計算機控制技術習題參考答案完整版

1、1《計算機控制技術》《計算機控制技術》（機械工業(yè)出版社（機械工業(yè)出版社范立南、李雪飛）范立南、李雪飛）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

2、計算機來代替，再加上AD轉換器、DA轉換器等器件，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）和生產過程兩大部分組成。工業(yè)控制機是指按生產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)學模型和調試新的控制程序等。其缺點

3、是它是開環(huán)控制結構，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)，更接近于生產實際，系統(tǒng)簡

4、單，使用靈活，但是其缺點是數(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，調試方便，運行安全可靠，提高生產自動化水平和管理水平，提高勞動生產率等優(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3不失真地恢復。)(tx)(tx(3)不是。如果輸入信號變化很慢（如溫度信號）或者AD轉換時間較快，使得在AD轉換期

5、間輸入信號變化很小，在允許的AD轉換精度內，不必再選用采樣保持器。(4)信號調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），再經濾波后才能送入AD轉換器。而對于電流信號應該通過IV（電流電壓）變換電路，將電流信號轉換成標準電壓信號，再經濾波后送入AD轉換器。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

6、或隨機地連接到公用放大器或A／D轉換器上，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轉換器的量程范圍內（如0~5V）。AD轉換器需要一定的時間才能完成一次AD轉換，因此在進行AD轉換時間內，希望輸入信號不再變化，以免造成轉換誤差。這樣，就需要在AD轉換器之前加入采樣保持器SH。AD轉換器的作用就是把模擬量轉換為數(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

7、輸入通道，模擬量輸出通道，數(shù)字量輸出通道。(6)當轉換結束時，A／D轉換器芯片內部的轉換結束觸發(fā)器置位，并輸出轉換結束標志電平，以通知主機讀取轉換結果的數(shù)字量。根據(jù)該信號在IO控制中的連接方式，A／D轉換器有查詢、延時和中斷控制方式。采用查詢方式時，轉換結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，轉換結束引腳懸

8、空。在這種方式中，為了確保轉換完成，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，轉換結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理電路有：在小功率輸入調理電路如采用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

9、功率調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，可以完成從低壓直流到高壓交流的過渡。固態(tài)繼電器是計算機測控系統(tǒng)中作為輸出通道的控制元件的新型的電子繼電器。4設計題（