计算机控制期末复习 下载本文

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?

1

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)?

2

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.

3

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。

P32

+5V100ΩPA7PA3PA0PB7PC总线8255APB0PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0D0CECSR/C12/8VLOGICSTSBIFOFFD11REFIND8REFOUTD7AD574A10VINAGNDDGNDA0+12V100KΩ100KΩ-12V100Ω+15V548+15V-15VSmVDDVEEV013LF398CH76-15VCD4051S0INHCBAVSSS7V7图 3-19 8路12位A/D转换模板电路

8.什么是接口?接口技术?过程通道?

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。

4

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?

5

在计算机出现故障时,可以手动操作 22.什么是传感器?

是将生产过程工艺参数转换为电参数的装置,大多数传感器的输出是直流电压(或电流)信号,也有一些传感器把电阻值、电容值、电感值的变化作为输出量。 23.模拟量输入通道的任务是什么?

把从系统中检测到的模拟信号,变成二进制数字信号,经接口送往计算机 24.模拟量输入通道一般由哪些电路组成 ?

I/V变换,多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑等 25.为什么我们经常用到的标准信号是电流信号?

26.叙述香农采样定理?

如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为fmax,只要按照采样频率f≥ 2fmax进行采样,那么采样信号y*(t)就能唯一地复现y(t)。 27.何谓量化?量化过程?量化装置?量化单位?量化误差?

量化就是用一组数据来逼近离散模拟信号的幅值,将其转换为数字信号, 量化过程就是将采样信号转换为数字信号的过程 量化装置就是执行量化动作的装置

量化单位就是最低有效位所对应的模拟量q,

量化过程实际上是一个用q去度量采样值幅值高低的小数归整过程,由于量化过程是一个小数归整过程,因而存在量化误差,量化误差为(+_1/2)q. 28 .什么是孔径时间和孔径误差?

完成一次A/D转换所需的时间称为孔径时间.

孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差,即为孔径误差. 29 .采样保持器的工作原理?P41

6

VINVINA1S+-A2VOUTtVOUTt采样保持CH(a)原理电路图 2-8 采样保持器 (b)工作波性

30 .结合具体电路,分析以AD574A为核心的A/D过程通道的工作过程。

P45

31.什么是干扰?可采取哪些抗干扰措施?

就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。 硬件措施,软件措施,软硬结合的措施。 32.外部干扰主要有哪些?

主要是空间电或磁的影响,环境温度、湿度等气象条件。 33.内部干扰主要有哪些?

是由系统结构、制造工艺等决定的。内部干扰主要是分布电容、分布电感引起的耦合感应,电磁场辐射感应,长线传输的波反射,多点接地造成的电位差引起的干扰,寄生振荡引起的干扰,甚至元器件产生的噪声。 34 .什么是串模干扰,抑制的方法有哪些?

串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号. 高通,低通,带通滤波器.

尖峰型串模干扰民为主要干扰源时,用双积分A/D转换器. 采用双绞线作信号引线(减少电磁感应) 35 .什么是共模干扰,抑制的方法有哪些?

所谓共模干扰,是指A/D转换器两个输入端公有的干扰电压. 抑制方法:变压器隔离 光电隔离 浮地屏蔽 36 .什么是长线传输干扰,抑制的方法有哪些?

长线传输干扰是指:长线传输受到外界干扰,具有信号延时,高速度变化的信号在长线中传输时,还会出现波反射现象. 抑制方法:终端匹配 始端匹配

7

37.计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用哪些措施?

①Watchdog(俗称看门狗) ②电源监控(掉电检测及保护) ③复位 38.MAX1232的主要功能有哪些?

(1)电源监控 (2)按钮复位输入 (3)监控定时器 39.什么是地线?

地线是信号电流流回信号源的低阻抗路径。 40 .计算机控制系统中有哪些类型的地线?

有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线 第四章

1:求惯性环节 D(s)?1T的差分方程

1s?1

解:由 D(s)?U(S)(S)?1有 s)?E(s)

ET(T1s?1)U(1s?1 化成微分方程: )

Tdu(t1dt?u(t)?e(t)以采样周期离散上述微分方程得 T1u?(kT)?u(kT)?e(kT即)

T1u?(k)?u(k)?e(k)用一阶后项差分近似代替得:

u?(t)?u(k)?u(k?1)代入上式得

T整理得 T1T[u(k)?u(k?1)]?u(k)?e(k)

u(k)?T1T?Tu(k?1)?Te(k)1T?T12.将D(S)离散化为D(Z)常用哪些方法?

(1)双线性变换法 (2)前向差分法 (3)后向差分法 3.PID调节器主要有哪些优点?

8

1)技术成熟,通用性强

2)原理简单,易被人们熟悉和掌握 3)不需要建立数学模型 4)控制效果好 4.写出模拟PID控制规律

?1u(t)?KP?e(t)?TI??t0e(t)dt?TDde(t)??dt?5.什么是比例带(度)?积分时间?微分时间?

