计算机控制技术与系统思考题与习题

《计算机控制技术与系统》课程

思考题与习题

第一章绪论

简述计算机控制技术发展史。

简述计算机控制系统的类型、结构和特点。

计算机控制与常规控制主要不同点在哪里

典型计算机控制系统有哪几部分组成，画出方框图。

什么叫做动态系统

对计算机控制系统的基本要求是什么

简述调节系统与跟踪系统（随动系统）的特点。

典型计算机集成制造系统（CIMS）有哪四个功能系统和两个支持系统

第二章过程通道

采样定理对于采样周期的选取有什么意义

写出采样过程的数学描述形式。

影响采样周期选择的因素主要有哪些

多路采样装置的主要作用是什么，常用采样器包括哪些

过程通道的采样周期T是否越小越好，为什么

A转换的工作方式主要有哪几种，简述其原理。

2.7A/D转换的工作方式主要有哪几种，简述其原理。

简述模入通道结构与各组成部分功能。

简述过程通道的类型和基本功能。

简述开关量通道的基本构成形式和主要作用。

简述开关量通道的抗干扰措施有哪些。

模出通道的类型主要有哪几种，各有什么特点

保持器在过程通道中的作用是什么，举例分析。

某热工过程有16点温度信号，变化范围: 150--850 C, 采用微机监测。

求解问题：

1、 若经A/D 转换后的数字量每个脉冲对应的实际温度小于等于 C , 则A/D 分辨率至少为多少才能保证该精度

2、写出A/D 转换后的数字量与被测点实际温度间关系式。

3、该处理方式零点迁移量为多少

第三章 理论基础

求下图示离散系统脉冲传递函数G(z)

已知采样系统如下图所示，求下图示离散系统脉冲传递函数G(z)和当闭环系统稳定时K 的取值范围。

分析下图所示采样系统，当采样周期T=1，开环增益K=5时的稳定性。

给定传递函数

1

10+s K

，试以10倍的转角频率为近似的截止频率m ω，求满足采样定理的采样频率s ω和采样周期T 。

证明离散系统脉冲响应的z 变换即为离散系统传递函数。

设离散系统结构如下图所示，图中D(z)为数字PID 调节器，其差分方程为

)]2()1(2)([)()]1()([)(-+--++--=k e k e k e K k e K k e k e K k u d i p

T

试求当r(t)为单位阶跃函数时系统的稳态误差。 试分析下列差分方程所描述系统的稳定性

)()()1(k bx k ay k y =-+

求下列x(t)信号的z 变换

???≥=<==-0

0)(t e

t t x at

第四章 控制算法

计算机控制系统的常规设计方法是如何考虑的

写出PID 控制规律的离散位置式和增量式表达式，求出z 传递函数D(z)。 PID 算法的理想型和实际型的主要差别在哪里，为什么要提出实际型算式 简述PID 算法的主要变形型式和特点。 设计PID 算法控制程序时需考虑哪些问题

简述Smith 预估控制算法的设计思想，其主要特点是什么

某主汽温系统采用S m

i t h 预估补偿控制，设包括零阶保持器在内的广义对象

s

T e k s e e

s G s

Ts s

1101.

1)(+-=---ττ (m T =τ, 取整，T 为采样周期)， 阀门系数为2k ，控制器为PID 规律。求解问题：

1、画出主汽温系统Smith 预估补偿控制原理框图(不考虑扰动和测量环节)。

2、导出控制系统计算机实现过程和控制器位置式算式。

2、 设计Smith 预估控制程序框图。

试说明扩充响应曲线法与扩充临界比例带法适用于何种对象。

分析比较PID 和PDFF 两种结构形式的特点，并且说明PDFF 结构形式的应用价值。

数字控制算法中引入非线性不灵敏环节的主要作用是什么，非线性环节实现的形式主要有哪几种非线性不灵敏区的设置原则是什么

第五章 直接数字设计

直接数字设计法的设计思想是什么其设计控制系统的前提是什么

离散系统控制器的主要设计方法包括哪几种最少拍和有限拍属于哪种类型

设被控对象为一阶惯性加纯迟延，含零阶保持器的广义对象Z 传递函数为

G z K z

z z l

a a ()()=-----111

1

σσ a aT e ()σ=-

根据达林算法期望的闭环响应传递函数为：

M z z

z z l

()()=-----111

1

σσ

(/στ=-T e , τ为M z ()的时间常数) 证明由此设计的控制器D(z), 经消除振铃现象后为理想的PI 控制器。

设被控对象传递函数为

02211252G s S

S ().

