是连续模拟信号。
而在电脑控制系统中,除仍有连续模拟信号外,还有离散信号、数字信号等多种信号。
因此,电脑控制系统是模拟和数字的混合系统。
2.灵活方便、适应性强。
一般的模拟控制系统中,控制规律是由硬件电路实现的,控制规律越复杂,所需要的模拟电路往往越多,如果要改变控制规律,一般就必须更改硬件电路。
而在电脑控制系统中,控制规律是由软件实现的,电脑执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制,需要改变控制规律时,一般不对硬件电路作改动,只要改变控制程序就可以了。
3.可实现复杂控制规律。
电脑具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能,能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
4.离散控制。
在连续控制系统中,给定值与反馈值的比较是连续进行的,控制器对产生的偏差也是连续调节的。
201X年秋计算机基础理论题答案解析
1〔填空题 <1空> 〕:扫描仪的色彩位数(色彩深度)反映了扫描仪对图像色彩的辨析能力。
假设色彩位数为8位,那么可以分辩出种________不同的颜色。
2562〔填空题 <1空> 〕:以下图是电子邮件收发示意图,图中标识为A的用于发送邮件的协议常用的是________协议。
SMTP 插图:3〔判断题〕:由于光纤的传输性能已远超过金属电缆,且本钱已大幅度降低,因此目前各种通信和计算机网络的主干传输线路,光纤已获得广泛使用。
正确4〔判断题〕:在局域网中,信息是以帧为单位进行传输的,每个帧都包含有发送方和接收方的IP地址,以便收发双方能相互识别。
错误5〔单项选择题〕:光纤所采用的信道多路复用技术称为________多路复用技术。
DA.频分B.时分C.码分D.波分6〔单项选择题〕:使用USB接口的设备,插拔设备时________。
DA.需要关机B.必须重新启动计算机C.都要用螺丝连接D.不需要关机或重新启动计算机7〔单项选择题〕:计算机通过下面________方式上网时,必须使用线。
CA.B.局域网C.ADSLD.Cable Modem8〔单项选择题〕:硬盘存储器中,所存储二进制信息的两种状态是采用________表示的。
BA.电容的充电与否B.电平的上下状态C.磁盘外表有无凹槽D.磁外表区域的磁化状态9〔单项选择题〕:在Windows〔中文版〕系统中,文件名可以用中文、英文和字符的组合进行命名,但有些特殊字符不可使用。
下面除_____________字符外都是不可用的。
CA.*B.?C._〔下划线〕D./10〔单项选择题〕:路由器〔Router〕用于异构网络的互连,它跨接在几个不同的网络之中,所以它需要使用的IP地址个数为________。
DA. 1B. 2C. 3D.所连接的物理网络的数目11〔单项选择题〕:打印机可分为针式打印机、激光打印机和喷墨打印机等,其中激光打印机的特点是_______。
计算机控制系统课后答案
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。
计算机控制系统(第二版)李元春主编第二章习题答案
第二章习题答案
2.9 完成采样操作的装置称为采样开关。 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 (2) 同步采样 (3) 非同步采样 (4) 多速采样 (5) 随机采样
第二章习题答案
2.10 函数有下列性质 : (t t0 )dt 1 。即在任意t0时刻, 函数 的积分或函数的强度为1。根据函数的这个性质,对任意连续函数 f(t)和任意整数k有
2.2 把从控制对象检测到的模拟信号,转换成二进制数字信号,经I/O 接口送入计算机。
2.3 在计算机控制系统中,经常需要控制执行机构的开/关(如对电磁阀 的控制)或启/停(如各种交、直流电机的控制),某些控制算法(如 脉宽调制方法,最优控制中的乒乓控制算法等)也需要控制执行机构 在一定时间T内全负荷工作一段时间t(0≤t≤T),这些控制可通过计算 机开关量输出通道来实现。
第二章习题答案
2.8 实现多路的模拟量信号输出,一般有以下两种方案。 第一种方案是为每一个通道设置一个独立的D/A转换器。这种方案的 优点是转换速度快、精度高、工作可靠,即使某一通道出现故障也不会 影响其他通道的工作,相应软件的编制也比较简单。但是,如果模拟量 信号输出通道较多,就会使系统造价增加很多,尤其是采用高精度的 D/A转换器时,这一问题尤为严重。 第二种方案是多通道复用一个D/A转换器,并辅以多路模拟开关和采 样保持放大器来实现,如图2.34所示。这个方案是由计算机通过多路模 拟开关分时地把一个D/A转换器的输出送至各个采样保持放大器,并由 保持电容对模拟量信号进行保持。该方案优点是成本较低,缺点是电路 结构复杂、精度低、可靠性差,受运算放大器的输入阻抗、模拟开关和 保持电容的漏电阻等因素的影响,导致保持电容上的电压信号逐渐衰减, 需要计算机定时刷新输出,也因此占用了CPU的大量时间。此方案适用 于输出通道不多且对速度要求不高的场合。
