计算机控制技术期末复习资料byDamon
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。
计算机控制技术期末复习
一、控制系统基本概念
误差 信号 控制 信号 输出 信号
给定信号+
控制器
执行机构
控制对象
反馈 信号
传感器
1.结构与组成; 2.开环、闭环、反馈; 3.信息、信号、数据; 4.采样控制系统; 采样概念 采样定理 量化
控制系统中的信号量
给定量 输出量 干扰量 控制量
PID算法
一、PID算法的数学表达式 二、PID算法的三个参数的物理意义和作用 三、PID算法的两种形式:位置式和增量式 四、采样控制系统的PID算法表达式以及C 语言实现
过程通道
通道:信号传递路径 输入通道：信号流入控制器的路径 输出通道：控制器的控制信号流向控制对 象的路径
过程信号分类
模拟量 脉冲量 开关量 SOE量
不同信号类型的处理方案
开关量定义 开关量输入:电路特性 开关量输出:功率放大、执行机构 模拟量定义 模拟量输入:传感变送、A/D及分辨率、接口 模拟量输出:接口、D/A及分辨率、放大
2. 嵌人式计算机
3. 两者之间的区别和用途
嵌人式计算机分类
1.MCU:特点、用途、举例 2.DSP:特点、用途 3.FPGA/CPLD/ASIC:特点、用途
嵌人式计算机开发与调试
1.仿真器 2.编程器 3.在系统调试 JTAG 3.在系统编程 ISP 4.在应用编程 IAP
期末复习
关于期末考试 时间：第18周 地点： 考试方式：开卷两小时内独立完成
题型
一、单项选择题，5小题，每题2分，共10分 二、多项选择题，5小题，每题2分，共10分 三、 判断改错题，4小题，每题5分，共20分 四、 名词解释题，5小题，每题4分，共20分 五、 简述 2小题，每题10分，共20分 六、 问答 2小题，每题10分，共20分
计算机控制技术复习资料
计算机控制技术复习资料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。
工业控制机外部总线生产过程2.计算机控制系统的典型型式有哪些？答：计算机控制系统的典型型式包括：操作指导控制系统；直接数字控制系统（DDC ）；监督控制系统（SCC ，也称设定值控制）；集散控制系统（DCS ）；现场总线控制系统（FCS ）和综合自动化系统。
3.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。
4.讨论计算机控制系统的发展趋势。
答：网络化、扁平化、智能化、综合化。
5.请分别画出一路有缘I/V 变换电路和一路无源I/V 变换电路图，分别说明各元器件的作用。
人机接口主机板磁盘系统通讯接口内部总线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执行机构测量变送电器开关电气开关被控对象6.什么是采样过程、量化、孔径时间？答：T ，把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号，转变成在时刻0、T 、2T 、……、kT 的一连串脉冲输出信号的过程称为采样过程。
所谓量化，就是采用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。
在模拟量输入通道中，A/D 转换器将模拟信号转换成数字信号总需要一定的时间，完成一次A/D 转换所需要的时间称为孔径时间。
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？答：为了提高模拟量输入信号的频率范围，以适应某些随时间变化较快的信号的要求，可采用带有保持电路的采样器，即采样保持器（为了防止在A/D 转换之前信号就发生了变化，致使A/D 转换的结果出错，因而采用采样保持器来使得信号维持一段时间）。
《计算机控制技术》复习资料
成考复习资料《计算机控制技术》复习资料1一、填空题1、在计算机控制系统几种典型的应用中系统是开环的控制结构，系统是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式，系统能自动的改变给定值，使生产过程达到最优。
2、STD总线是一种规模最小，面向工业控制，设计周密的位系统总线，VME总线是1981年推出的第一代位工业开放标准总线。
3、D/A转换器的转换原理可以归纳为“按权展开，然后相加”，因此D/A转换器内部必须要有一个，以实现按权值分别进行D/A转换。
4、数控系统由输入装置、输出装置、和 4部分组成，其一般步骤是曲线分割、、。
5、PID控制中积分饱和会引起输出超调使系统不稳定，通常改进的方法有法、法和有限偏差法。
6、根据步进电机的结构分析可知，错齿是促使步进电机旋转的根本原因，改变步进电机的可以改变其运行方式；改变，可以控制步进电机的正、反转。