(.)=

+ 经采样(T=1)和零阶保持后，其对应的广义Z 传递函数为：

G z z z z z

z

().(.)(.)

()(.)

=

++--

-----02651278102110286111121

试求：1、系统对于单位阶跃输入的最少拍无波纹稳定控制器D(z)； 2、控制量U(z)、系统输出Y(z)及在各采样点时刻上的值； 3、系统输出在几拍之后进入稳态。 设跟踪系统如下图示，被控对象传递函数为

)11.0)(1(10

)(++=S S S s G p

ZOH 为零阶保持器，采样周期T=，试设计单位阶跃输入时的有限拍控制器Gc(z)。

设跟踪系统如下图示，被控对象传递函数为

)1(1

)(+=S S s G p

采样周期T=1S ，试设计单位阶跃输入时的有限拍控制器Gc(z)。

第六章 现代控制理论设计方法

简述基于状态空间描述的离散系统控制器设计方法主要包括哪几种 简述基于状态空间描述的离散系统控制器极点配置设计法。 简述基于状态空间描述的离散系统控制器最优设计法。 简述分离性原理的设计思想。

离散控制系统设计中为什么要引入状态观测器，简述状态观测器的类型和各自特点。

基于极点配置法设计观测器的基本原则是什么

设离散系统状态方程为

??

?=+=+)

()()

()()1(k Cx k y k Gu k Fx k x 用状态观测器实现系统状态重构，并以状态估计值构成预估状态线性反馈控制：)()(^

k x L k u -=

其中状态观测器和反馈控制规律采用极点配置法设计。求解问题： （1）导出整个系统的特征方程，并分析系统性能与特征方程根之间的关系； （2）给出系统按极点配置设计控制器的步骤；

（3）试求当输入0)(=k r ，平衡状态为零态，考虑零静差时，对应的PI 控制规律。

第七章 总线与接口技术

简述的总线类型和特点，计算机应用系统为什么要采用总线。 什么是接口技术，主要内容是什么

简述同步串行和异步串行通信的差异，各适用于什么场合 简述IEEE488和RS232C 总线标准的作用。 简述计算机总线的发展历程。

简述国际ISO 组织制定的计算机通网络信协议模型，画出模型图。

第八章 可靠性与抗干扰措施

什么是系统的可靠性，主要指标有哪些 提高计算机控制系统可靠性的主要方法有哪些 简述差错控制技术的主要内容和特点。 简述容错技术的主要内容和特点。 简述RAS 技术的主要内容和特点。 提高系统软件可靠性的技术措施有哪些 干扰的类型有哪些，主要传播途径包括哪些