6.写出比例调节器控制规律并说明其特点

u(t)=Kp*e(t)+u0

特点:有差调节,只要偏差出现,就能及时地产生与之成比例的调节作用,具有调节及时的特点。

7.何谓积分作用?写出控制规律并说明其特点

积分作用是指调节器的输出与输入偏差的积分成比例的作用

特点:①无差调节; ②稳定性变差:积分引入了-90度相角。 8.写出微分调节器控制规律并说明其特点

tu(t)?S0?e(t)dt0de(t)u(t)?KPTDdt微分环节能反映偏差信号的变化趋势,并能在偏差信号值变得太大之前,在系统中引入

一个有效的早期修正信号,加快系统的动态响应速度,减小调整时间,同时可以减小超调量,克服振荡,使系统的稳定性提高从而改善系统的动态性能。 9.写出数字PID位置型控制算法计算公式。

?Tu(k)?KP?e(k)?TI??e(i)?TDi?0ke(k)?e(k?1)??T?9

10.写出数字PID增量型控制算法计算公式。并给出推导过程

?u(k)?u(k)?u(k?1)?KP?e(k)?e(k?1)??KIe(k)?KD?e(k)?2e(k?1)?e(k?2)?11.增量式控制算法有哪些优点?

(1)增量算法不需要做累加,控制量增量的确定仅与最近几次误差采样值有关,计算误差或计算精度问题,对控制量的计算影响较小。而位置算法要用到过去的误差的累加值,容易产生大的累加误差。

(2)增量式算法得出的是控制量的增量,例如阀门控制中、只输出阀门开度的变化部分,误动作影响小,必要时通过逻辑判断限制或禁止本次输出,不会严重影响系统的工作。而位置算法的输出是控制量的全量输出,误动作影响大。

(3)采用增量算法,易于实现手动到自动的无冲击切换。 12.写出位置型控制算法的递推算法 u(k)=u(k-1)+Δu(k)

=u(k-1)+q0e(k)+q1e(k-1)+q2e(k-2) 13.PID控制中对积分项可采取哪四种改进措施?

(1)积分分离 (2)抗积分饱和 (3)梯形积分 (4)消除积分不灵敏区 14.积分分离措施怎样实现?

偏差e(k)较大时,取消积分作用;偏差e(k)较小时,将积分作用投入。 15.何谓积分饱和?如何处理积分饱和?

如果执行机构已到极限位置,仍然不能消除偏差时,由于积分作用,尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应的动作,这就称为积分饱和 当出现积分饱和时,势必使超调量增加,控制品质变坏。作为防止积分饱和的办法之一,可对计算出的控制量u(k)限幅,同时,把积分作用切除掉。若以8位D/A为例,则有 当u(k)<00H时,取u(k)=0 当u(k)>FFH时,取u(k)=FFH16.产生积分不灵敏区的原因是什么?

由于计算机字长的限制,当运算结果小于字长所能表示的数的精度,计算机就作为“零”将此数丢掉。当计算机的运行字长较短,采样周期T也短,而积分时间TI又较长时,ΔuI(k)容易出现小于字长的精度而丢数,此积分作用消失,这就称为积分不灵敏区。

10

17.为了消除积分不灵敏区,通常采取哪些措施?

①增加A/D转换位数,加长运算字长,这样可以提高运算精度。

②当积分项ΔuI(k)连续n次出现小于输出精度ε的情况时,不要把它们作为“零”舍掉,而是把它们一次次累加起来,直到累加值SI大于ε时,才输出SI,同时把累加单元清零 。 18.对微分项进行改进主要有哪两种方法?

(1)不完全微分PID控制算法 (2)微分先行PID控制算式 19.微分先行PID控制和标准PID控制的不同之处在什么地方?

只对被控量y(t)微分,不对偏差e(t)微分,这样,在改变给定值时,输出不会改变,而被控量的变化,通常是比较缓和的。这种输出量先行微分控制适用于给定值频繁升降的系统,可以避免给定值升降时所引起的系统振荡,明显地改善了系统的动态特性。 20.何为开关控制(Bang-Bang控制)系统

使系统从一个初始状态转到另一个状态所经历的过渡时间最短,这种类型的最优切换系统,称为开关控制(Bang-Bang控制)系统 21.按简易工程法整定PID参数时有哪些方法?

(1)扩充临界比例度法 (2)扩充响应曲线法 (3)归一参数整定法 23. 根据模拟PID的控制算法,分别写出数字PID位置式和增量式算法。

P105 P106

24 .数字PID位置式和增量式算法的各自特点是什么?

增量算法不需要做累加,位置算法要用到过去的误差的累加值,容易产生大的累加误差

增量算法得出的是控制量的增量,而位置算法的输出是控制量的全量输出,误动作影响大.

采用增量算法,易于实现手动到自动的无冲击切换.

25 .数字PID控制算法中,Kp、Ti、Td的物理调节作用分别是什么?

Kp为比例增益,能减小误差,但不能消除稳态误差,但Kp加大会引起系统不稳定. Ti为积分时间常数 只要有足够的时间,积分控制将能完全消除误差 但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡.

Td为微分时间常数 可以减小调整时间, 从而改变系统的动态性能. 26. 最少拍控制算法本质上是什么算法,为什么?

最少拍控制算法本质上是时间最优控制算法,因为最少拍控制算法是以系统的快速性

11

为主要性能指标.

27 .最少拍控制算法的三种典型输入信号分别是什么?