7、达林算法的目标是设计合适的数字控制器D(z)，使整个计算机控制系统等效的闭环传递函数期望为一个和相串联，并期望闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。
8、在连续系统中，表示输入信号和输出信号关系的数学模型用和来描述；在离散系统中，则用、和离散状态空间表达式来描述。
二、简答题1、过程输入输出通道与主机交换的信息类型有哪些？2、画出数字量输入/输出通道的结构。
3、什么是共模干扰？抑制共模干扰的措施有哪些？4、振铃现象是怎样产生的？它有什么危害？应怎样克服？5、简述冗余技术及其分类。
答案一、填空题1、操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统；2、8、32；3、解码网络；4、控制器、插补器、插补计算、折线逼近；5、遇限削弱积分法、积分分离法；6、各相的通电方式或脉冲分配、通电顺序；7、纯滞后环节、一阶惯性环节（顺序可互换）；8、微分方程、传递函数、差分方程、脉冲传递函数。
二、简答题1、答：1）数据信息：反映生产现场的参数及状态的信息，包括数字量和模拟量。
2）状态信息：又叫应答信息、握手信息，反映过程通道的状态，如准备就绪信号等。
计算机控制技术复习资料
填空题1.控制信号和时序信号2.被控对象、检测模块、反馈部分3.单工；半双工；全双工4.位同步、帧同步和网同步5.语义、语法、时序6.1物理层、2数据链路层、3网络层、4传输层、5会话层、6表示层、7应用层名词解释1. 通信的双方可以同时发送和接收信息的信息交互方式2. 同步是一种计算机术语，一般指的是在两个或多个数据库、文件、模块、线程之间用来保持数据内容一致性的机制3. 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。
时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。
4. 量化，在数字信号处理领域，是指将信号的连续取值（或者大量可能的离散取值）近似为有限多个（或较少的）离散值的过程。
5. 现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题简答题1.控制器由程序计数器(以下简称PC)和指令寄存器(以下简称IR)以及控制单元(以下简称CU)组成.PC用来存放当前将要执行的指令所在的地址,也就是地址指针.它于MAR(存储器地址寄存器)有直接的通路,MAR把指令地址提供给PC.同时PC自动加1.指向下一条要执行的指令.IR用来存放当前指令.IR的内容来自内存的MDR(存储器数据寄存器)他的控制过程是:PC做计数器安排指令的执行次序.并提供指令存储的地址供取指令.IR用来储存当前运行的指令,并送与CU解释指令,执行指令2.网络控制技术是大量采用了Internet技术的新型网络控制技术，它可以实现传统SCADA（管理控制与数据采集）系统的全部功能，同时在许多性能上实现了关键性的突破。
它是一个集合了Internet、嵌入控制、软件、网络、网页设计等技术的完善控制系统。
这一控制技术的出现堪称是控制技术领域的一次革命。
计算机控制技术复习资料
计算机控制技术复习资料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？答：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时间作出反应的特性在线方式：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作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。
计算机控制系统中要考虑实时性主要由于以下两个因素：其一，根据工业生产过程出现的时间能够保持多长的时间；其二，改时间要求计算机在多长的时间以内必须做出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
计算机控制系统有哪几种典型形式？答：1、操作指导控制系统2、直接数字控制系统3、监督控制系统4、集散控制系统5、现场总线控制系统6、PLC+上位机系统什么是工业控制机？它们有哪些特点？答：工业控制机是应用在国民经济发展和国防建设的各个领域，具有恶劣环境适应能力，能长期稳定工作的加固型计算机。
