計算機控制技術復習重點

1、文檔編碼 : CU8K4S9R6C4 HS5L3N3A1Q1 ZJ7M9E8V9Y3第一部分：簡答題（復習重點）占 25-30 分 第一章：習題 1, 3, 6 1 實時,在線離線方式的含義 實時, 指信號的輸入,運算,輸出都要在確定的時間范疇內(nèi)完成, 亦即運算機對輸入信息以 足夠快的速度進行把握, 超出了這個時間,就失去了把握的時機, 把握也就失去了意義；在 運算機把握系統(tǒng)中, 生產(chǎn)過程和運算機直接相連, 并受運算機把握的方式稱為在線方式, 生 產(chǎn)過程中不和運算機相連, 且不受運算機把握, 為離線方式或脫機方式 ； 3把握系統(tǒng)按功能分類 而是依靠人進行聯(lián)系并作相應操作的方式稱 操作指導把握系

2、統(tǒng) 直接數(shù)字把握系統(tǒng) 監(jiān)督運算機把握系統(tǒng) 集散把握系統(tǒng) 現(xiàn)場總 線把握及運算機集成制造系統(tǒng) 6DCS 與 FCS 特 點 DCS 系統(tǒng)每一級都有自己的功能,基本上是獨立的,但級與級之間或同級的運算機又有一 定的聯(lián)系,相互之間實現(xiàn)通信； FCS 信號傳輸實現(xiàn)全數(shù)字化 系統(tǒng)結構接受全分散化 現(xiàn)場設備具有互操作性 通信 網(wǎng)絡為開放式互聯(lián)網(wǎng)絡 技術和標準實現(xiàn)了全開放 畫出運算機把握系統(tǒng)的基本框圖, 簡述運算機把握過程的把握步驟； 能完成多種把握任務, 由于運算機只能處理數(shù)字信號, 為了信號的匹配, 在運算機的輸入和 輸出必需配置 A/D 轉(zhuǎn)換器以及 D/A 轉(zhuǎn)換器；反饋量經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量

3、后,輸入計 算機； 把握步驟；在把握系統(tǒng)中引入運算機, 利用運算機的運算, 規(guī)律判定和記憶等功運算 機依據(jù)數(shù)據(jù)偏差,按某種把握規(guī)律進行運算,運算結果再經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號輸 出到執(zhí)行機構,完成對被控對象的把握； 其次章： 1工業(yè)把握運算機,及其特點 .處理來自工業(yè)系統(tǒng)的輸入信號, 再根 工業(yè)把握運算機是以運算機為核心的測量和把握系統(tǒng), 據(jù)把握要求將處理結果輸出到把握器,去把握生產(chǎn)過程,同時對生產(chǎn)進行監(jiān)督和治理； 特點 ; 1 牢靠性高 2 實時性好 3 環(huán)境適應性好 4 豐富的輸入輸出模塊 5 系統(tǒng)擴展性和開放性好 6 把握軟件包功能強 7 系統(tǒng)通信功能強 8 冗余性； 2 工業(yè)把

4、握機有哪幾部分構成 各部分作用 典型的工控機由加固型工業(yè)機箱,工業(yè)電源,主板機,顯示板,硬盤驅(qū)動器,光盤驅(qū)動器, 各類輸入輸出接口模塊,顯示器,鍵盤,鼠標,打印機等組成； 主板機作用 ；將采集到的實時信息依據(jù)預定程序進行必要數(shù)值運算, 規(guī)律判定, 數(shù)據(jù)處理,即使挑選把握策略并將結果輸出到工業(yè)過程； 系統(tǒng)總線 ；分為外部總線及內(nèi)部總線,內(nèi)部總線是工控機內(nèi)部各組成部分之間 第 1 頁,共 6 頁進行信息傳送的公共通道； 外部總線是工控機與其他運算機和智能設備進行信息 傳送的公共通道； I/O 模塊 ； 是工控機和生產(chǎn)過程之間進行信號傳遞和變換的連接通道, 人 -機接口 ；操作員與運算機之間進行信息