模拟量通道的抗干扰措施有哪些，画图分析双层屏蔽技术的抗干扰原理。

开关量通道的抗干扰措施主要有哪些

已知计算机控制系统可靠性单元结构如图（1）、（2）所示，试求图（1）、（2）系统的平均无故障工作时间MTBF。

λλλ2λ2λλλ2λ2

（1）（2）

第九章实时监控软件设计

简述实时监控软件的主要功能和特点。

简述计算机操作系统的分类和特点，实时操作系统的主要内容包括哪些什么是数据结构，其在应用软件设计中的主要作用是什么

实时控制软件的设计原则是什么，设计语言如何考虑

简述结构化设计法、模块化设计法和面向对象设计法的思想和主要内容。实时监控软件主要包括哪几个组成部分

第十章现场总线技术

简述现场总线的发展历史。

现场总线的种类有哪些，主要研制公司的产品包括哪几种

现场总线控制系统（FCS）与常规DCS系统相比较的优势之处在哪里

画图简述现场总线控制系统的拓扑结构。

简述现场总线技术的国际发展动态。

我国发电厂现场总线控制系统（FCS）今后的发展和应用前景如何

简述Profibus、FF、CAN现场总线的结构特点和主要内容。

《计算机应用基础》题库及答案

1、计算机中数据的表示形式就是( C) A)八进制B)十进制C)二进制D)十六进制 2、计算机硬件能直接识别与执行的只有( D) A)高级语言B)符号语言C)汇编语言D)机器语言 3、具有多媒体功能的微型计算机系统中,常用的CD-ROM就是( B ) A)只读型大容量软盘B)只读型光盘C)只读型硬盘D)半导体只读存储器 4、把WINDOWS的窗口与对话框作一比较,窗口可以移动与改变大小,而对话框( B ) A)既不能移动,也不能改变大小B)仅可以移动,不能改变大小 C)仅可以改变大小,不能移动D)既能移动,也能改变大小 5、在WINDOWS中,“任务栏”的作用就是( D ) A)显示系统的所有功能B)只显示当前活动窗口名 C)只显示正在后台工作的窗口名D)实现窗口之间的切换 6、在word的编辑状态,执行编辑菜单中“复制”命令后( B) A)将选择的内容复制到插入点处 B)将选择的内容复制到剪贴板 B)插入点所在段落内容被复制到剪贴板D)光标所在段落内容被复制到剪贴板 7、在word的编辑状态,进行字体设置操作后,按新设置的字体显示的文字就是( B ) A)插入点所在段落中的文字B)文档中被选择的文字 C)插入点所在行中的文字D)文档的全部文字 8、下列四个不同数字表示的数中,数值最大的就是( A) A)二进制数11011101 B)八进制数334 C)十进制数219 D)十六进制数DA 9、设WINDOWS桌面上已经有某应用程序的图标,要运行该程序,可以( C ) A)用鼠标左键单击该图标B)用鼠标右键单击该图标 C)用鼠标左键双击该图标D)用鼠标右键双击该图标 10、在WINDOWS的“资源管理器”窗口中,如果想一次选定多个分散的文件或文件夹, 正确的操作就是( B ) A)按住CTRL键,用鼠标右键逐个选取。B)按住CTRL键,用鼠标左键逐个选取。 C)按住SHIFT键,用鼠标右键逐个选取。D)按住SHIFT键,用鼠标左键逐个选取。 11、当个人计算机以拔号方式接入INTERNET网时,必须使用的设备就是( B) A)网卡B)调制解调器(MODEM)C)电话机D)浏览器软件 12、用户可用内存通常就是指( A ) A)RAM B)ROM C)CACHE D)CD-ROM 13、下面( D )不能与CPU直接交换数据

计算机控制技术及应用论文

浅谈计算机控制技术及应用 摘要：随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。近年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机控制技术带来了巨大的发展。然而，设计一个性能好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，一个完整的控制系统还需要考虑系统的抗干扰性能，系统的抗干扰性能力是关系到整个系统可靠运行的关键。 关键词：计算机控制技术、系统、应用 Chat computer control technology and its application Abstract：With the development of science and technology, more and more people use computers to achieve control. In recent years, computer technology, automation technology, detection and sensor technology, CRT display technology, communications and network technology and the rapid development of microelectronic technology, a computer control technology has brought great development. However, the design of a computer control system for good performance is very important. Computer control system is mainly composed of two major components of hardware and software, a complete control system also need to consider the anti-interference performance of the system, the system is related to the anti-jamming capabilities and reliable operation of the system key. Key words：computer control technology、system、apply 正文： 一、计算机控制技术的概述 1、计算机控制的概念 （1）开环控制系统 若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。在开环 控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量 进行比较。 （2）闭环控制系统 凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环 系统是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。

计算机控制系统试卷四答案

计算机控制系统试卷四答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题3分，共30分） 1.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？ 答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。 2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。 答： 3.什么是信号重构？ 答：把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。 4.写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传 递函数的极点有何影响？ 答：零阶保持器的传递函数为 1e () Ts H s s - - =。零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。 5.阶跃响应不变法的基本思想是什么？ 答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。 6.如何消除积分饱和现象？ 答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。只有当误差e在门限ε之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。 7.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。 答：直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下： (1)根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数() Φz。 (2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z)；根据D(z)编制控制算法程序。

8. 采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什 么？ 答：采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。 9. 说出实施信号隔离的主要方法。 答：信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适用于模拟信号隔离，光电隔离则特别适合数字信号的隔离。 10. 故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？ 答：故障诊断中的状态估计方法的基本思想是：首先重构被控过程的状态，通过与可测变量比较构成残差序列，再构造适当的模型并用统计检验法，从残差序列中把故障诊断出来。因此，这就要求系统可观测或部分可观测，通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。 二、已知系统框图如下所示：T =1s(15分) 试求闭环离散系统的闭环脉冲传递函数，并判别系统的稳定性。 解：广义对象脉冲传递函数为 系统闭环脉冲传递函数为 则闭环系统的特征方程为 由z 域直接判据 ①｜W (0)｜=0.632<1 ②W (1)=1-1+0.632>0 ③W (-1)=1+1+0.632>0 知闭环系统稳定。 三、已知某被控对象的传递函数为(15分) 要求设计成单位反馈计算机控制系统，结构如下图所示。采样周期为T ＝1s 。要求闭环特征根为0.4和0.6。试求数字控制器。 解：广义对象脉冲传递函数为 根据要求设定闭环脉冲传递函数为 r (t ) y (t ) -T