其特点有：1、可靠性高2、实时性好3、环境适应性强4、模块化设计，完善的I/O通道5、系统扩充性好6、系统开放性好7、控制软件包功能强计算机内部总线可分为几类？答：1、数据总线2、地址总线3、控制总线4、电源线和地线常见的工业控制计算机体系结构有哪几种？答：1、STD总线2、ISA总线3、PCI总线4、PC/104总线PCI总线的主要优点是什么？答：1、高性能2、通用性好3、低成本4、使用方便A/D 转换器的主要性能指标有哪些？答：1、转换时间：指完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间2、分辨率：表示A/D 转换器输出数字量最低位变化所需输入模拟电压的变换量3、线性误差：在满量程输入范围内，偏离理想转换特性的最大误差4、量程：所能转换的输入电压范围5、对基准电源的要求计算机与模拟量输入接口交换信息有哪几种控制方式？答：计算机与模拟量输入接口交换信息常用方式有：程序查询式、延时采样方式、中断方式和DMA 方式。
计算机控制技术期末复习题
计算机控制技术期末复习题计算机控制技术期末复习题近年来，计算机控制技术在各个领域得到了广泛应用，从工业自动化到智能家居，计算机控制技术的发展为我们的生活带来了巨大的便利。
而期末复习是我们巩固知识、提高能力的重要环节。
下面，我将为大家准备了一些计算机控制技术的期末复习题，希望能帮助大家复习和加深对该领域知识的理解。
一、简答题1. 什么是计算机控制技术？计算机控制技术是指利用计算机对各种设备、系统进行控制和管理的技术。
它通过采集传感器信号，经过计算机处理后，控制执行机构实现对设备的控制和管理。
2. 计算机控制技术的应用领域有哪些？计算机控制技术广泛应用于工业自动化、智能交通、智能家居、机器人技术等领域。
它可以提高生产效率、降低成本、提升设备的智能化水平。
3. 什么是PLC？PLC（Programmable Logic Controller）可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制设备。
它具有可编程性、可靠性和灵活性等特点，广泛应用于工业生产线的控制系统中。
4. 什么是PID控制器？PID控制器是一种常用的反馈控制器，它通过比较被控对象的实际输出值与期望值之间的差异，通过调整控制量来实现对被控对象的控制。
PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
5. 什么是HMI？HMI（Human Machine Interface）人机界面，是指人与机器之间进行信息交互的界面。
它通过显示器、按键、触摸屏等设备，将计算机控制系统的信息直观地展示给操作人员，并接收操作人员的指令。
二、计算题1. 设有一个PLC控制系统，输入信号为X1、X2、X3，输出信号为Y1、Y2、Y3。
当X1与X2同时为1时，Y1输出1；当X1或X2为1时，Y2输出1；当X3为0时，Y3输出1。
请绘制该PLC控制系统的逻辑图。
2. 一个温度控制系统的被控对象为一个加热器，输入信号为温度传感器的测量值，输出信号为加热器的控制量。
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第一章计算机控制系统概述1、计算机控制系统的概念是什么计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。
2、计算机系统由哪些部分组成并画出方框图。
计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。
3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性4、计算机控制系统的主要特点有哪些各项连续控制系统计算机控制系统信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化5、计算机控制系统是怎样分类的按功能和控制规律可分为几类一、按控制系统的功能及结构特点分类①操作指导控制系统②直接数字控制系统DDC③监督控制系统 SCC④计算机分级控制⑤集散控制系统 DCS⑥现场总线控制系统FCS二、按控制规律分类①程序和顺序控制② PID控制③最少拍控制④复杂规律的控制⑤智能控制第二章离散控制系统及Z变换分析法1、计算机控制系统的信号形式有哪些连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 r(t)、y(t)、u(t)离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t)离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT)2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。
则采样角频率只有满足下面的关系：ωs≥2ωmax采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。