计算机控制系统课后答案,李华
计算机控制系统课后答案1. 介绍本文是针对计算机控制系统课后作业的答案汇总。
在课程中涉及到的问题和概念将会一一解答和说明,帮助读者更好地理解和掌握计算机控制系统。
2. 问题解答2.1 列举计算机控制系统的应用领域。
计算机控制系统广泛应用于以下领域:- 工业自动化控制:用于控制工业生产线上的各种设备和工艺过程。
- 交通运输系统:包括地铁、公交、航空、航天等领域的运输工具的控制。
- 农业自动化:应用于农业机械和设备的控制,提高农业生产效率。
- 医疗设备控制:用于医疗设备的自动控制和监测。
- 建筑智能化:用于建筑内部的照明、供暖、空调等控制系统。
- 安防、监控系统:包括视频监控、入侵报警等各种安全系统的控制。
2.2 计算机控制系统的组成结构是什么?计算机控制系统的基本组成结构包括: - 传感器:用于将被控制对象的状态转换为电信号,并输入到控制系统中。
- 执行器:根据控制系统的指令,执行相应的动作,控制被控制对象。
- 控制器:对传感器采集到的数据进行处理和分析,并产生相应的控制指令。
- 通信网络:用于传输控制指令和传感器数据的通信网络。
- 计算机:负责控制器的运行和算法的执行,对控制系统进行监控和管理。
2.3 什么是开环控制系统和闭环控制系统?它们的区别是什么?开环控制系统是指控制器只根据预先设置的控制指令,对被控制对象进行控制,而不对被控制对象的输出进行测量和反馈。
因此,开环控制系统的控制效果受到外界扰动和被控制对象本身性能变化的影响。
闭环控制系统是指控制器在对被控制对象进行控制的同时,通过测量被控制对象的输出信号,并与设定值进行比较,产生反馈信号进行控制调节。
闭环控制系统能够根据被控制对象实际输出的变化来调整控制指令,使控制效果更加稳定和准确。
区别: - 开环控制系统没有反馈环路,只根据预先设置的控制指令对被控制对象进行控制;闭环控制系统设有反馈环路,通过测量被控制对象的输出进行调节。
计算机控制练习题与答案整理
1) 什么是计算机控制系统答; 计算机控制系统(Computer Control System ,简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系,以获得一定控制目的而构成的系统。
这里的计算机通常指数字计算机,可以有各种规模,如从微型到大型的通用或专用计算机。
辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。
与被控对象的联系和部件间的联系,可以是有线方式,如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系;也可以是无线方式,如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。
被控对象的范围很广,包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。
控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求,也可以是达到某种最优化目标。
2) 计算机控制系统包含哪些基本组成部分?答: 计算机控制系统由控制部分和被控对象组成,其控制部分包括硬件部分和软件部分,这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。
计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。
系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等,它们通常由计算机制造厂为用户配套,有一定的通用性。
应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序,如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。
它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等,由实施控制系统的专业人员自行编制。
3) 如何理解计算机控制系统的实时性?答:实时系统是能够在确定的时间内执行计算或处理事务并对外部事件作出响应的计算机系统qq 就是实时程序,就是这边有消息发送,那边能马上做出反应。