三种典型输入信号分别是单位阶跃信号,单位速度信号,单位加速度信号 28 .最少拍控制算法的局限性是什么?

最少拍控制器对典型输入信号的适应性较差 第七章

1.什么是系统误差,有何特点?

系统误差:是指在相同条件下,经过多次测量,误差的数值(包括大小符号)保持恒定,或按某种已知的规律变化的误差。

特点:在一定的测量条件下,其变化规律是可以掌握的,产生误差的原因一般也是知道的。因此,原则上讲,系统误差是可以通过适当的技术途径来确定并加以校正的。 2. 给定值处理包括选择给定值SV和给定值变化率限制SR两部分。

3. 如何计算偏差,什么是偏差报警?

计算偏差:根据正/反作用方式(D/R)计算偏差DV,

当D/R=0,代表正作用,此时偏差DV=CPV-CSV

当D/R=1,代表反作用,此时偏差DV=CSV-CPV;

对于控制要求较高的对象,不仅要设置被控制量PV的上、下限报警,而且要设置偏差报警。 当偏差绝对值|DV|>DL时,则偏差报警状态DLA为“1”。 4.什么叫无平衡无扰动切换?

所谓无平衡无扰动切换,是指在进行手动到自动或自动到手动的切换之前,无须由人工进行手动输出控制信号与自动输出控制信号之间的对位平衡操作,就可以保证切换时不会对执行机构的现有位置产生扰动。 5.如何选择A/D转换器的字长?

确定字长要考虑的因素是:输入信号x的动态范围和分辨率。 (1)输入信号的动态范围

n1?log2(1?xmax?xmin?)λ为转换当量

12

(2)分辨率

n1?log2(1?1)D06.为保证运算精度,由8位或12位A/D采集数据后,在CPU内至少应采用16位字长运算. 7.测控系统软件的基本要求:(1)易理解、易维护(2)实时性(3)可测试性 (4)准确性(5)可靠性

8.什么是数字滤波技术,与模拟滤波器相比有何优点?

所谓数字滤波,就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。故实质上它是一种程序滤波。

与模拟滤波器相比,有以下几个优点:

1)数字滤波是用程序实现的,不需要增加硬设备,所以可靠性高,稳定性好。 2)数字滤波可以对频率很低(如0.01HZ)的信号实现滤波,克服了模拟滤波器的缺陷。 3)数字滤波器可以根据信号的不同,采用不同的滤波方法或滤波参数,具有灵活、方便、功能强的特点。

9.主要数字滤波算法: 算术平均值法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法 10.什么是软件陷阱,由哪些指令构成,主要安排在什么地方?

所谓软件陷阱,就是一条引导指令,强行将扑获的程序引向一个指定的地址,在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。 软件陷阱由三条指令构成: NOP NOP

LJMP ERR ; ERR错误处理程序入口 软件陷阱安排在下列四种地方: 1)未使用的中断向量区 2)未使用的大片ROM区 3)表格区尾部 4)程序区

11.程序运行监视系统WATCHDOG有何特性,其电路由什么构成? 特性:1)本身是能独立工作的定时器,基本不依赖CPU工作。

2)CPU在一个固定的时间间隔中和该系统打一次交道(喂一次狗),以表明系统“目

13

前正常”。

3)当CPU掉入死循环后,能及时发现并使系统复位。 WATCHDOG电路构成: 1)计数器形式; 2)单稳态电路形式;

3)集成WATCHDOG电路,如X5045、OMP813L、MAX705 等等。

14

计算机控制技术复习题一

一、填空

1. 若连续信号的最高频率为?max,按采样定理要求,采样频率?s应 >=2?max 。 2. 常用的数字滤波算法主要包括: 算术平均值法 、 中位值滤波法 、 限

幅滤波法 、 惯性滤波法 等。

3. 通常在传感器与A/D之间加入调理电路的目的是 使模拟输入电压满足A/D转换量程要求 。

4. 计算机控制系统的输入与输出信号主要分为 数字 信号与 模拟 信号。 5. 计算机控制系统的工作过程可归纳为以下三步: 实时数据采集 、 实时控制决策 、 实时输出控制 。

6. CPU在与I/O设备进行数据交换时主要存在以下问题: 速度不匹配 、 时序不匹配 、 信息格式不匹配 、 信息类型不匹配 。

7. 计算机控制系统的过程通道分为四类: 模拟量输入通道 、 模拟量输出通

道 、 数字量输入通道 和 数字量输出通道 。

8. 共模干扰的抑制方法主要有: 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 。

9. 一般数控系统组成包括: 输入装置 、 输出装置 、 控制器 和 插补器 等四大部分组成。

10. 数控系统按控制方式来分类,可以分为 点位控制 、 直线切削控制 和 轮廓切削控制 ,这三种控制方式都是运动的轨迹控制。

11. 逐点比较法插补计算的四个步骤: 偏差判别 、 坐标进给 、 偏差计算 、

终点判断 。

12. 控制系统的四大要素是: 给定量 、 执行机构 、 控制对象 以及 被控

量 。

13. 软件是工业控制机的程序系统,它可分为 系统软件 、 支持软件和应用软件三部分。

14. 传感器把生产过程的信号转换成电信号,然后用A/D转换器把模拟信号变成数字

信号,读入计算机中,对于这样得到的数据,一般要进行一些预处理,其中最基本的处理有 线性化处理 、 标度变换 和 系统误差的自动校准 。 15. 计算机控制中的数字PID控制算法有 数字PID位置型控制算法 和 数字PID

