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计算机控制理论答案.doc
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计算机控制理论答案.doc
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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围完成,亦即计算机对
.
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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。
.
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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?
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