这边发送时,那边也是即时接收.计算机仿真是非实时的或者(控制计算机实时控制系统是指受控制的对象或受控过程,每当请求处理或请求控制时,控制机能及时处理并进行控制的系统,常用在生产过程是间断进行的场合轧出一块钢算一个过程,每个过程都重复进行.只有进入过程才要求计算机进行控制.在计算机一旦进行控制时,就要求计算机对来自生产过程的信息在规定的时间内作出反应或控制.这种系统常使用完善的中断系统和中断处理程序来实现.综上所述,一个在线系统并不一定是实时系统.但是一个实时系统必是一个在线系统.)4) 如何理解计算机控制系统中计算机的在线性?答:只要计算机对受控对象或受控生产过程,能够行使直接控制,不需要人工干预的都称之为控制计算机在线控制或称联机控制系统.5) 简述SHANNON 采样定理。
计算机控制系统:计算机控制系统概述习题与答案
1、智能仪表接入计算机有两种途径,一种是485串行方式,另一种是()。
A.FDDI网B.互联网InternetC.ATM网D.以太网Ethernet正确答案:D2、以太网络最典型的应用形式为顶层采用Ethernet,网络层和传输层一般采用国际标准()协议。
A. NetBEUIB.TCP/IPC.IPX/SPXD.RS-232-C正确答案:B3、D/A转换器误差的主要来源是()和保持器(采样点之间插值)的形式以及规定的时间间隔T来决定。
A.信号种类B.转换器种类C.信号大小D.转换器字长正确答案:D1、计算机控制系统的性能指标主要有()。
A.稳定性B.综合指标等C.稳态指标D.动态指标正确答案:A、B、C、D2、计算机控制系统的主要特点是()。
A.结构混合B.结构唯一C.信号混合D.信号唯一正确答案:A、C3、计算机控制系统的基本类型有()。
A.计算机监督控制系统B.总线控制系统C.集散控制系统D.集中式计算机控制系统正确答案:A、B、C、D三、判断题1、计算机控制系统主要从信号变换、对象建模与性能分析、控制算法设计、控制系统仿真、控制系统实现等5个方面系统讲述计算机控制系统分析和设计的基本理论和方法。
()正确答案:√2、计算机控制实验的基本要求是对课本中所涉及的计算机控制系统的相关理论进行仿真和控制实验研究,包括基础型实验,扩展型实验和研究型实验。
()正确答案:√3、分级控制系统由现场总线控制、计算机监督控制、直接数字控制三级组成。
()正确答案:×4、实验平台的“场所便利化”是指被控对象和控制系统小型化,安全性高、成本低,便于使用者携带和使用,在家中和宿舍等场所即可完成各种实验。
()正确答案:√5、实验平台的“场所便利化”是指被控对象和控制系统小型化,安全性高、成本低,便于使用者携带和使用,在家中和宿舍等场所即可完成各种实验。
()正确答案:√6、计算机控制系统就是由模拟器件参与并作为核心环节的自动控制系统,即应用模拟器件参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系,以获得一定控制目的而构成的系统。
计算机控制基础课件课后题及其答案
1、叙述采样定理,在模数转换系统中采样频率一般如何确定?采样频率越高,采样信号 y*(t)越接近原信号y(t),但若采样频率过高,在实时控制系统中将会把许多宝贵的时间用在采样上,从而失去了实时控制的机会。
为了使采样信号y*(t)既不失真,又不会因频率太高而浪费时间,我们可依据香农采样定理。
香农定理指出:为了使采样信号y*(t)能完全复现原信号y(t),采样频率f 至少要为原信号最高有效频率fmax的2倍,即f 2fmax。
采样定理给出了y*(t)唯一地复现y(t)所必需的最低采样频率。
实际应用中,常取f (5~10)fmax。
2、以常见A/D转换芯片为例,简述其主要性能指标以及在选用时主要考虑哪些问题?(1)分辨率分辨率是指A/D转换器对微小输入信号变化的敏感程度。
分辨率越高,转换时对输入量微小变化的反应越灵敏。
通常用数字量的位数来表示,如8位、10位、12位等。
分辨率为n,表示它可以对满刻度的1/2n的变化量作出反应。
即:分辨率 = 满刻度值/2n(2)转换精度A/D转换器的转换精度可以用绝对误差和相对误差来表示。
所谓绝对误差,是指对应于一个给定数字量A/D转换器的误差,其误差的大小由实际模拟量输入值和理论值之差来度量。
绝对误差包括增益误差,零点误差和非线性误差等。
相对误差是指绝对误差与满刻度值之比,一般用百分数来表示,对A/D转换器常用最低有效值的位数LSB(Least Significant Bit))来表示,1LSB = 1/ 2n 。
例如,对于一个8位0~5V的A/D转换器,如果其相对误差为±1LSB,则其绝对误差为±19.5 mV,相对百分误差为0.39%。
一般来说,位数n 越大,其相对误差(或绝对误差)越小。
(3)转换时间A/D转换器完成一次转换所需的时间称为转换时间。
如逐位逼近式A/D 转换器的转换时间为微秒级,双积分式A/D转换器的转换时间为毫秒级。
8位A/D转换器的分辨率约为0.0039,转换精度在0.4%以下, 这对一些精度要求比较高的控制系统而言是不够的,因此要采用更多位的A/D 转换器,如10位、12位、14位等A/D转换器。