15

增量型控制算法 两种基本形式。

16. 经常采用的软件抗干扰技术包括: 数字滤波技术 、 开关量的软件抗干扰技

术 、 指令冗余技术 、 软件陷阱技术 等。

17. 采用差分放大器作为信号前置放大是抑制 串模 干扰的方法之一。 18. 通常把 叠加在被测信号上 的干扰信号称为串模干扰。 19. 平均值滤波是对信号y进行m次采样;滤波器的输出 20. 若信号的动态范围为N,计算机字长n ? log2 (1+N) 。

21. 模拟量输入通道一般由 信号预处理 , 多路转换器 、 前置放大器 、 采样保持器 、 模/数转换器 及 接口逻辑电路 等组成。

三、判断

1. 下图所示干扰源为共模干扰。错,串模。

2. 如果串模干扰频率比被测信号频率高,则采用输入低通滤波器来抑制高频率串模干扰。

3. 如果串模干扰频率比被测信号频率低,则采用高通滤波器来抑制低频串模干扰。对 4. 对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下,对被测信号应尽可能早地进行前置放大,从

而达到提高回路中的信号噪声比的目的。对

5. 下图所示干扰源为共模干扰。对

6. 计算机控制系统的设计,就是指在给定系统性能指标的条件下,设计出控制器的控制规

律和相应的数字控制算法。对

7. 数字控制器的连续化设计是忽略控制回路中所有的零阶保持器和采样器,在S域中按连

续系统进行初步设计,求出连续控制器,然后通过某种近似,将连续控制器离散化为数

16

字控制器,并由计算机来实现。对

8. 按偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器简称为PID调节器,是在连续系统中技术

最为成熟,应用最为广泛的一种调节器。对

9. PID调节器结构简单、参数易于调整,当被控对象精确数学模型难以建立、系统的参数

又经常发生变化时,应用PID控制技术,在线整定最为方便。对

10.比例调节器对于偏差是即时反应,偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用使被控量朝

着减小偏差的方向变化,控制作用的强弱取决于比例系数。只有当偏差发生变化时,控制量才变化。对

11.比例调节器不能消除静差,比例系数KP过大,会使动态质量变坏,引起被控量振荡甚至

导致闭环不稳定。对

12.积分调节的特点是调节器的输出与偏差存在的时间有关,只要偏差不为零,输出就会随

时间不断增加,并减小偏差,直至消除偏差,控制作用不再变化,系统才能达到稳态。对

13.微分调节的特点是在偏差出现或变化的瞬间,产生一个正比于偏差变化率的控制作用,

它总是反对偏差向任何方向的变化,偏差变化越快,反对作用越强。故微分作用的加入将有助于减小超调,克服振荡,使系统趋于稳定。对

14.在PID控制中,在阶跃信号的作用下,首先是比例和微分作用,使其调节作用加强,然

后是积分作用,直到消除偏差。对

15.由于物料或能量的传输延迟引起的滞后现象称为纯滞后。对 16.由于惯性引起的滞后,比如发酵过程,属于纯滞后。错,容量滞后

17.所谓软件陷阱,就是一条引导指令,强行将扑获的程序引向一个指定的地址,在那里有

一段专门对程序出错进行处理的程序。对

18.所谓指令冗余,就是在关键地方人为插入一些单字节指令,或将有效单字节指令重复书

写,提高弹飞程序纳入正轨的机会。对 四、简答

1. 试表述采样定理,并说明若一高频信号采样时不满足采样定理,采样后将会变成何种信

号。答:即是采样频率应大于最高频率的两倍,若不满足,则高频会变低频,且失真。 2. 简述计算机控制的含义?答:所谓计算机控制,就是利用传感装置将被监控对象中的物

理参量(如温度、压力、液位、速度)转换为电量(如电压、电流),再将这些代表实际物理参量的电量送入输入装置中转换为计算机可识别的数字量,并且在计算机的显示

17

装置中以数字、图形或曲线的方式显示出来,从而使得操作人员能够直观而迅速地了解被监控对象的变化过程。

3. 计算机控制系统的典型形式有哪几类?答:1.数据采集和监视系统;2.直接数字控制系

统 (DDC);3.监督控制系统 ;4.集散控制系统;5.现场总线控制系统

4. 什么是总线?答:所谓总线就是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和

传输信息的信号线,信息包括指令、数据和地址。 5. 常用的总线标准有哪些?答:OIS,DDC,SCC

6. 什么是接口?答:是计算机与外部设备(部件与部件之间)交换信息的桥梁,它包括输

入接口和输出接口。

7. 接口电路的主要作用是什么?答:实现计算机系统中一个部件与另一些部件的相互联

系。

8. 简述模拟量输入通道的构成。答:模拟量输入通道一般由信号预处理、多路转换器、前

置放大器、采样保持器、模/数转换器和接口逻辑电路等组成。其核心是模/数转换器。 9. 如下图所示为功率晶体管输出驱动继电器电路,试说明二极管D与电阻R的作用分别是

