计算机控制技术-第二版-姜学军-课后答案
计算机控制技术(第二版)课后习题答案(王建华主编)(汇编)

计算机控制技术课后习题答案第一章 绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:P2(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)实时决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按预定的控制规律,决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制: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 . 计算机控制系统是由哪几部分组成?画出方块图并说明各部分的作用。
P3 答:(1)计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
(2)方块图如下图1.1所示:工业计算机 PIO 设备 生产过程图1.1 计算机控制系统的组成框图作用:①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序,它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台;支持软件用于开发应用软件;应用软件是控制和管理程序; ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?P2(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)在计算机控制系统中要考虑实时性,因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间;该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应,否则,将对CPU/MEM 人-机接口内部总线系统支持版 磁盘适合器数字量输出(DO )通道 数字量输入(DI )通道 模拟量输出(AO )通道模拟量输入(AI )通道 电气开关 电气开关 执行机构测量变送 被控对象生产过程造成影响甚至造成损害。
计算机控制技术(第2版)部分课后题答案

第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的?画出方框图并说明各部分的作用。
答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成;框图P3。
1)工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。
2)PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道,在两者之间起到纽带和桥梁的作用。
3)生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。
2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)实时性一般要求计算机具有多任务处理能力,以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务,加快程序执行速度;在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时,可以随时响应事件的中断请求。
3.计算机控制系统有哪几种典型形式?各有什么主要特点?(1)操作指导控制系统(OIS)优点:结构简单、控制灵活和安全。
缺点:由人工控制,速度受到限制,不能控制对象。
(2)直接数字控制系统(DDC) (属于计算机闭环控制系统)优点:实时性好、可靠性高和适应性强。
(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最有工况。
(4)集散控制系统优点:分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
(5)现场总线控制系统优点:与DOS相比降低了成本,提高了可靠性。
(6)PLC+上位系统优点:通过预先编制控制程序实现顺序控制,用PLC代替电器逻辑,提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。
第二章1、什么是工业控制计算机?它们有哪些特点?答:工业控制计算机是将PC机的CPU高速处理性能和良好的开放式的总线结构体系引入到控制领域,是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。
计算机控制技术课后习题与答案

不是,对于输入信号变化很慢,如温度信号;或者A/D转换时间较快,使得在A/D转换期间输入信号变化很小,在允许的A/D转换精度内,就不必再选用采样保持器
(2)当被测信号变化缓慢时,若A/D转换器转换时间足够短,可以不加采样保持器。
7(附加):采样保持器中保持电容的大小对数据采集系统的影响。
采样保持器的作用:A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。在进行A/D转换时间内,希望输入信号不再变化,以免造成转换误差。这样,就需要在A/D转换器之前加入采样保持器。
计算机控制系统的组成框图
3、计算机控制系统的典型型式有哪些?各有什么优缺点?
答:操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分散控制系统、现场总线控制系统、综合自动化系统
(1)操作指导控制系统:在操作指导控制系统中,计算机的输出不直接作用于生产对象,属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理,计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时计算机就起到了操作指导的作用。(2)直接数字控制系统(DDC系统):DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行控制运算,然后通过输出通道控制执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。
上世纪末期发展起来的单片机及嵌入式系统等以其价格低和体积小的优势,使智能仪器和智能仪表在控制场合中的应用也越来越广。现代工业生产规模的日益复杂化和大型化趋势,对控制计算机提出了更高的要求。计算机不仅要完成面向过程的控制和优化任务,还要在获取生产过程各种信息的基础上进行这个过程的信息综合和优化调度,完成生产、经营管理和其它综合管理工作。这种集企业的管理、监督与控制为一体的计算机综合自动化系统被称为计算机集成制造系统(CIMS)或计算机集成过程系统(CIPS)。此外,监督控制与数据采集系统(SCADA)、可编程自动化控制器(PAC)和无线传感器网络(WSN)等各种控制系统也为计算机控制方法提供了新的应用领域。
计算机控制技术课后习题与答案

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。对于随时间变化的模拟信号来说,孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差,即为孔径误差。
7、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?
(1)A/D转换过程(即采样信号的量化过程)需要时间,这个时间称为A/D转换时间。在A/D转换期间,如果输入信号变化较大,就会引起转换误差。所以,一般情况下采样信号都不直接送至A/D转换器转换,还需加保持器作信号保持。保持器把t=kT时刻的采样值保持到A/D转换结束。
当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时用双积分式转换器可以削弱串模干基于rs485总线扩展卡的硬件设计方案可编程控制器rs485rs485总线扩rs485其它智能装置智能io模块智能调节器rs485rs485rs485ipc系统总线基于rs232rs485转换模块的硬件设计方案可编程控制器rs485转换器rs232rs485其它智能装置智能io模块智能调节rs485rs485rs485ipc扰的影响
(完整版)《计算机控制技术》教材习题解答1

