计算机控制技术大作业2
计算机控制技术课后习题答案
1.1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。
1.2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。
1.5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1.6计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
a.普及应用可编程序控制器b.采用集散控制系统c.研究和发展智能控制系统2.4数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。
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、并行接口电路和定时计数电路等组成。
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2-2
第三节 I／O接口设计
二、I／O接口与系统的连接
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8251A与CPU和外围设备的连接关系。
第三节 I／O接口设计
二、I／O接口与系统的连接
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接口芯片与CPU之间必要的连接信号有下列4类：
� � � �
数据信号D0～D7 读／写控制信号 (或 ) 片选信号 和地址线 A RD、 WR IOR、 IOW 1、A0 时钟、复位、中断控制、联络信号等控制信号 CS
第三节 I／O接口设计
三、I／O接口的扩展
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当负载过重时，各信号线的电平就会偏离正常值，
造成系统工作不稳定、不可靠、抗干扰能力差，严重 时甚至会损坏器件。 总线负载能力的扩展也是I／O接口扩展设计中必须 考虑的问题之一。 微机系统中，通常采用两种不同工艺制造的器件，即 TTL器件(TTL又分 标准TTL器件74XXX，和低功耗肖 特基TTL器件74LSXXX)。和MOS器件，它们之间级连 使用，逻辑电子是一致的，但功耗和驱动能力有差别。 它们的输入输出电流，如下表所示
第三节 I／O接口设计
三、I／O接口设计的方法、 步骤及设计举例
�
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第三节 I／O接口设计
三、I／O接口的扩展
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74LSl38的管脚图、译码功能表如下所示。
第三节 I／O接口设计
三、I／O接口的扩展
�
例一，此例是采用8位的Z—80CPU的微机控制系统，按 控制要求需扩展一个并行接口芯片PlO、一个计数器／ 定时器CTC、一个8位的A／D转换器ADC0808和一个8位 的D／A转换器DAC0832。若指定它们的地址分别为 40H～43H、44H～47H、58H和5CH，那么可以设计出 地址译码电路。为简单明了起见，图中仅画出与地址译 码有关的元件及连线，数据总线及其他一些信号未画出。
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习题参考答案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。
(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。
图微机控制系统组成框图(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。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。
计算机控制大作业
计算机控制大作业MPC-PID串级调节MATLAB仿真一、模型建立使用老师提供的模型以及相关传递函数，同时在MPCTOOL中进行简单的配置和参数设定。
控制器设计的参数中，将响应时间设置到最快。
二、仅MPC控制首先，排除扰动等因素，让系统仅在MPC控制作用下进行工作。
SIMULINK仿真图如下：输入采用阶跃信号，信号幅值为1.从图中我们可以看到，超调量> 70%,经历了大约100个控制周期后，系统任然没有进入比较稳定的状态。
三、M PC-PID串级控制SIMULINK框图如下，在原来的系统结构下，内环加入了PID控制器。
形成一个串级控制系统。
由于观察MPC控制输出，系统在阶跃响应下并没有出现稳态误差，而PID控制器的作用是起到快速调节，因此内环实际使用了PD 调节器，将积分参数置零。
在SIMULINK的PID模块下可以方便设置PID参数。
在设置了几组PD调节器参数之后，系统输出达到上图效果。
可以看到，超调量大约为15%，在15个控制周期后，系统基本进入稳定状态，并且没有静态误差。
对比直接使用DMC控制，DMC-PID串级调节器的效果十分显著。
四、有扰动的MPC控制尝试在系统中加入扰动环节，测试控制器的响应能力。
在外环中设置一个阶跃信号，将其视为系统干扰。