什么?答:D的作用是泄流,通过D放掉J上所带的电荷,防止反击穿;R的作用是限流。

10. 什么是共模干扰?抑制共模干扰的措施有哪些?答:所谓共模干扰是指模/数转换器两

个输入端上公有的干扰电压。共模干扰也称为共态干扰。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。

11. 插补器的作用是什么?答:在数控系统中完成插补工作。

12. 简述什么是逐点比较法插补?答:所谓逐点比较法插补,就是刀具或绘图笔每走一步都

要和给定轨迹上的坐标值进行比较,看这点在给定轨迹的上方或下方,或是给定轨迹的里面或外面,从而决定下一步的进给方向。如果原来在给定轨迹的下方,下一步就向给定轨迹的上方走,如果原来在给定轨迹的里面,下一步就向给定轨迹的外面走,…。如

18

此,走一步、看一看,比较一次,决定下一步走向,以便逼近给定轨迹,即形成逐点比较插补。

13. 简述数字控制器的连续化设计步骤。答:第一步:假想的连续控制器D(s);第二步:选

择采样周期T ;第三步:将D(s)离散化为D(z);第四步:设计由计算机实现的控制算法;第五步:校验。

14. 数字PID控制器的改进措施主要有哪些?答:1.积分项的改进;2.微分项的改进;3.时

间最优+PID控制;4.带死区的PID控制算法;

15. 什么叫积分饱和?它是怎样引起的?如何消除?答:如果执行机构已到极限位置,仍然

不能消除偏差时,由于积分作用,尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应的动作,这就称为积分饱和。

作为防止积分饱和的办法之一,可对计算出的控制量u(k)限幅,同时,把积分作用切除掉。 16. 简述数字控制器的离散化设计步骤。答:1.求广义对象的脉冲传递函数G(z);2.根据控

制系统的性能指标要求和其它约束条件,确定所需的闭环脉冲传递函数Ф(z);3. 求取数字控制器的脉冲传递函数D(z);4. 根据D(z)求取控制算法的递推计算公式; 17. 最少拍控制的含义是什么?答:所谓最少拍控制,就是要求闭环系统对于某种特定的输

入在最少个采样周期内达到无静差的稳态,且闭环脉冲传递函数具有以下形式: 18. 简述什么是振铃现象及其危害?答:所谓振铃(Ringing)现象,是指数字控制器的输出

以二分之一采样频率大幅度衰减振荡的现象。振铃现象会增加执行机构的磨损,在有交互作用的多参数控制系统中,振铃现象还有可能影响到系统的稳定性。

19. 什么是数字滤波?其优点是什么?答:所谓数字滤波,就是通过一定的计算或判断程序

减少干扰在有用信号中的比重。故实质上它是一种程序滤波。优点:1.数字滤波是用程序实现的,不需要增加硬设备,所以可靠性高,稳定性好;2.数字滤波可以对频率很低(如0.01Hz)的信号实现滤波,克服了模拟滤波器的缺陷;3. 数字滤波器可以根据信号的不同,采用不同的滤波方法或滤波参数,具有灵活、方便、功能强的特点。 20. 下面的程序是根据累加器A内容的正、负、零情况进行三分支的程序,请指出哪些语句

属于软件陷阱?

JNZ XYZ

……;零处理 LJMP ABC NOP

19

NOP LJMP ERR

XYZ: JB ACC.7, UVW

……;正数处理

LJMP ABC

NOP

NOP LJMP ERR

UVW:

……;负数处理

ABC: ……;取结果

RET

NOP NOP LJMP ERR

21. 下列程序是利用减法比较两无符号数的大小程序段(数放A、B中),请指出哪些语句是

指令冗余?

CLR C

SUBB A, B NOP NOP JC BBIG … …

BBIG:NOP …..

22. 计算机控制系统的理论设计主要包括哪些内容? 答:计算机控制理论、电子技术、生产工艺方面的知识。 23. 计算机控制系统的设计原则是什么?

答:1.安全可靠;2.操作维护方便;3.实时性强;4.通用性好;5.经济效益高。 24. 简述计算机控制系统的设计步骤。

20

答:1.工程项目与控制任务的确定阶段;2.工程项目的设计阶段;3.离线仿真和调试阶段;4.在线调试和运行阶段。

25. 在计算机控制系统设计中,硬件总体方案设计包含哪些内容?

答:1.选择系统的总线和主机机型;2.选择输入输出通道模块;3.选择变送器和执行机构。 26. 计算机控制系统在选择A/D变换器时应注意哪些指标?这些指标应根据什么原则选

取?

