计算机控制期末复习

计算机控制技术复习

第一章

1. 典型的工业生产过程分为哪几种？

答:典型的工业过程分为3种:连续过程,离散过程和批量过程. 2. 什么是计算机控制系统？

计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。 3．常规控制系统的一般形式分为那两类？ 闭环控制系统、开环控制系统 4. 计算机控制系统的工作步骤分为哪几步？

答:计算机的工作步骤分为3步:实时数据采集,实时数据决策和实时数据处理. 5. 计算机控制技术的工作方式有哪几种和各自的含义？

答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式.

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，生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人们进行联系并做相应操作的方式称为离线方式。所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定时间范围内完成。在线系统不一定是实时系统，丹实时系统必定是在线系统。 6.为什么要强调计算机控制中的实时性？

答:所谓实时性,就是指信号的输入 ,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,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性. 7．如何保证系统的实时性？

8. 常用的计算机控制系统主机有哪几种？

答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器. 9．生产过程主要包括哪些装置？

（被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等）

10. 计算机控制系统中集散控制系统的体系结构分为哪几部分？

答:计算机控制系统中集散控制系统(DCS)的体系结构分为分散过程控制级,集中操作监控级,综合信息管理级三部分.

11．什么是操作指导控制系统？有那些优缺点？

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计算机测得的信号数据，根据一定的控制算法，计算出可供操作人员选择的最优操作条件及操作方案

优点：结构简单，控制灵活和安全 缺点：开环控制。由人操作，实时性

12．什么是直接数字控制(DDC)？有那些优缺点？

计算机首先通过模拟量输入通道、开关量输入通道实时采集数据，然后按照一定的控制规律进行计算，最后发出控制信息，并通过模拟量输出通道、开关量输出通道直接控制生产过程。

优点： 能够实现自动控制、多回路控制，能够灵活的把各种算法施加于生产过程。 缺点：结构复杂，投资高。

13．什么是监督控制系统（SCC）？有那些优缺点？

计算机根据原始工艺信息和其它参数，按照描述生产过程的数学模型或其它方法，自动地改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况(如保持高质量、高效率、低消耗、低成本等等)。

优点：计算机坏了，在（a）中，模拟仪表可以直接控制；在（b）中，DDC计算机可以直接控制，SCC计算机只是采集，优化；这实际上是一种不存在上下级通信的两级控制，只存在传递设定值的关系。

缺点：造价高、效益差，现在已经不用了。 14．什么是分散型控制系统（DCS）？有那些特点？

采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，把系统从上到下分为分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级，形成分级分布式控制 ①分散过程控制级：这是最底层，直接和现场控制点打交道； ②集中操作控制级：集中在控制室通过显示屏等几种监控、操作

③综合信息管理级：实现整个企业的综合信息、管理，主要执行生产管理和经营管理功能，能够提供管理决策信息。 15．什么是程序和顺序控制？

程序控制是被控制量按照一定的、预先规定的时间函数变化，被控制量是时间函数的变化。 顺序控制是程序控制的扩展，在各个时期所给出设定值可以是不同的物理量，而且每次设定值的给出，不仅取决于时间，还取决于对以前的控制结果的逻辑判断。 16．什么是比例积分微分控制（PID控制）？

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调节器的输出是调节器输入的比例、积分和微分的函数。 17．什么是最小拍控制？

最小拍控制的性能指标是要求设计的系统在尽可能短的时间内完成调节过程。 18．工业控制机主要由那些硬件组成？

主机板、内部总线和外部总线、人—机接口、磁盘系统、通信接口、系统支持功能、输入输出通道

19．工业控制机主要由那些软件组成？

系统软件、支持软件、应用软件 20．工控机有那些特点？ 1）可靠性高和可维修性好。 2）环境适应性强。

3）控制的实时性。工业控制机应具有时间驱动和事件驱动能力。 4）完善的输入输出通道。 5）丰富的软件。

6）适当的计算机精度和运算速度。 21．简述计算机控制系统的发展概况。

（1）开创时期 （2）直接数字控制时期 （3）小型计算机时期 （4）微型计算机时期 22. 现场总线控制系统的结构模式分为哪几部分？

答:现场总线控制系统(FCS)的结构模式为操作站---现场总线智能仪表 两层结构.(DCS为操作站-控制站-现场仪表 三层结构模式) 第二章

1. 什么是计算机的总线？

答:所谓总线,就是计算机各模块之间互联和传送信息(指令,地址和数据)的一组信号线.分为内部总线和外部总线. 2. 计算机的外部总线有哪几种？

答:计算机的外部总线有RS-232C,RS-485,IEEE-488,USB等等.