SIMULINK控制框图如下：让扰动的阶跃信号在第15拍进入系统，幅值为-0.3.系统输出响应如下图：可以明显看到阶跃干扰对系统输出的影响，但是各项指标基本上和无扰动情况相仿。
五、有扰动的MPC-PID控制同样，在扰动环节依然存在的情况下，加入内环的PID控制器。
系统输出如下：可以看到，在第15拍的时候，系统已经基本进入稳定。
当扰动发生时，调节器可以迅速反应，在10拍之内又将系统输出稳定到设定值。
六、结论模型预测控制（MPC）可以应用于大时间常数，滞后环节的系统，通过实验，我们可以看到，MPC可有有效控制系统输出达到需要的设定值。
但是MPC的调节速度较慢，从实验中也可以看出，需要较多的拍数才能达到稳定的状态。
2021年智能控制第二次大作业神经网络控制作业
智能控制第二次大作业——神经网络控制作业学院: 自动化科学与电气工程学院学号: SY1403姓名:日期: 12月31日1、 以一个三层BP 网络（输入层、 隐层和输出层结点数分别为n 1、 n 2和n 3）为例, 给出BP 算法学习（训练）步骤, 包含关键步骤具体计算公式。
设给定P 组输入输出样本31(0)(0)(0)(0)(0),1,2,,1,2,[],[](1,2,,)T T p p p p p n p p p n x x x x x x p P ===x d 。
（10分）O1O21) 初始化, 对权值矩阵W,V 赋数。
将样本计数器p 和训练次数计数器q 置1, 误差E 置0,学习率η设为0-1之间小数, 网络训练后达成精度E min 设为一正小数。
2) 输入训练样本对, 计算各层输出。
用目前样本(0)(0),pp x d 对向量数组X 、 d,赋值, 用公式(1)、 (2)计算Y 和O 中各分量。
()2330,1,2,,1,2,K k n k jk j j O f net k n net w y k n =====∑ (1)()1220,1,2,,1,2,j j n j ij i i y f net j n net v x j n =====∑ (2)3) 计算网络输出误差, 设共有p 对训练样本, 网络对应不一样本含有不一样误差()31n pp p k k k E d o ==-∑ (3) 可将全部样本输出误差平方()2p E 进行累加再开方作为总输出误差, 也可用诸误差中最大值E MAX 代表网络中总输出误差, 使用中更多采取均方根误差作为网络总误差, 军方误差表示式如公式(4)所表示。
RME E = (4) 4) 计算各层误差信号, 应用公式(5)和(6)计算p y k j δδ和。
()()01k k k k k d o o o δ=-- (5)()()()()330111n n y j k k k jk j k jk j j k k d o f net w f net w y y δδ==⎡⎤⎛⎫''=-=- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭∑∑ (6)5) 调整各层权值, 应用公式(7)和(8)计算W 、 V 中各分量。
计算机控制技术(第二版)课后习题答案(王建华主编)
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：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，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？P4~7（1）操作指导系统（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，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)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。
计算机控制技术课后答案
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
开放式和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。它们的特点如下：
可靠性高；实时性好；环境适应性强；模块化设计，完善的 I/O 通道；
系统扩充性好；系统开放性好；控制软件包功能强。
要的丰富多彩的服务，而又不为人所察觉。 新的工业计算机体系结 构有更强的交互和互操作性， 同时也是多种信息系统的融合平 台。 最后，工业计算机将朝着创建一个开放、标准化平台的方向发展。 (二)中国工业计算机产业发展历程 1、STD 总线技术开创了低成本工 业自动化技术的先河 工业计算机起源于 20 世纪 80 年代初期， 其 标志性产品是 STD 总线工业计算机。 STD 总线最早是由美国 Pro-Log 公司和 Mostek 公司作为工业标准而制定的 8 位工业 I/O 总线， 随后发展成 16 位总线，后被国际标准化组织吸收，成为 IEEE961 标准。1991 年，由信息产 业部电子六所牵头成立了中国 计算机行业协会 STDMG/P.R.C 分会，在国内推广普及 STD 总线。 STD 总线技术是机笼式安装结构，具有标准化、开放式、模块化、 组合化、尺寸小、 成本低等特点，并且设计、开发、调试简单，得 到了当时急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小 企业的广泛欢迎和采用，国内的总安装容量接近 20 万套，在中国工 业计算机发展史上留下了辉煌的一页。