答:1.分辨率;2.转换时间;3.转换精度;4.线性误差;5.转换量程。 五、计算

1. 已知模拟调节器的传递函数为 D(s)?U(s)1?0.17s? E(s)1?0.085s试采用双线性变换法写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式,设采样周期T=0.2s。 2. 已知被控对象的传递函数为 Gc(s)?采样周期T=1s,采用零阶保持器。

要求:针对单位阶跃输入信号设计最少拍有纹波系统D(z),并计算y(k)、u(k)、e(k)序列,画出它们对时间变化的波形。

3. 现已知某炉温变化范围为0~1000℃,测试时,采用9位的A/D变换器(带符号位),

试问此时系统对炉温变化的分辨率为多少℃?若测试时,通过变送器将测试起点迁移到500℃,保持同样的系统对炉温变化的分辨率,试问此时可采用几位的A/D变换器就可以了。

4. 现已知某炉温变化范围为0~1500℃,要求测试时,分辨率为3℃,试确定A/D变换器的

字长应选为多少?若A/D字长n不变,通过变送器将测试起点迁移到600℃,试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少?n=9,1.76℃

5. 某炉温度变化范围为0~1500℃,要求分辨率为3℃,温度变送器输出范围为0~5V。

若A/D转换器的输入范围也为0~5V,则求A/D转换器的字长应为多少位?若A/D转换器的字长不变,现在通过变送器零点迁移而将信号零点迁移到600℃,此时系统对炉温变化的分辨率为多少答案:n=9,1.76℃

21

10

s(0.1s?1)

6. 某热处理炉温度变化范围为0~1350℃,经温度变送器变换为1~5V电压送至ADC0809,

ADC0809的输入范围为0~5V。当t=KT时,ADC0809的转换结果为6AH,问此时的炉内温度为多少度? t=363.97℃

7. 某执行机构的输入变化范围为4~20mA,灵敏度为0.05mA,应选D/A转换器的字长为

多少位? n=9

8. 编制一个能完成中位值滤波加上算术平均值滤波的子程序。设对变量采样测量7次,7

个采样值排序后取中间的3个采样值平均,每个采样值为12位二进制数。

9. 设加工第一象限直线OA,起点为O(0,0),终点坐标为A(8,4),试进行插补计算并作

出走步轨迹图。

10. 设加工第一象限逆圆弧AB,已知圆弧的起点坐标为A(6,0),终点坐标为B(0,6),

试进行插补计算并作出走步轨迹图。 9.解: 序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

27. 计算机控制系统的理论设计主要包括哪些内容?答:计算机控制理论、电子技术、生产

偏差判别 F0=0 F1=-4<0 F2=4>0 F3=0 F4=-4<0 F5=4>0 F6=0 F7=-4<0 F8=4>0 F9=0 F10=-4<0 F11=4>0 进给 +△x +△y +△x +△x +△y +△x +△x +△y +△x +△x +△y +△x 偏差计算 F0=0 F1=F0-Ye=-4 F2=F1+Xe=4 F3=F2-Ye=0 F4=F3-Ye=-4 F5=F4+Xe=4 F6=F5-Ye=0 F7=F6-Ye=-4 F8=F7+Xe=4 F9=F8-Ye=0 F10=F9-Ye=-4 F11=F10+Xe=4 F12=F11-Ye=0 终点判别 N(xy)=12 N(xy)=11 N(xy)=10 N(xy)=9 N(xy)=8 N(xy)=7 N(xy)=6 N(xy)=5 N(xy)=4 N(xy)=3 N(xy)=2 N(xy)=1 N(xy)=0 22

工艺方面的知识。

28. 计算机控制系统的设计原则是什么?答:1.安全可靠;2.操作维护方便;3.实时性强;

4.通用性好;5.经济效益高。

29. 简述计算机控制系统的设计步骤。答:1.工程项目与控制任务的确定阶段;2.工程项目

的设计阶段;3.离线仿真和调试阶段;4.在线调试和运行阶段。

30. 在计算机控制系统设计中,硬件总体方案设计包含哪些内容?答:1.选择系统的总线和

主机机型;2.选择输入输出通道模块;3.选择变送器和执行机构。

31. 计算机控制系统在选择A/D变换器时应注意哪些指标?这些指标应根据什么原则选

取?答:转换时间,分辨率,线性误差,量程,对基准电源的要求等。

计算机控制系统复习题二

一、填空题

1、计算机控制系统由计算机和 被控对象(或生产过程)两部分组成。计算机控制系统的基本工作原理可以归纳为: 实时数据处理、 实时监督决策、 实时控制及输出。

2、所谓计算机控制,就是利用 传感装置 将被监控对象中的物理参量(如温度、压力)转换为电量(如电压、电流),再将这些电量送入 输入装置 中转换为计算机可识别的数字量,并且在计算机的显示装置中以 数字、图形或曲线 的方式显示出来,从而使得操作人员能够直观地了解被监控对象的变化过程。计算机还可以将采集到的数据存储起来,随时进行分析、统计和显示并制作各种 报表 。如果需要对被控对象进行控制,则由计算机中的应用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工艺所要求该物理量的设定值进行判断;然后在 输出装置 中输出相应的电信号,并且推动 执行装置(如调节阀、电动机) 动作从而完成相应的控制任务。

3、若ωmax为被采样的连续信号的最高频率,根据香农采样定理,采样周期必须满足 T<π/ωmax

4、人机接口的作用:一是输入程序或数据,完成各种操作控制;二是显示生产过程的工艺状况与运行结果。

5、与开环控制系统相比较,闭环控制系统可以使被控量具有较高的精度

6、为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配,通常应在传感器与A/D之间加入调理电路。 选择D/A变换器字长时,要求计算机系统输出的最小信号应小于执行机构的死区。