计算机应用基础试题库及答案

C）1、计算机中数据的表示形式是（A）八进制B）十进制C）二进制D）十六进制 D）2、计算机硬件能直接识别和执行的只有（ A）高级语言B）符号语言C）汇编语言D）机器语言 B）、具有多媒体功能的微型计算机系统中，常用的CD-ROM是（3A）只读型大容量软盘B）只读型光盘C）只读型硬盘D）半导体只读存储器 4、把WINDOWS的窗口和对话框作一比较，窗口可以移动和改变大小，而对话框（B） A）既不能移动，也不能改变大小B）仅可以移动，不能改变大小 C）仅可以改变大小，不能移动D）既能移动，也能改变大小 5、在WINDOWS中，“任务栏”的作用是（D ） A）显示系统的所有功能B）只显示当前活动窗口名 C）只显示正在后台工作的窗口名D）实现窗口之间的切换 6、在word的编辑状态，执行编辑菜单中“复制”命令后（B） A）将选择的内容复制到插入点处B）将选择的内容复制到剪贴板 B）插入点所在段落内容被复制到剪贴板D）光标所在段落内容被复制到剪贴板 7、在word的编辑状态，进行字体设置操作后，按新设置的字体显示的文字是（B） A）插入点所在段落中的文字B）文档中被选择的文字 C）插入点所在行中的文字D）文档的全部文字 A）8、下列四个不同数字表示的数中，数值最大的是（ A）二进制数11011101B）八进制数334C）十进制数219D）十六进制数DA 9、设WINDOWS桌面上已经有某应用程序的图标，要运行该程序，可以（C） A）用鼠标左键单击该图标B）用鼠标右键单击该图标 C）用鼠标左键双击该图标D）用鼠标右键双击该图标 10、在WINDOWS的“资源管理器”窗口中，如果想一次选定多个分散的文件或文件夹，B）正确的操作是（ A）按住CTRL键，用鼠标右键逐个选取。B）按住CTRL键，用鼠标左键逐个选取。 C)按住SHIFT键，用鼠标右键逐个选取。D)按住SHIFT键，用鼠标左键逐个选取。 B）INTERNET、当个人计算机以拔号方式接入网时，必须使用的设备是（11A）网卡B）调制解调器（MODEM）C）电话机D）浏览器软件 A）、用户可用内存通常是指（12． A）RAM B）ROM C）CACHE D）CD-ROM D）不能与CPU直接交换数据13、下面（ A）RAM B）ROM C）CACHE D）CD-ROM A）14、在计算机中表示数据的最小单位是（

计算机控制系统测试题

计算机控制系统试题 一、选择题（只有一个正确答案，每题2分，共40分） 1．劳斯稳定判据在离散系统中主要解决的是（ C ）。 A、S平面中系统的稳定性； B、Z平面中系统的稳定性； C、三阶以上特征方程稳定判据。 2．某系统的Z传递函数为 0.5(0.5) () ( 1.2)(0.5) z G z z z + = +- ，可知该系统是（B）。 A、稳定的； B、不稳定的；C 临界稳定的。 3、脉冲传递函数是表征（B）。 A、控制系统传递函数； B、计算机控制系统传递函数、 C、脉冲输入的传递函数。 4、有关PID控制算法，以下说法不正确的是（C） A、当系统有阶跃信号输入时，微分项剧增，易引起振荡； B、比例调节几乎贯穿整个控制过程； C、比例控制可以消除一切静差； D、一般来说，不使用纯微分控制。 5、下面关于标度变换的说法正确的是（C）。 A、标度变换就是把数字量转换成与工程量相关的模拟量； B、标度变换就是把模拟量转换成十进制工程量； C、标度变换就是把数字量转换成人们熟悉的十进制工程量； D、标度变换就是把模拟量转换成数字量。 6. 适用于某些生产过程对控制精度要求不是很高，但希望系统工作平稳，执行机构不要频繁动作的PID算法为（D ）。 A、积分分离PID； B、变速积分PID； C、不完全微分PID； D、带死区的PID。 7、下列计算机控制系统中，属于单闭环控制系统的是（B）。 A、操作指导控制系统； B、直接数字控制系统； C、监督计算机控制系统； D、现场总线控制系统。 8、增量式PID算法解决了位置式PID算法（A）的缺点。 A、计算复杂、手/自切换不便； B、不易实现编程； C、控制准确性差； D、