5、交換, 用于修改運行參數(shù)； 用于顯示生產(chǎn)過程狀況, 也可 通信接口； 工控機與其他運算機,智能設備進行信息傳送的通道； 系統(tǒng)支持 ； 1 監(jiān)控定時器,當系統(tǒng)因干擾或軟故障等緣由顯現(xiàn)反常時,能夠使 系統(tǒng)自動復原運行, 提高系統(tǒng)的穩(wěn)固性； 2 電源掉電監(jiān)測, 工業(yè)現(xiàn)場顯現(xiàn)電源掉 電故障時,發(fā)覺并疼惜當時的重要數(shù)據(jù)和運算機各寄存器的狀態(tài) 3 后備儲存器 保證系統(tǒng)掉電后所存數(shù)據(jù)不丟失 4實時日歷時鐘,大事驅(qū)動機時間驅(qū)動才能； 磁盤系統(tǒng) 4 常用外部總線 外部總線指用于運算機與運算機之間或運算機與其他智能外設之間的通信線路； 常用外部總 線有 IEEE-488 并行總線, RS-232C 串行總線和 R

6、S-485 通信總線 第三章 習題 1 接口與接口技術 接口 是運算機與外部設備交換信息的橋梁, 接口技術是爭辯運算機 與外部設備之間如何交換信息的技術, 過程通道 過程通道是在運算機和生產(chǎn)過程之間設置的信息傳送和交換的連接通道, 包括 模擬量輸入通道,模擬量輸出通道,數(shù)字量輸入通道,數(shù)字量輸入通道； 習題 8 采樣保持器作用 1 保持采樣信號不變, 完成 A/D 轉(zhuǎn)換 2 同時采樣幾個模擬量, 以便進行數(shù)據(jù)處理和測量 3 削減 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出毛刺, 排除輸出電壓的峰值及縮短穩(wěn) 定輸出值的建立時間 4 把一個 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出支配到幾個輸出點, 保證輸出的穩(wěn)固性 習題 11 D/A

7、A/D 轉(zhuǎn)換電路中模擬地與數(shù)字地應如何連接？ P74 習題 12 串模干擾 共模干擾 ？如何抑制？ 串模干擾指疊加在被測信號上的干擾噪聲, 共模干擾指 A/D 轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上共有的干擾電壓； 抑制串模干擾；假如串模干擾頻率比被測信號高,就接受低通濾波器抑制 2 對于電磁感應 產(chǎn)生的串模干擾, 對被測信號進行放大, 提高電路中的信號噪聲比, 或即可能早的完成 A/D 轉(zhuǎn)換在進行長線傳輸 3 從挑選器件入手, 利用規(guī)律器件的特性來抑制串模干擾 4 利用數(shù) 字濾波技術對已經(jīng)進入運算機的串模干擾進行數(shù)據(jù)處理 抑制共模干擾； 1 利用雙端輸入的放大器做前置放大器, 2 利用變壓器胡光電耦合器吧各種

8、模擬負載和數(shù)字信號隔離 3 接受雙層屏蔽 -浮地輸入方式 習題 13 數(shù)字信號通道一般實行哪些抗干擾措施？ 1 數(shù)字信號負規(guī)律傳輸 2 提高數(shù)字信 號電壓等級 3 通過光電耦合隔離 4 提高輸入端門限電壓 習題 14 接地型式 . 常用接地技術？ 分為安全接地,工作接地,屏蔽接地； 接地技術有浮地 -屏蔽接地 一點接地 多點接地 屏蔽接地 設備接地 第四章： 習題 1 次序把握？特點 . 次序把握是指以預先定好的時間或條件為依據(jù),按預先規(guī)定好 的動作次序,對把握過程各階段次序進行自動化把握；特點： 1 次序把握系統(tǒng)的輸入,輸 第 2 頁,共 6 頁出信號以開關量信號為主 2 規(guī)律關系復雜 3