3. RS-232C串行通信总线采用什么传输方式？为什么RS-232C的传输距离不远？

答:RS-232C串行通信总线采用的是不平衡传输方式.由于发送器和接收器之间有公共的信号地线,共模信号不可避免地要进入信号传送系统中.当传输距离过远时,发送器与接收器各自会形成不同的对地电位.

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4. RS-485串行通信总线采用什么传输方式？它与RS-422A串行通信总线的区别是什么？ 答:RS-485串行通信总线采用的是不平衡传输方式.

区别在于RS-485为半双工工作方式,而RS-422A为全双工工作方式.且RS-422A适用于两点之间进行高速,远距离通信,而RS-485适用于多点之间进行高速,远距离通信. 5. 数字量I/O的接口芯片有什么作用？有哪些典型芯片？ P30

6. 积分电路对数字量信号的调理过程。

为了清除由于接点的机械抖动而产生的振荡信号,一般都就应加入有较长时间常数的积分电路来消除这种振荡.

7. 采用光电耦合器的大功率输入调理电路的工作过程。

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+5V100ΩPA7PA3PA0PB7PC总线8255APB0PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0D0CECSR/C12/8VLOGICSTSBIFOFFD11REFIND8REFOUTD7AD574A10VINAGNDDGNDA0+12V100KΩ100KΩ-12V100Ω+15V548+15V-15VSmVDDVEEV013LF398CH76-15VCD4051S0INHCBAVSSS7V7 8．什么是接口？接口技术？过程通道？

图 3-19 8路12位A/D转换模板电路9．数字量输入接口（DI）的作用是什么？ 采集生产过程的状态信息。 10．数字量输出接口的作用是什么？

当对生产过程进行控制时，一般控制状态需进行保持，直到下次给出新的值为止，这时输出就要锁存。

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11．画出数字量输入通道的结构

12．输入调理电路主要包括哪些措施？

转换、保护、滤波、隔离

13．数字量输出通道的结构主要由哪些电路组成 ？

输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路 14．小功率直流输出驱动电路有哪些类型？

①功率晶体管输出驱动继电器电路 ②达林顿阵列输出驱动继电器电路。

15．大功率交流驱动电路有哪些类型？在大功率交流驱动电路中，固态继电器SSR作交流开关使用。

16．A/D转换器的主要技术指标包括哪些？

转换时间、分辨率、量程、对基准电源的要求 17．常用的A/D转换器的转换方式有哪两种？

逐次逼近式、双斜积分式

18．什么是D/A转换器？主要技术指标有哪些？

指将数字量转换成模拟量的元件或装置 有分辨率、建立时间、线性误差等

19．对8位D/A转换器以单极性电压输出并设VREF＝－5V时其最大输出电压Vmax＝？ 最小输出电压Vmin＝？一个最低有效位（LSB）电压VLSB＝？

D＝FFH＝255时，最大输出电压：Vmax＝（255/256）×5V＝4.98V D＝00H时，最小输出电压：Vmin＝（0/256）×5V＝0V

D＝01H时，一个最低有效位（LSB）电压：VLSB＝（1/256）×5V＝0.02V

20．对8位D/A转换器以双极性电压输出并设VREF＝－5V时其最大输出电压Vmax＝？ 最小输出电压Vmin＝？一个最低有效位（LSB）电压VLSB＝？

D＝FFH＝255时，最大输出电压：Vmax＝[（255－128）/128]×5V＝4.96V D＝00H时，最小输出电压：Vmin＝[（0－128）/128]×5V＝－5V

D＝81H＝129时，一个最低有效位电压：VLSB＝[（129－128/128]×5V＝0.04V 21．自动/手动切换的目的是什么？

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