计算机控制技术(第二版)课后习题答案(王建华主编)

计算机控制技术课后习题答案 第一章绪论 1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2 (1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入 (2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将 要采取的控制策略。 (3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。P3 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 （2）方块图如下图1.1所示： 图1.1 计算机控制系统的组成框图 作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件 包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基 础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序； ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计 算机控制系统中要考虑实时性？P2 (1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做 出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并 作相应操作的方式。 (2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保 持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对

《计算机应用基础》题库及答案

1、计算机中数据的表示形式是（C） A）八进制 B）十进制 C）二进制 D）十六进制 2、计算机硬件能直接识别和执行的只有（D） A）高级语言 B）符号语言 C）汇编语言 D）机器语言 3、具有多媒体功能的微型计算机系统中，常用的CD-ROM是（B） A）只读型大容量软盘 B）只读型光盘 C）只读型硬盘 D）半导体只读存储器 4、把WINDOWS的窗口和对话框作一比较，窗口可以移动和改变大小，而对话框（B）A）既不能移动，也不能改变大小 B）仅可以移动，不能改变大小 · C）仅可以改变大小，不能移动 D）既能移动，也能改变大小 5、在WINDOWS中，“任务栏”的作用是（D ） A）显示系统的所有功能 B）只显示当前活动窗口名 C）只显示正在后台工作的窗口名 D）实现窗口之间的切换 6、在word的编辑状态，执行编辑菜单中“复制”命令后（B） A）将选择的内容复制到插入点处B）将选择的内容复制到剪贴板B）插入点所在段落内容被复制到剪贴板 D）光标所在段落内容被复制到剪贴板 7、在word的编辑状态，进行字体设置操作后，按新设置的字体显示的文字是（B）? A）插入点所在段落中的文字 B）文档中被选择的文字 C）插入点所在行中的文字 D）文档的全部文字 8、下列四个不同数字表示的数中，数值最大的是（A） A）二进制数 B）八进制数334 C）十进制数219 D）十六进制数DA 9、设WINDOWS桌面上已经有某应用程序的图标，要运行该程序，可以（C ） A）用鼠标左键单击该图标 B）用鼠标右键单击该图标 C）用鼠标左键双击该图标 D）用鼠标右键双击该图标 10、在WINDOWS的“资源管理器”窗口中，如果想一次选定多个分散的文件或文件夹， 正确的操作是（B） ， A）按住CTRL键，用鼠标右键逐个选取。B）按住CTRL键，用鼠标左键逐个选取。 C)按住SHIFT键，用鼠标右键逐个选取。D)按住SHIFT键，用鼠标左键逐个选取。 11、当个人计算机以拔号方式接入INTERNET网时，必须使用的设备是（B） A）网卡 B）调制解调器（MODEM）C）电话机 D）浏览器软件

计算机控制技术及其应用(丁建强 任晓 卢亚萍)课后答案(网络软件)

第1章概述 ............................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础 ........................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现 ............................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术 ..................................... 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道 ......................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术 ....................................... 6-1第7章控制系统的组态软件 ................................................. 7-1第8章 DCS集散控制系统.................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案 ........................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用 ............................. 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ........................... 11-1

计算机控制系统试题一答案

计算机控制系统试卷一答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。 答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样 指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样 如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样 若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出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K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量

振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。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。 4、采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。 答：LF398的电路原理：放大器A2作为比较器来控制开关K的通断，若IN+的电压高于IN-的电压，则K闭合，由A1、A3组成跟随器，并向C H端外接的保持电容充电；IN+的电压低于IN-的电压时，则K断开，外接电容保持K断开时刻的电压，并经A3组成的跟随器输出至Aout。 5、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 6、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，

计算机控制技术与系统思考题与习题

《计算机控制技术与系统》课程 思考题与习题 第一章绪论 简述计算机控制技术发展史。 简述计算机控制系统的类型、结构和特点。 计算机控制与常规控制主要不同点在哪里 典型计算机控制系统有哪几部分组成，画出方框图。 什么叫做动态系统 对计算机控制系统的基本要求是什么 简述调节系统与跟踪系统（随动系统）的特点。 典型计算机集成制造系统（CIMS）有哪四个功能系统和两个支持系统 第二章过程通道 采样定理对于采样周期的选取有什么意义 写出采样过程的数学描述形式。 影响采样周期选择的因素主要有哪些 多路采样装置的主要作用是什么，常用采样器包括哪些 过程通道的采样周期T是否越小越好，为什么 A转换的工作方式主要有哪几种，简述其原理。 2.7A/D转换的工作方式主要有哪几种，简述其原理。 简述模入通道结构与各组成部分功能。 简述过程通道的类型和基本功能。 简述开关量通道的基本构成形式和主要作用。 简述开关量通道的抗干扰措施有哪些。 模出通道的类型主要有哪几种，各有什么特点 保持器在过程通道中的作用是什么，举例分析。 某热工过程有16点温度信号，变化范围: 150--850 C, 采用微机监测。