9、把握程序客觀 4 牢靠性要求高 習題 2 次序把握系統(tǒng)類型 . 1 按次序執(zhí)行的繼電 -接觸器把握系統(tǒng) 2 半導體規(guī)律次序控 制系統(tǒng) 3 可編程次序把握系統(tǒng) 4 微機次序把握系統(tǒng) 習題 4 數(shù)字程序把握？方式？ 數(shù)字程序把握系統(tǒng)就是能依據(jù)數(shù)據(jù)和預先編號的程序,控 制生產(chǎn)機械依據(jù)規(guī)定的工作次序, 運動軌跡, 運動距離和運動速度等規(guī)律自動地完成工作的 把握；方式： 1 依據(jù)被控對象的運動軌跡分為 點位把握 直線切削把握 輪廓切削把握 2 依據(jù)有無檢測反饋原件分為 閉環(huán)數(shù)字程序把握 開環(huán)數(shù)字程序把握 習題 5 逐點比較法？ 原理： 每當畫筆或刀具向某一方向移動一步, 就進行一次偏差運算和 偏差判別,

10、 也就是到達新的點位置和抱負線型上對應點的抱負位置坐標之間的偏移程度, 然 后依據(jù)偏差的大小確定下一步移動方向, 使畫筆或刀具始終緊靠抱負線型運動, 獲得步步緊 逼的成效；由于接受一點一比較,一步步靠近的方法,因此稱為逐點比較法 ； 補充：三相步進電機有哪幾種工作方式？分別寫出每種工作方式的通電次序 1 單三拍工作方式 通電次序 A-B-C-A-. 2 雙三拍工作方式 通電次序 AB-BC-CA-AB-. 3 三相六拍工作方式 通電次序 A-AB-B-BC-C-CA-A-. 第五章： 習題 1 數(shù)字把握器模擬化設計方法步驟？ 1 設計假想的連續(xù)把握器 Ds 2 挑選采樣周 期 3 將 Ds 離

11、散化為 DZ 4 設計由運算機實現(xiàn)的把握方法 5 校驗 習題 5 采樣周期的挑選需要考慮哪些因素？ 1 作用于系統(tǒng)的擾動信號頻率 fn 2 對象的 動態(tài)特性 3 測量把握回路 4 與運算字長有關 習題 6 簡述離散化設計方法的設計步驟？ 1 由 Hs 和 Gs求取廣義對象的脈沖傳遞函數(shù) HGz 2 依據(jù)把握系統(tǒng)的性能指標機實現(xiàn)的約束條件構造閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù) Gcz 3 依據(jù) Dz=GcZ/HGzGez 確定數(shù)字把握器的脈沖傳遞函數(shù) Dz 4 由 Dz 確定把握 算法并編制程序 補充： 數(shù)字把握系統(tǒng)的原理圖以及廣義對象的脈沖傳遞函數(shù), 閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù), 誤差脈沖 傳遞函數(shù),以及數(shù)字把握器的 Z

12、 變換的表達Dz, 使整個運算機把握系統(tǒng)等效的閉環(huán)傳遞 式； 大林算法的設計目標, 設計適合的數(shù)字把握器 函數(shù)期望值為一個純滯后環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)相串聯(lián), 控對象的純滯后時間,即閉環(huán)傳遞函數(shù)為 Gs 解決問題的類型 第 6 章： 并期望閉環(huán)系統(tǒng)的純滯后時間等于被 習題 5,標度變換在工程上的意義？什么情形下使用標度變換？ 意義：在測量過程中,全部 參數(shù)都經(jīng)過變送器或傳感器再利用相應的信號調(diào)理電路, 將非電量轉(zhuǎn)換為電量, 并進一步轉(zhuǎn) 換為 A/D 轉(zhuǎn)換器所能接受的統(tǒng)一電壓信號,又由 A/D 轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到運算機 進行顯示,打印等操作；而 A/D 轉(zhuǎn)換后的這些數(shù)字量并不愿定等于原先帶量