内部总线按功能分为数据总线、地址总线、控制总线和电源总线。
4、总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么？ 答：控制总线是最能体现总线特色的信号线，它决定总线功能
的强弱和适应性。
5、常见的工业控制计算机总线体系结构有哪几种？
11计算机网络大作业-2
计算机网络课程期末考核
主题：计算机监测网络系统设计。
某单位想对湖泊水环境的实时监控，该湖泊大小为500*500(平方米)，为有效监测整个湖泊的水环境，在该湖泊内最少需要部署100个监测点，监测得到的水环境数据需送到距离湖泊5公里的监测中心处理，请根据以上要求设计一个水环境监测网络系统，内容包括：
<1> 请制定该水环境监测系统的水环境监测内容，完成该水环境监测所应该达到工作性能指标，包括传输方式，传输速率，传输距离等指标；
<2> 技术方案对比；
<3> 本方案的具体实现方式，包括：
（1）物理层的实现方式及其选型，具体包括采用何种模块，或者设备，或者芯片实现数据的远程传输，该模块，或者设备，或者芯片的工作指标，数据传输速率是多少，采用何种通信传输技术等；
（2）数据链路层的实现方式及其设计方案，具体采用什么样的数据链路层协议及其帧结构，采用何种接入控制机制等；
（3）网络层的实现方式及其设计方案，包括网络层协议，组网方式，地址分配方式，路由机制的选择等；
（4）传输层的实现方式及其设计方案，实现数据的远程有效传输；
（5）应用层的设计方案，采用何种应用层技术以支持当前的应用；
作业提交方式：打印版和电子版均需提交；
作业提交时间：6月20日上午；
字数：不少于3000字；
报告内容：需包含“摘要”，“正文部分”，“参考文献”；
提交地点：工程学院南楼302；
提交方式：由各班学习委员统一收齐后提交；
评分标准：方案的可行性，方案的新颖性，方案的完备性；
课程论文XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
课程名称
姓名
学号
专业
成绩
任课老师
上课学期。
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习题参考答案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。
(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。
图1.1微机控制系统组成框图(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。
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计算机控制技术大作业2
计算机控制技术大作业
一、引言
随着科技的飞速发展，计算机控制技术已经成为现代工业、交通、能源等各个领域中不可或缺的一部分。
计算机控制技术通过软硬件的结合，实现了对各种工业设备的自动化控制，提高了生产效率、产品质量和安全性。
本文将深入探讨计算机控制技术的应用和发展。
二、计算机控制技术的基本原理
计算机控制技术是一种利用计算机进行控制的技术，通过编制特定的程序，实现对外界设备进行控制的目的。
其基本原理包括采样、计算、输出三个环节。
首先，通过传感器对被控对象进行采样，将物理信号转换为电信号，然后通过计算机进行处理，计算出控制量，最后通过执行器将控制量输出给被控对象，完成控制过程。
三、计算机控制技术的应用
1、工业生产领域：计算机控制技术广泛应用于工业生产中，如化工、钢铁、造纸等。
通过计算机控制技术，可以实现生产过程的自动化、智能化，提高生产效率，降低能耗，提高产品质量。
2、交通运输领域：在交通运输领域，计算机控制技术也得到了广泛
应用。
如高速公路、桥梁、隧道等交通设施的自动化控制系统，以及智能交通系统、自动驾驶技术等。
这些应用提高了交通安全性，减少了交通拥堵。
3、能源领域：在能源领域，计算机控制技术被用于电力、石油、煤炭等行业的自动化控制系统。
通过计算机控制技术，可以实现能源的高效利用，提高能源生产的安全性。
4、其他领域：除上述领域外，计算机控制技术还应用于医疗、农业、航空航天等领域。
如在医疗领域，计算机控制技术可以实现医疗设备的自动化操作，提高医疗效率和质量。
四、计算机控制技术的发展趋势
1、智能化：随着人工智能技术的发展，计算机控制技术也将朝着智能化方向发展。
未来的计算机控制系统将具备更强的学习能力和适应能力，能够更好地应对复杂多变的工业环境。
2、网络化：网络化是计算机控制技术的另一个重要发展趋势。
通过将各个控制节点连接成一个网络，可以实现信息的互通共享，提高控制系统的协同能力。
3、微型化：随着微电子技术的发展，未来的计算机控制系统将更加微型化，可以应用于更广泛的应用场景。
4、安全性：随着安全意识的提高，未来的计算机控制系统将更加注
重安全性，采取更多的安全措施，确保控制系统的安全稳定运行。
五、总结
计算机控制技术已经成为现代工业、交通、能源等各个领域中不可或缺的一部分。
它通过软硬件的结合，实现了对各种工业设备的自动化控制，提高了生产效率、产品质量和安全性。
随着科技的发展，计算机控制技术也将朝着智能化、网络化、微型化和安全性等方向发展，为未来的工业和社会发展提供更强大的支持。