求解问题： 1、 若经A/D 转换后的数字量每个脉冲对应的实际温度小于等于 C , 则A/D 分辨率至少为多少才能保证该精度 2、写出A/D 转换后的数字量与被测点实际温度间关系式。 3、该处理方式零点迁移量为多少 第三章 理论基础 求下图示离散系统脉冲传递函数G(z) 已知采样系统如下图所示，求下图示离散系统脉冲传递函数G(z)和当闭环系统稳定时K 的取值范围。 分析下图所示采样系统，当采样周期T=1，开环增益K=5时的稳定性。 给定传递函数 1 10+s K ，试以10倍的转角频率为近似的截止频率m ω，求满足采样定理的采样频率s ω和采样周期T 。 证明离散系统脉冲响应的z 变换即为离散系统传递函数。 设离散系统结构如下图所示，图中D(z)为数字PID 调节器，其差分方程为 )]2()1(2)([)()]1()([)(-+--++--=k e k e k e K k e K k e k e K k u d i p

计算机控制技术及其应用(丁建强任晓卢亚萍)课后规范标准答案

第1章概述.................................................................................................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础.......................................................................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现.............................................................................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术.............................................................................. 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道...................................................................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术.................................................................................. 6-1第7章控制系统的组态软件....................................................................................................... 7-1第8章DCS集散控制系统.......................................................................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案.......................................................................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用............................................................ 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ....................................................... 11-1

计算机控制系统试题及答案

计算机控制系统试卷一答案 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出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K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。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。 4、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 5、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，其中计算值的多余信息没有执行就遗失了，从而影响控制效果。

计算机控制技术课后习题答案

第一章 1．计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 解： 若将自动控制系统中控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图1-1所示。因此，简单说来，计算机控制系统就是由各种各样的计算机参与控制的一类系统。 图1-1 计算机控制系统基本原理图 在计算机控制系统中，控制规律是用软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。控制器与执行机构之间是DA转换器，负责将数字信号转换成模拟信号；AD转换器则相反将传感器采集的模拟信号，转换成数字信号送给控制器。 2．计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？ 解： 计算机控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。因此，计算机控制系统的分类方法很多，可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。 按功能及结构分类：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、工业以太网控制系统、综合自动化系统。 按照控制规律分类：程序和顺序控制、比例积分微分控制(简称PID控制)、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。 3．计算机控制系统的主要特点有哪些？ 解： 主要有以下特点： 1．数字模拟混合的系统。在连续控制系统中，各处的信号是连续模拟信号。而在计算机控制系统中，除仍有连续模拟信号外，还有离散信号、数字信号等多种信号。因此，计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 2．灵活方便、适应性强。一般的模拟控制系统中，控制规律是由硬件电路实现的，控制规律越复杂，所需要的模拟电路往往越多，如果要改变控制规律，一般就必须更改硬件电路。而在计算机控制系统中，控制规律是由软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制，需要改变控制规律时，一般不对硬件电路作改动，只要改变控制程序就可以了。 3．可实现复杂控制规律。计算机具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能，能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 4．离散控制。在连续控制系统中，给定值与反馈值的比较是连续进行的，控制器对产生的偏差也是连续调节的。而在计算机控制系统中，计算机每隔一定时间间隔，向A/D转换器发出启动转换信号，并对连续信号进行采样获得离散时间信号，经过计算机处理后，产生的控制时间信号通过D/A将离散信号转换成连续时间信号输出，作用于被控对象。因此，计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。

