计算机控制系统A卷-答案.doc
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计算机控制系统是一种将传统的连续控制系统与计算机技术相结合的自动化系统,主要由计算机系统和生产过程两大部分构成。在这个系统中,控制器通常由计算机实现,能够执行复杂的控制算法,并通过数字量和模拟量过程通道来传递和交换信息。数字量过程通道处理离散信号,而模拟量过程通道则用于处理连续的模拟信号。 总线在计算机控制系统中扮演着关键角色,它是各插件、内部芯片以及不同系统间传输信息的公共通道,有时被称为数据公路。总线允许系统内部各个组件间高效地交换数据和指令。 线性离散系统的脉冲传递函数是分析系统性能的重要工具,它定义为在零初始条件下,输出采样函数的z变换与输入采样函数的z变换之比。这有助于理解系统对输入信号的响应。 控制度是衡量数字控制相对于模拟控制效果的一个指标,它以误差平方积分作为评价函数。当控制度约为1.05时,数字控制和模拟控制的控制效果相当。最小拍控制是优化控制策略的一种,它确保系统在特定输入下(如阶跃、速度或加速度信号)经过最少的时间周期就能达到零稳态误差,即实现时间最优控制。 计算机控制系统相较于传统的连续控制系统,具备以下显著特点: 1. 它是混合系统,结合了模拟和数字技术。 2. 控制逻辑可通过程序灵活调整,增强系统的适应性和灵活性。 3. 可实现模拟电路无法实现的复杂控制策略。 4. 系统是离散控制的,而非连续控制。 5. 一个数字控制器可以同时控制多个回路,提高了控制效率。 6. 通过计算机技术,可实现控制与管理的一体化,提升自动化水平。 计算机控制系统中的信号形式多样,包括连续信号、模拟信号、离散信号、采样信号和数字信号。这些信号类型对应不同的物理特性和应用场景。 控制器的调节方式有比例、积分和微分调节: - 比例调节器实时响应偏差,比例系数(KP)影响控制强度,过大可能导致系统不稳定。 - 积分调节器用于消除比例调节的静差,积分时间常数(TI)决定了消除静差的速度,增加TI会提高系统稳定性但降低响应速度。 - 微分调节器提前预见偏差趋势,减少超调,有助于系统稳定。 在计算机控制系统中,主机可以是工业计算机、可编程序控制器(PLC)、单片机、嵌入式控制器、数字信号处理器(DSP)或ARM处理器等。干扰可能通过传导耦合、静电耦合、电磁耦合和公共阻抗耦合等方式影响系统性能。 在温度测量的例子中,例如ADC0809转换后的9BH十六进制数值,对应于输入范围1到5V的电压值,通过计算可以得到对应的温度值。这种转换过程是实现数字控制系统中实时监控和控制的关键环节。
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