9、某8位A/D转换器的输入电压为0~+5V,则输入模拟量为3V是输出的数字量是99H

23

1m10、平均值滤波是对信号y进行m次采样;则滤波器的输出y(k)??y(i)

mi?111、在微机控制系统中,一般采用分别汇流法单点接地,这样接地的目的是避免构成地回路。

12、集散控制系统一般由现场监测站、现场控制站、操作员站、工程师站、上位机和通讯网络组成,具有分散控制、集中管理的特点。其中,操作员站、工程师站、上位计算机构成集散控制系统的集中管理部分;现场监测站、现场控制站构成分散控制部分;通信网络是连接集散控制系统各部分的纽带,是实现集中管理、分散控制的关键。

13、按照功能分层,集散控制系统可以分为直接控制级、过程管理级和经营管理级。信息一方面自下而上逐渐集中,同时,它又自上而下逐渐分散。

14、集散控制系统的特点:分级递阶控制、分散控制、自治和协调性 15、DCS系统的软件组态包括系统组态、画面组态和控制组态。

18.计算机控制系统与连续系统相比,在系统结构与参数不变的条件下,抑制干扰的能力增强。

19.小的采样周期T,在计算机字长有限时,系统的量化误差保持不变。 20. 在D/A转换器中决定输出信号的极性和幅值的是Vref 二、名词解释

1、实时性

实时性是指IPC系统应该具有的能够在限定的时间内对外来事件做出反应的特性。 2、串模干扰和共模干扰:

串模干扰是叠加在被测信号上的干扰,可能是信号源的一部分,也可能是由长线引入的;共模干扰是指测控系统模拟量输入通道的A/D转换器的两个输入端共有的干扰电压。

3.数字滤波

数字滤波是通过一定的计算程序对采样信号进行处理以减小或消除干扰信号达到滤波

1m目的。例如:平均值滤波是对信号y进行m次采样;则滤波器的输出y(k)??y(i)

mi?14、标度变换

标度变换就是数字量转换成它所代替的实际值。 5、分辨率定义:能对转换结果发生影响的最小输入量。

24

6、精度:转换后所得结果相对于实际值的准确度。 三、问答题

1、画出典型计算机控制系统的基本框图。

2、简述计算机控制系统的一般控制过程。

1)实时数据采集:对测量变送装置检测到的被控参数的瞬时值经A/D转换后进行采集。

2)实时决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按设定的控制规律进行运算。 3)实时控制:根据决策,适时地输出运算后控制信号,经D/A转换后驱动执行机构,完成控制任务。

※3、结合下图所示温度监控计算机系统,简述计算机控制系统的一般控制过程。

上述温度监控计算机系统对生产过程实现自动控制可以分解为四个过程:

1)生产过程的被控参量(过程信号)通过测量环节转化为相应的电量或电参数,再由变送器或放大器变换成标准的电压信号或电流信号;

2)电压信号或电流信号经过A/D转换后变成计算机可以识别的数字信号,并将其转换为人们易于理解的工程量(测量值);

3)计算机根据测量值与给定值的偏差,按一定的控制算法输出控制信号;

25

4)控制信号作用于执行机构,通过调节物料流量或能量的大小来实现对生产过程的调节。

4、在数字PID中,采样周期是如何确定的? 答:根据香农采样定理,采样周期必须满足T??,其中?max 为被采样的连续信?max号的最高频率。因此香农采样定理给出了选择采样周期的上限。采样周期的选择方法有两种:计算法和经验法。

5、在计算机控制系统中,输入/输出通道分为哪些类型?它们各有什么作用? 输入通道分为:模拟输入通道和开关量输入通道。

模拟量输入通道作用:把传感器转换后的电信号经过适当的调理,然后转换成数字量输入计算机。

开关量输入通道的作用:接受外部设备的状态逻辑信号,并对输入的状态信号采取转换,保护,滤波,隔离等措施。

输出通道分为:模拟量输出通道和开关量输出通道。 模拟量输出通道:把数字量转换成适合于执行机构的模拟量。 开关量输出通道:主要是滤波,电平转换,隔离和功率的驱动。 6、什么是标度变换?写出线性标度变换的算法? 标度变换就是数字量转换成它所代替的实际值。

Nx线形标度变换的方法:AX=A0+(AM-A0)×Nm

其中A0——测量仪表的下限 AM——测量仪表的上限 AX——实际测量值

N0——测量仪表下限所对应的数字量 NM——测量仪表上限所对应的数字量

NX——测量值所对应的数字量 7、集散控制系统的特点

1.自治性 2.协调性 3.在线性和实时性 4.适应性、灵活性和可扩充性

5.系统组态灵活方便 6.友好性 7.可靠性

8、集散控制系统的主要组成部分有哪些?各部分的主要功能是什么?

26

集散控制系统一般由现场监测站、现场控制站、操作员站、工程师站、上位机和通讯网络组成,具有分散控制、集中管理的特点。其中,操作员站、工程师站、上位计算机构成集散控制系统的集中管理部分;现场监测站、现场控制站构成分散控制部分;通信网络是连接集散控制系统各部分的纽带,是实现集中管理、分散控制的关键。 9、为保障现场控制站的可靠性,通常采用哪些措施?

器件的选用和加工处理、采用冗余技术、采用故障隔离措施、采用故障诊断技术、提高系统软件的可靠性。

10、什么是现场总线?它与DCS的哪些异同点?