成考计算机应用基础题库及答案

一、单项选择题 1、默认情况下，Excel单元格中的数字数据（ B ）对齐。 A 靠右 B 靠左 C 居中 D 两端 2、防止计算机传染病毒的方法是（ A ）。 A 不使用有病毒的盘片 B 不让有传染病的人操作 C 提高计算机电源稳定性 D 联机操作 3、在Windows 中，硬盘上被删除的文件或文件夹存放在（ C ）中。 A 内存 B 外存 C 回收站 D 剪贴板 4、在下面关于计算机系统硬件的说法中，不正确的是（ D ）。 A CPU主要由运算器、控制器和寄存器组成 B 当关闭计算机电源后，RAM中的程序和数据就消失了 C 软盘和硬盘上的数据均可由CPU直接存取 D 软盘和硬盘驱动器既属于输入设备，有属于输出设备 5、计算机能够直接执行的程序是（ B ）。 A 源程序 B 机器语言程序 C BASIC语言程序 D 汇编语言程序 6、当光标在文档时，按Delete键将删除（ D ）。 A 光标所在行 B 光标所在段落 C 光标左边的一个字符 D 光标右边的一个字符 7、在Windows 中要选中不连续的文件或文件夹，可先选中第一个文件或文件 夹，然后按住（ C ）键，然后再选择另外的文件。 A Alt B Shift C Ctrl D Esc 8、在首次创建一个新工作薄时，默认情况下，该工作薄包括了（ C ）各工 作表。 A 1 B 2 C 3 D 4 9、在Excel中，用来储存并处理工作表数据的文件称为（ A ）。 A 单元格 B 工作区 C 工作薄 D 工作 表 10、在中文版Word2003中编辑文档，对所插入的图片，不能进行的操作是 ( C )。 A 放大或缩小 B 矩形边缘裁剪 C 修改其中的图形 D 移动其在文档中的位置 11在幻灯片浏览视图中，如果按住Ctrl键的同时拖动某张幻灯片，则可以完成（ B ）。 A 移动幻灯片 B 复制幻灯片 C 删除幻灯片 D 选定幻灯片 12、在PowerPoint的（ A ）视图中，可以轻松的按顺序组织幻灯片，对其 进行插入、删除、移动等操作。 A 幻灯片浏览视图 B 备注页视图 C 普通视图 D 放大视图 13.根据汉字结构输入汉字的方法是( D ) A、区位码 B、电报码 C、四角码 D、五笔字型 16.汉字国标码在汉字处理系统中作为( A ) A、汉字输入码 B、机内存放码 C、汉字交换码 D、汉字输出码 14、动态RAM的特点是( C ) A、工作中需要动态地改变存储单元内容 B、工作中需要动态地改变访存地址 C、每隔一定时间需要刷新 D、每次读出后需要刷新二、填空题 1、带符号8位二进制定点小数的最小数值为-127/128，最大数值为+127/128。 2、在放映幻

计算机控制技术及工程应用复习资料知识分享

计算机控制技术及工程应用复习资料

一、第一章 1）计算机控制系统的监控过程步骤 a.实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入； b.实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控制规律运算，进行控制决策； c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监控任务； 2）按控制方案来分，计算机控系统划分成那几大类？ 数据采集系统（DAS）操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC） 监督计算机控制系统（SCC）分散控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS） 3）计算机控制装置种类 可编程控制器；可编程调节器；总线式工控机；单片微型计算机；其他控制装置 4）计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？ 同：1）计控系统是由常系统演变而来的； 2）两者的结构基本相同 异：1）计控系统中处理的信号有两种：模拟信号和数字信号。而常系统处理的只有模拟信号2）计控系统具有智能化 3）计控系统有软件也有硬件，而常系统只有硬件 二、第二章 1）4 位 D/A 转换器为例说明其工作原理 假设D3、D2、D1、D0全为1，则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。根据电流定律，有： 由于开关 BS3 ~ BS0 的状态是受要转换的二进制数 D3、D2、D1、D0 控制的，并不一定全是“1”。因此，可以得到通式： 考虑到放大器反相端为虚地，故： 选取R fb = R ，可以得到： 对于n 位 D/A 转换器，它的输出电压V OUT与输入二进制数B( Dn-1~ D0) 的关系式可写成： 结论：可见，输出电压除了与输入的二进制数有关，还与运算放大器的反馈电阻 Rfb以及基准电压VREF有关。

