《計算機(jī)控制技術(shù)》教材習(xí)題解答

1、《計算機(jī)控制技術(shù)》習(xí)題解答《計算機(jī)控制技術(shù)》習(xí)題解答第一章第一章1.1什么是計算機(jī)控制系統(tǒng)？計算機(jī)控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？什么是計算機(jī)控制系統(tǒng)？計算機(jī)控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？答：計算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計算機(jī)（通常稱為工業(yè)控制計算機(jī)，簡稱工業(yè)控制機(jī)）來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng)。計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成：計算機(jī)控制系統(tǒng)由計算機(jī)（工業(yè)控制機(jī)）和生產(chǎn)過程兩大部分組成。1.2、微型計算機(jī)控制系統(tǒng)的特點是什么？、微型計算機(jī)控制系統(tǒng)的特點是什么？微機(jī)控

2、制系統(tǒng)與常規(guī)的自動控制系統(tǒng)相比，具有如下特點：a.控制規(guī)律靈活多樣，改動方便b.控制精度高，抑制擾動能力強(qiáng)，能實現(xiàn)最優(yōu)控制c.能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計和工況顯示，控制效率高d.控制與管理一體化，進(jìn)一步提高自動化程度1.3計算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有哪些分類？指出這些分類的結(jié)構(gòu)特點和主要應(yīng)用場合。計算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有哪些分類？指出這些分類的結(jié)構(gòu)特點和主要應(yīng)用場合。答：（1）操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活，安全。缺點：由人工操作，速度受到限制，不

3、能控制多個對象。（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDS）優(yōu)點：實時性好，可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)。（3）監(jiān)督控制系統(tǒng)（SCC）優(yōu)點：生產(chǎn)過程始終處于最優(yōu)工況。（4）分散控制系統(tǒng)（DCS）優(yōu)點：分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)。（5）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）優(yōu)點：與DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。國際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一后，可實現(xiàn)真正的開放式互聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。1.4.計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程是怎樣的計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程是怎樣的計算機(jī)控制系統(tǒng)

4、的控制過程可歸納為以下三個步驟：(1)實時數(shù)據(jù)采集：對被控量的瞬時值進(jìn)行檢測，并輸入給計算機(jī)。(2)實時決策：對采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律，決定下一步的控制過程。(3)實時控制：根據(jù)決策，適時地對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)。1.5.實時、在線方式和離線方式的含義是什么？實時、在線方式和離線方式的含義是什么？答：所謂實時，是指信號的輸入、計算和輸出都要在一定的時間范圍內(nèi)完成，亦即計算機(jī)對輸入信息，以足

5、夠快的速度進(jìn)行控制，超出了這個時間，就失去了控制的時機(jī)，控制也就失去了意義。在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)過程和計算機(jī)直接連接，并受計算機(jī)控制的方式稱為在線方式或聯(lián)機(jī)方式；生產(chǎn)過程不和計算機(jī)相連，且不受計算機(jī)控制，而是靠人進(jìn)行聯(lián)系并做相應(yīng)操作的方式稱為離線方式或脫機(jī)方式。1.6操作指導(dǎo)、操作指導(dǎo)、DDC和SCC系統(tǒng)的工作原理如何？它們之間有何區(qū)別和聯(lián)系？系統(tǒng)的工作原理如何？它們之間有何區(qū)別和聯(lián)系？5計算機(jī)控制軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展6第二章第

6、二章2.1什么是過程通道？過程通道有哪些分類？什么是過程通道？過程通道有哪些分類？過程通道是在計算機(jī)和生產(chǎn)過程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道。按信息傳遞的方向來分，過程通道可分為輸入過程通道和輸出過程通道；按所傳遞和交換的信息來分，過程通道又可分為數(shù)字量過程通道和模擬量過程通道。2.2數(shù)字量過程通道由哪些部分組成？各部分的作用是什么？數(shù)字量過程通道由哪些部分組成？各部分的作用是什么？數(shù)字量過程通道包括數(shù)字量輸入通道和數(shù)字量輸出通道。

7、數(shù)字量輸入通道主要由輸入緩沖器、輸入調(diào)理電路、輸入地址譯碼電路、并行接口電路和定時計數(shù)電路等組成。數(shù)字量輸出通道主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動電路、輸出口地址譯碼電路等組成。其中：輸入調(diào)理電路將來自控制裝置或生產(chǎn)過程的各種開關(guān)量，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將其通斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的高、低電平，同時還要考慮對信號進(jìn)行濾波、保護(hù)、消除觸點抖動，以及進(jìn)行信號隔離等問題。2.3簡述兩種硬件消抖電路的工作原理。簡述兩種硬件消抖電路的工作原理。采用積分電路的硬件消抖

8、電路，首先利用積分電路將抖動的高頻部分濾出，其次利用施密特觸發(fā)器整形。采用RS觸發(fā)器的硬件消抖電路，主要是利用RS觸發(fā)器的保持功能實現(xiàn)消抖。2.4簡述光電耦合器的工作原理及在過程通道中的作用。簡述光電耦合器的工作原理及在過程通道中的作用。光電耦合器由封裝在一個管殼內(nèi)的發(fā)光二極管和光敏三極管組成，如下圖所示。輸入電流流過二極管時使其發(fā)光，照射到光敏三極管上使其導(dǎo)通，完成信號的光電耦合傳送，它在過程通道中實現(xiàn)了輸入和輸出在電氣上的完全隔離。

9、光電耦合器電路圖2.5模擬量輸入通道由哪些部分組成？各部分的作用是什么？模擬量輸入通道由哪些部分組成？各部分的作用是什么？模擬量輸入通道一般由IV變換、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、AD轉(zhuǎn)換器、接口及控制邏輯電路組成。(1)IV變換：提高了信號遠(yuǎn)距離傳遞過程中的抗干擾能力，減少了信號的衰減，為與標(biāo)準(zhǔn)化儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配提供了方便。(2)多路轉(zhuǎn)換器：用來切換模擬電壓信號的關(guān)鍵元件。(3)采樣保持器：AD轉(zhuǎn)換器完成一次AD轉(zhuǎn)換總需要一定的時間。在