13、綱的參數(shù)值, 它僅僅與被測量的幅值有確定的函數(shù)關系,所以必需把這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換為帶有量綱的數(shù)據(jù), 以便顯示,記錄,打印,報警以及操作人員對生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和治理； 1 線性參數(shù)標度變換 前提條件是被測參數(shù)值與 A/D 轉(zhuǎn)換結果為線性關系； 2 非線性參 數(shù)標度變換 適用于 A/D 轉(zhuǎn)換結果與被測量為線性關系的系統(tǒng) 習題 10 什么是越限報警處理？ 在運算機把握系統(tǒng)中,被測參數(shù)經(jīng)上述數(shù)據(jù)處理后,參數(shù) 送顯示； 但為了安全起見, 對于一些重要的參數(shù)要判定是否超出了規(guī)定工藝參數(shù)的范疇； 如 果超過了規(guī)定的數(shù)值,進行報警處理； 補充：全自動校準結構圖,并說明如何實現(xiàn)全自動校準 1 微機把握多路開關使 S

14、 與 3 接通,就輸入電壓 U=0, 測出此時的 A/D 值 No. 第 3 頁,共 6 頁2 微機把握多路開關使 S 與 1 接通,就輸入電壓 U=Ur, 測出此時的 A/D 值 Nr. 其次部分：運算題部分 復習重點 第四章逐點比較法：直線插補和圓弧插補運算,步進電機齒距角和步距角的運算 第五章：依據(jù)拉氏變換的表達式求 Z 變換的表達式： 例如： Gs s5,求 GZ 1 2 s 運算振鈴幅度 最少拍無波紋把握器的設計,有波紋把握器的設計（書上例題必需會） 波紋產(chǎn)生的緣由 大林算法的設計目標 振鈴現(xiàn)象及其排除方法 第五章的全部例題 第五章的習題 3, 7, 8, 9, 10, 11 注：大

15、林算法的運算題不考 第六章,習題 8 另外：第六章內(nèi)容中數(shù)字濾波技術包括的內(nèi)容,軟件抗干擾技術包括的內(nèi)容必需明白 第五章第三題答案 已知模擬調(diào)劑器的傳遞函數(shù)為 D s 1 s PID 算法和增量型 PID把握算式,設采樣周期 ； 試寫出相應數(shù)字把握器的位置型 解：由于 D s 1 s 2（11） K 1 1T ds Ti s 所以 K p2, Ti , Td 0 ； 故位置型 PID 把握器 uk K P ek k T k ei TD ek ek 1 TI i 0 T 2 ek ei i 0 2e k k ei i 0 故增量型 PID 把握器 第 4 頁,共 6 頁uk u k 1 u k

16、K I ek K D ek 2ek 1 ek 2 uk 1 K P ek ek 1 uk 1 2 ek ek 1 e k uk 1 4.35ek 2ek 1 補充題： 1,已知模擬調(diào)劑器的傳遞函數(shù)為 D s 1 s 1； 試寫出相應數(shù)字把握器的位置型和增量型把握算式,設采樣周期 D s U s 1 E s 1就 U s s E s s u t du t e t de t dt dt u k uk uk 1e k 0.17 e ke k 1 T T 把 代入得 k k k 1 k k k-1 1 k k 11k 1位置型 u k k 增量型 u k u k u k 12, 已知某把握系統(tǒng)模擬把握

17、器的傳遞函數(shù)為 D s 0 .1 3 .5 s 2 s 并比較兩 0. 5 s 如采樣周期 T=1S,試寫出相應數(shù)字把握器的位置型和增量型把握算式； 種算法特點； D s U s 22 s 71s E s 5U s 7 E s 2 sE s 11 5 s E s de t u t 7 e t e t dt dt 5第 5 頁,共 6 頁uk 7e k 2e k ek 1 T k ei T 5i 0 將 T=1 代入上式,得 u k 9e k 2e k 1 k ei i 0 uk 1 9ek 1 2ek 2 k 1 e i u k u k u k i01 9.2ek 11ek 1 2ek 2 留意：有關數(shù)字把握器的位置型和增量型把握算式的求解必需把握； 3,某爐溫度變化范疇為 03000,要求辨論率為 2,溫度變送器的輸出范疇 為 0-5V；如 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入范疇也是 0-5V,求 A/D 轉(zhuǎn)換器的字長應為多少位？ 如 A/D 轉(zhuǎn)換器的字長不變,現(xiàn)通過變送器零點遷移將信號零點遷移到 800,此 時系統(tǒng)對爐溫變化的辨論率為多少？（與第六章第 8