计算机控制系统复习题及答案

计算机控制系统复习题及答案

《计算机控制系统》课程复习资料 一、简答题： 1.什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？各有什么作用。 2.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述保持器的特点? 4.简述PID 调节器的作用，有哪几种改进型数字PID 算法？ 5.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点? 6.简要说明什么是计算机控制系统？模拟调节器与数字调节器有何区别? 二、分析和计算题： 1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 -2 0.1z Y(z)Gc(z)== 1-0.4z +0.8z R(z) ,其中输入为单 位阶跃信号,求输出y(KT)。 2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 0.53+0.1z Gc(z)=1-0.37z 当输入为单位阶跃信号 时, 求输出y(KT)及y(∞)。 3.用长除法或Z 反变换法或迭代法求闭环系统2 z +0.5Gc(z)=8(z +0.1z -0.12) 的单位阶 跃响应。 4.已知低通数字滤波器0.5266z D(z)= z -0.4734 ,求D （z ）的带宽ωm;并求当输入E(z)为 阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2ms 。 5.设系统如图所示，试求: ①系统的闭环脉冲传递函数。

②判定系统的稳定性。 ③分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。 _ 6.设函数的La 氏变换为2 5F(s)= s (s +4) ，试求它的Z 变换F(z)。 7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输入为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。 8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K 为何值时系统稳定。 9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)= z(z -1)(z -0.7) 问:K 为何值时系统稳定? 10.已知单位反馈系统的广义对象的Z 传递函数为: -1 -1 -1 -1 -1 0.26z (1+2.78z )(1+0.2z ) W1(z)= (1-z )(1-0.286z ) ,试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃 输入时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。 11.已知连续系统的传递函数G(s)=(s+1)/[s(s+2)]试用冲击不变法求其等效的Z 传递函数. 12.已知离散系统的Z 传递函数：22 z 2z 1Y(z) G(z)z 5z 6U(z) ++==++,试求离散系统的状态

最新计算机应用基础考试题库

计算机试题库 1 2 单项选择题（共153题） 3 ▲世界上第一台电子计算机诞生于__C__。 4 A 1942年 B 1944年 C 1946年 D 1948年 5 ▲世界上第一台电子计算机诞生于__D__。 6 A 德国 B 日本 C 英国 D 美国 ▲第一代电子计算机使用的逻辑元件是__A__。 7 8 A 电子管 B 晶体管 C 中小规模集成电路 D 大规模集成电路 9 ▲第一代计算机主要应用领域为__C__。 A 数据处理 B 人工智能 C 科学计算 D 过程控制 10 11 ▲第二代计算机主要应用领域转为__A__。 12 A 数据处理 B 财务管理 C 科学计算 D 过程控制 13 ▲计算机指令一般包括__C__和地址码两部分。 14 A 内存地址 B 口地址 C 操作码 D 寄存器 15 ▲一条指令的完成一般有取指令和__B__两个阶段。 16 A 取数据 B 执行指令 C 取地址 D 传送数据 17 ▲在内存中，每个基本单位都被赋予一个唯一的序号，这个序号是__C__。 18 A 字节 B 编号 C 地址 D 容量 19 ▲计算机能够直接识别和执行的语言是__D__。 A 汇编语言 B 高级语言 C 英语 D 机器语言 20 21 ▲CPU包括__A__两部分。

22 A 运算器和控制器 B RAM和ROM C 运算器和内存 D 控制器和内存 23 ▲目前人们普遍使用的电子计算机是__A__ 24 A.数字电子计算机 B.模拟电子计算机 C.数字模拟混合电子计算机 D.优 25 化电子计算机 26 ▲20世纪50年代到60年代，电子计算机的功能元件主要采用的是__C__ 27 A.电子管 B.晶体管 C.集成电路 D.大规模集成电路 28 ▲计算机能够进行数据处理工作是从第__C__代计算机开始的 29 A.1 B.2 C.3 D.4 ▲9. 4b的字长是__B__ 30 31 A.8位 B.16位 C.32位 D.64位 32 ▲在计算机存储中10mb表示__D__ 33 A.10000kb B.10240kb C.10000byte D.10240byte 34 ▲字节是计算机__C__的基本单位 35 A.计算容量 B.存储容量 C.输入数据 D.存取数据 ▲除硬件外，计算机系统不可缺少的另一部分是__B__ 36 37 A.指令 B.数据 C.程序 D.软件 38 ▲从键盘输入的西文字符，在计算机内存储的是它的__A__ A.二进制编码 B.四进制编码 C.八进制编码 D.十六进制编码 39 40 ▲在软盘中存储用户输入的汉字时，使用的是汉字的__D__ 41 A.输入码 B.交换码 C.国标码 D.内码 ▲7位ascii码总共可表示__A__个符号 42 43 A.256 B.127 C.128 D.255

计算机控制技术课后习题答案

第一章计算机控制系统概述 习题及参考答案 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。

图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。 (4)检测与执行机构 a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。 b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位