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计算机控制技术复习资料
考试类型：
选择题12 填空8 简答40 计算40
第一章
1.★计算机控制系统的硬件主要由：主机、外部设备、过程输入输出通道和生产过程组成。
2.★集散控制放于了分散式控制系统的重要特点：操作管理功能的集中控制功能的分散。
★计算机控制系统结构有哪些分类？
①操作指导控制系统②直接数字控制系统③计算机监督控制系统
④集散控制系统⑤现场总线控制系统⑥工业过程计算机集成制造系统
第二章
1.★过程通道包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道和数字量输出通道。
2.★模拟量输入通道主要由传感器、信号调整单元、多路转换开关、程控放大器、采用保持器、A/D转换器和I/O接口电路组成。
3.●信号调理：通过放大、电平转换、电隔离、阻抗变换、线性化和滤波，将传感器输出的电信号尽可能不失真地转变为电流或电压信号（通常为4 ~20mA、0~5V）
4.★标度变换器是信号调理单元的主要部分，它的作用是将传感器输出的不同类和不同电平的被测模拟信号变成统一的电流或电压信号。
它主要包括放大、电平转换、电隔离、阻抗变换等电路，通常有电桥电路、激励恒流源、仪表放大器、隔离放大器等组成。
5.●仪表放大器要求
①输入阻抗应远大于信号源内阻②抗共模电压干扰能力强③在预订的频宽度内有稳定准确的增益、良好的线性，输入漂移和噪声应足够小，以保证要求的信噪比，从而保证放大器输出性能稳定。
6.★采样保持器的作用
如被采样的信号变化频率相对于A/D转换的转换速度较高，为了保证转换精度，就要在A/D转换前加上采样保持电路，是的在A/D转换期间输入模拟信号保持不变。
7.★为什么模拟量输出通道中要有零阶保持器？
由于多路转换开关只能选择一路，没有选中的通道只有保持原有的信号才能驱动执行器工作。
8.★模拟量输出通道常常由D/A转换器、输出保持、多路切换开关和功放电路组成。
9.★数字滤波的方法
①限幅滤波法②种为止滤波法③算术平均滤波法④递推平均滤波法
⑤加权地推平均滤波法⑥一阶惯性滤波法
★平均值滤波法适用于周期性干扰，中位值滤波法和限幅滤波法适用于偶然的脉冲干扰，惯性滤波法适用于高频或低频的干扰信号，加权平均值滤波法适用于纯滞后较大的被控对象。
如果同时采用几种滤波方法，一般先用中位值滤波法或限幅滤波法，然后再用平均值滤波法。
P56 例2-1
第三章
10.★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。
总线的特点在于公用性和兼容性。
总线标准是指芯片之间、模板之间及系统之间，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。
11.★RS-232C和RS-485是什么总线？试对两者进行对比。
两者都是外部串行总线与TTL和COMS通信时，需I/O电平转换
RS-232C通信距离较近，当传输距离较远时，可采用RS-485串行通信接口。
RS-485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。
12.DCS现场控制结构上有何特点？通常有哪几个部分组成？
采用分布式结构
由主控单元、智能I/O单元、总线与通信接口、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。
13.★有哪些常用的内部总线与外部总线？
内部总线：STD总线、PC系列总线、CompactPCI总线
外部总线: RS-232C串行通信接口、RS-485串行通信接口、IEEE-488总线
第四章
14.★什么是连续化设计？连续化设计的步骤是？
连续化设计是一种离散系统的等效设计方法，假设系统是一个连续系统，没有采样开关，先设计一个模拟（连续时间）控制器G c(s),进离散化得到数字控制器D(z)。
实际上，当采样频率足够高时，采样系统的特性接近于连续系统。
因而将整个系统近似成连续系统。
连续化设计的基本步骤是：根据系统已有的连续模型，按连续系统理论设计模拟控制器，然后，按照一定的对应关系将模拟控制器离散化，得到等价的数字控制器，从而确定计算机的控制算法。
第九章
15.计算机控制系统的抗干扰技术
硬件措施、软件措施、还有软硬件结合的措施
16.什么是软件可靠性设计，有哪些方法
软件抗干扰技术是利用软件运行过程中的自我检视和控制网络中各机器间的相互监控，来监督和判断控制系统是否出错或失效的一个方法。
方法：1.输入输出数字量的软件抗干扰技术
2.指令冗余技术
3.软件陷阱技术
17.监控定时器
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