现场总线是连接智能现场设备和各类自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。

1.现场通信网络 2.现场设备互连 3.系统的开放性 4.功能分散 5.互操作性 6.通信线供电 11、现场所总线通信系统与ISO/OSI参考模型有什么区别?

ISO/OSI参考模型定义了一个7层的开放系统通信结构。现场总线系统根据环境要求,优化了模型,去除了实时性不强的中间层,并增加了用户层,这样就构成现场总线通信系统模型。典型的现场总线协议模型采用ISO/OSI参考模型中的三个对应层,即物理层、链路层和应用层。

12、现场总线控制系统结构框图

一个按现场总线技术构造的计算机监控系统如图8-1所示。现场总线系统有两个主要部分组成:一是现场智能设备,二是系统的传输介质。现场智能设备由微处理器以及外围电路构成;现场总线系统使用最多的传输介质是双绞线。

五、计算题

27

2.某压力测量系统中,压力测量仪表的量程为400-1200Pa,某一时刻计算机采样并经数字

滤波后的数字量为ABH,求此时的压力是多少? 解:根据题意A0=400pa,Amax=1200pa,N=ABH=171D, 选Nmax=FFH=255D,所以, AX =(Amax- A0)×

N171+A0 =(1200-400)×Pa+400pa?936Pa

Nmax2553、现已知某炉温变化范围为0~1500℃,要求测试时,分辨率为3℃,试确定A/D变换器的字长应选为多少?若A/D字长n不变,通过变送器将测试起点迁移到600℃,试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。

解:要求的分辨率3℃/(1500℃-0)=1/500 8位的分辨率1/256 9位的分辨率1/511 故选9位

1500-600=900 故分辨率为(1500-600/511)=1.76℃

4、某烟厂用计算机采集烟叶发酵室的温度变化数据,该温度测量范围是20~80,所得税模拟信号为1~5V,采用铂热电阻(线性传感元件)测温。用8位A/D转换器进行转换数字量,转换器输入0~5V时输出是00H~0FFH。某一时刻计算机采集到的数字量为0B7H,用计算机作工程量线性转换。

58.82℃

六、已知A点信号如图1所示,试画出B点、C点的信号图形,设采样周期T=?/2。

解:B点、C点的信号图形。

21x(t)TA?B

ZOHC28

o2?t图 2x(t)c(t)BCo?2?to?2?t

计算机控制复习题三

一﹑名词解释 ⒈直接数字控制系统

在实际控制中,当系统所选择的采样周期较大或对控制质量要求较高时,通常需要从被控对象的特性出发,直接根据采样理论来设计数字控制器,这种方法就是直接数字设计,所形成的控制系统就是直接数字控制系统。

⒉动态过程

系统在外加信号作用下,被控量随时间变化而变化的过程称为控制系统的动态过程,反映了系统的动态特性。

⒊数字滤波

数字滤波就是通过某种计算或判断程序来减少干扰信号在有用信号中的比重。

二﹑填空题

⒈数字滤波程序设计中常见的滤波算法有 程序判断滤波 、 算数平均滤波和 中值滤波 。(任写三种)

⒉根据微机在过程控制中的应用情况,微机控制系统可分为四种常用类型,分别是 数据采集与处理系统 、 直接数字控制系统 、 计算机监督控制系统 和 分级控制系统 。

⒊在工程应用中,典型的控制系统环节有 比例环节 ﹑ 惯性环节 ﹑ 积分环节 ﹑ 一阶微分环节 ﹑ 振荡环节 ﹑延迟环节等。

⒋衡量二阶系统时域响应的动态性能特性时,可用 上升时间 、 峰值时间 、 超调量 、

29

和 延迟时间 、 调节时间 等五个指标来描述。

⒌微机控制中的数字PID控制算法有 位置型 和 增量型 两种基本形式。 三﹑简答题

⒈简述什么是自动控制。

答:采用控制装置自动地﹑有目的地对机器设备或生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能要求,这个过程就是自动控制。

⒉简述数字滤波中的算术平均滤波的滤波原理。

答:算数平均滤波就是把n个采样值相加,然后取算术平均值作为本次有效的采样信号

⒊简述PID调节器的基本原理。

答:PID调节器的基本原理是将被测参数由传感器变换成统一的标准信号送入调节器,与系统设定值进行比较,产生出的偏差经PID运算后送到执行机构,来改变系统的进给量,实现被测量的自动调节。

四﹑综合题

微机控制系统中的基本组成中,主要的模块有:微型计算机主机、外部设备、I/O接口及输入输出通道、测量与执行机构及操作控制台。试问: (1) 微型计算机主机的功能。 (2) I/O接口及输入输出通道的功能。

答:⑴微型计算机是系统的核心,它通过接口电路向系统中的各个部件发出控制命令,并对控制对象的现场参数进行巡回检测﹑数据处理﹑计算和逻辑判断等操作。

⑵I/O接口及输入输出通道是主机和被控对象之间进行信息交换的纽带,在微机控制的各个接口中,采用较多的是串行﹑并行和直接数据传送等可编程I/O接口。输入输出通道主要完成外设信号到微机所需数字信号转换的模/数转换器,完成微机输出数字信号到外设所需信号转换的数/模转换器

30