《计算机控制技术》习题解答第一章1.1什么是计算机控制系统?计算机控制系统由哪几部分组成?答:计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控制计算机,简称工业控制机)来实现生产过程自动控制的系统。
计算机控制系统的组成:计算机控制系统由计算机(工业控制机)和生产过程两大部分组成。
1.2、微型计算机控制系统的特点是什么?微机控制系统与常规的自动控制系统相比,具有如下特点:a.控制规律灵活多样,改动方便b.控制精度高,抑制扰动能力强,能实现最优控制c.能够实现数据统计和工况显示,控制效率高d.控制与管理一体化,进一步提高自动化程度1.3 计算机控制系统结构有哪些分类?指出这些分类的结构特点和主要应用场合。
答:(1)操作指导控制系统优点:结构简单,控制灵活,安全。
缺点:由人工操作,速度受到限制,不能控制多个对象。
(2)直接数字控制系统(DDS)优点:实时性好,可靠性高,适应性强。
(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最优工况。
(4)分散控制系统(DCS)优点:分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
(5)现场总线控制系统(FCS)优点:与DCS相比,降低了成本,提高了可靠性。
国际标准统一后,可实现真正的开放式互联系统结构。
1.4.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:(1)实时数据采集:对被控量的瞬时值进行检测,并输入给计算机。
(2)实时决策:对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的控制规律,决定下一步的控制过程。
(3)实时控制:根据决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
1.5.实时、在线方式和离线方式的含义是什么?答:所谓实时,是指信号的输入、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。
在计算机控制系统中,生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式;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称为离线方式或脱机方式。
计算机控制技术课后习题详解答案

第一章计算机控制系统概述1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:(1)实时数据采集:对被控量的瞬时值进行检测,并输入给计算机。
(2)实时决策:对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的控制规律,决定下一步的控制过程。
(3)实时控制:根据决策,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。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么?由四部分组成。
图1.1微机控制系统组成框图(1)主机:这是微型计算机控制系统的核心,通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令,同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程,按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)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。
(2)输入输出通道:这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
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。
微型计算机控制技术 第2版 书后习题答案

书后习题参考答案第一章习题1答:微型计算机控制系统是利用计算机(通常采用工业控制计算机,简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统,它由控制计算机本体(包括硬件、软件和网络结构)和被控对象两大部分组成。
微型计算机控制系统是实时系统,也是在线系统。
2答:计算机做控制器用。
控制系统中引进计算机,可以充分运用计算机强大的运算、逻辑判断和记忆等功能。
只要运用微处理器的各种指令,就能编出符合某种控制规律的程序。
微处理器执行该程序,就能实现对被控参数的控制。
输入信息来自于各种传感器,输出信息用于驱动执行机构。
3答:如果计算机能够在工艺要求的时间范围内及时对被控参数进行测量、计算和控制输出,则称为实时控制。
实时的概念不能脱离具体过程,一个在线的系统不一定是一个实时系统,但一个实时控制系统必定是在线系统。
4答:微型计算机控制系统硬件一般包括:计算机主机、输入/输出(I/O)接口、I/O通道、传感器及变送器、执行机构、人机联系设备(如键盘和显示器)、网络通信接口和电源等。
它们通过微处理器的系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)构成一个完整的系统。
计算机的输入/输出通道,又称过程通道。
为了实现计算机对生产过程的控制,必须在计算机和生产过程之间设置信息的传递和变换的连接通道,这就是过程输入/输出通道。
过程通道一般可分为:模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道5答:操作指导控制系统:优点是结构简单,控制灵活和安全。
缺点是要由人工操作,速度受到限制,不能控制多个对象。
直接数字控制系统:优点是实时性好、可靠性高和适应性强,可控制多个回路。
缺点是修改控制器参数不方便。
监督控制系统:优点是能自动改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型计算机中的给定值,从而使生产过程始终处于最优工况。
集散控制系统:优点是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
缺点是不同厂商的设备不能通用。
现场总线控制系统:具备集散控制系统的优点,因为采用标准总线设计,不同厂商设备通用性好,组网方便。
计算机控制技术课后答案选择题

1.下面关于微型计算机控制技术的叙述,正确的是(D)。
A.微型计算机控制技术只能用于单片机系统B.任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术C.微型计算机控制技术不能用于自动化仪表D.微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表2.计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是(B)。
A.接受测量值和管理命令并提供给DDC计算机B.按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D.SCC计算机与控制无关3.关于现场总线控制系统,下面的说法中,不正确的是(C)。
A.省去了DCS中的控制站和现场仪表环节B.采用纯数字化信息传输C.只有同一家的FCS产品才能组成系统D.FCS强调“互联”和“互操作性”4.闭环控制系统是指(B)。
A.系统中各生产环首尾相接形成一个环B.输出量经反馈环节回到输入端,对空置产生影响C.系统的输出量供显示和打印D.控制量只与控制算法和给定值相关5.下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是(D)。
A.PLCB.PLDC.GALD.FPGA6.多路开关的作用(A)。
A.完成模拟量的切换B.完成数字量的切换C.完成模拟量与数字量的切换D.完成模拟量和数字量的切换7.采样-保持器的逻辑端接+5V,输入端从2.3V变至2.6V,输入端为(A)。
A.从2.3V变至2.6VB.从2.3V变至2.45V并维持不变C.维持在2.3VD.快速升至2.6V并维持不变8.CD4051的INH端接地,C、B、A端依次接101B,(C)被选通。
A.IN/OUT1至IN/OUT4共5个通道B.IN/OUT4通道C.IN/OUT5通道D.没有通道9.CD4097的INH端接+5V,C、B、A端依次接111B,(D)被选通。
A.X组的IN/OUT7通道B.Y组的IN/OUT7通道C.X组和Y组IN/OUT7通道D.没有通道10.DAC0832的Vref端接-5V,Iout1接运算放大器异名端,输入为1000000B,输出为(B)。