東莞東城新興門診部概述計算機控制技術習題參考答案完整版

1、1東莞東城新興門診部概述《計算機控制技術》東莞東城新興門診部概述《計算機控制技術》習題參考答案習題參考答案第1章1填空題(1)閉環(huán)控制系統(tǒng)，開環(huán)控制系統(tǒng)(2)實時數(shù)據(jù)采集，實時決策控制，實時控制輸出(3)計算機，生產(chǎn)過程(4)模擬量輸入通道，數(shù)字量輸入通道，模擬量輸出通道，數(shù)字量輸出通道(5)系統(tǒng)軟件，應用軟件2選擇題(1)A(2)B(3)C(4)A(5)B3簡答題(1)將閉環(huán)自動控制系統(tǒng)中的模擬控制器和和比較環(huán)節(jié)用計算機來代替，再加上

2、AD轉(zhuǎn)換器、DA轉(zhuǎn)換器等器件，就構成了計算機控制系統(tǒng)，其基本框圖如圖所示。計算機控制系統(tǒng)由計算機（通常稱為工業(yè)控制機）和生產(chǎn)過程兩大部分組成。工業(yè)控制機是指按生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設計的計算機，它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過程包括被控對象、測量變送、執(zhí)行機構、電氣開關等裝置。(2)操作指導控制系統(tǒng)：其優(yōu)點是控制過程簡單，且安全可靠。適用于控制規(guī)律不是很清楚的系統(tǒng)，或用于試驗新的數(shù)學模型和調(diào)試新的控制程序等。其缺點是它是開環(huán)控制結(jié)構，

3、需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分發(fā)揮計算機的作用。直接數(shù)字控制系統(tǒng)：設計靈活方便，經(jīng)濟可靠。能有效地實現(xiàn)較復雜的控制，如串級控制、自適應控制等。監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)：它不僅可以進行給定值的控制，還可以進行順序控制、最優(yōu)控制、自適應控制等。其中SCC模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)，特別適合老企業(yè)的技術改造，既用上了原有的模擬調(diào)節(jié)器，又可以實現(xiàn)最佳給定值控制。SCCDDC的控制系統(tǒng)，更接近于生產(chǎn)實際，系統(tǒng)簡單，使用靈活，但是其

4、缺點是數(shù)學模型的建立比較困難。集散控制系統(tǒng)：又稱分布式控制系統(tǒng)，具有通用性強、系統(tǒng)組態(tài)靈活，控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便，顯示操作集中，調(diào)試方便，運行安全可靠，提高生產(chǎn)自動化水平和管理水平，提高勞動生產(chǎn)率等優(yōu)點。缺點是系統(tǒng)比較復雜。計算機集成制造系統(tǒng)：既能完成直接面向過程的控制和優(yōu)化任務，還能完成整個生產(chǎn)過程的綜合管理、指揮調(diào)度和經(jīng)營管理的任務。但是計算機集成制造系統(tǒng)所要解決的不僅是局部最優(yōu)問題，而是一個工廠、一個企業(yè)乃至一個區(qū)域的總目標

5、或總?cè)蝿盏娜侄嗄繕?(3)不是。如果輸入信號變化很慢（如溫度信號）或者AD轉(zhuǎn)換時間較快，使得在AD轉(zhuǎn)換期間輸入信號變化很小，在允許的AD轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，不必再選用采樣保持器。(4)信號調(diào)理電路是把傳感器輸出的信號或變送器輸出的信號中，較小的電壓信號經(jīng)過模擬量輸入通道中的放大器放大后，變換成標準電壓信號（如0~5V，1~5V，0~10V，5~5V等），再經(jīng)濾波后才能送入AD轉(zhuǎn)換器。而對于電流信號應該通過IV（電流電壓）變換電路，將電流信號轉(zhuǎn)

6、換成標準電壓信號，再經(jīng)濾波后送入AD轉(zhuǎn)換器。當有多個輸入信號需要檢測時，利用多路開關可將各個輸入信號依次地或隨機地連接到公用放大器或A／D轉(zhuǎn)換器上，實現(xiàn)對各個輸入通道的分時控制。多路開關是用來切換模擬電壓信號的關鍵元件。前置放大器的任務是將模擬小信號放大到AD轉(zhuǎn)換器的量程范圍內(nèi)（如0~5V）。AD轉(zhuǎn)換器需要一定的時間才能完成一次AD轉(zhuǎn)換，因此在進行AD轉(zhuǎn)換時間內(nèi)，希望輸入信號不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤差。這樣，就需要在AD轉(zhuǎn)換器之前加入采

7、樣保持器SH。AD轉(zhuǎn)換器的作用就是把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以便于計算機進行處理。(5)模擬量輸入通道，數(shù)字量輸入通道，模擬量輸出通道，數(shù)字量輸出通道。(6)當轉(zhuǎn)換結(jié)束時，A／D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部的轉(zhuǎn)換結(jié)束觸發(fā)器置位，并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束標志電平，以通知主機讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量。根據(jù)該信號在IO控制中的連接方式，A／D轉(zhuǎn)換器有查詢、延時和中斷控制方式。采用查詢方式時，轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳通常連接到數(shù)據(jù)線或IO口線上。這種方法程序設計比較簡單，且可靠性高，但實

8、時性差。但由于大多數(shù)控制系統(tǒng)對于這點時間都是允許的，所以，這種方法用得最多。采用延時方式時，轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳懸空。在這種方式中，為了確保轉(zhuǎn)換完成，必須把時間適當延長，因此，其速度比查詢方式還慢，故應用較少。采用中斷方式時，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號通常與計算機的外部中斷引腳連接（如80C51的0INT或）。在中斷方式中，CPU與AD轉(zhuǎn)換器是并行工作的，因此，其工作效率高。在多1INT回路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中一般采用中斷方式。(7)數(shù)字量輸入通道中常用的信號調(diào)理

9、電路有：在小功率輸入調(diào)理電路如采用RC濾波電路消除開關抖動的方法。采用RS觸發(fā)器消除開關兩次反跳的方法。大功率調(diào)理電路如高壓與低壓之間，用光電耦合器進行隔離。交流輸入信號檢測電路如電感、壓敏電阻和光耦合器配合使用的電路。(8)在數(shù)字量輸出通道中的驅(qū)動電路，對于低電壓情況下開關量控制輸出，可采用晶體管、OC門或運放等方式輸出。在驅(qū)動大型設備時，往往利用繼電器作為控制系統(tǒng)輸出到輸出驅(qū)動級之間的第一級執(zhí)行機構，通過第一級繼電器輸出，可以完成從