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计算机控制技术及应用

10电气(2)班姓名:陆继赟学号:01

计算机控制技术及应用

一、计算机控制技术应用与发展

在近10多年里,计算机技术得到了极大的发展与完善;无论就是在系统硬件成本,还就是在计算速度与存贮容量方面都取得了很大的进步。特别就是面向用户的编程语言也大大简化了。同时,由于采用了更多的可靠元件、尖端的设计工艺,增加了容错技术、冗余诊断程序,系统的可靠性也得到较大的提高;传统的过程控制功能与诸如生产计划、调度、优化及操作控制等实时信息处理与决策应用的不断渗透、融合,使通过高级计算机控制实现各种过程高性能目标的手段变得越来越可靠与更为强劲有力;功能价格比也日趋合理。因而,使计算机控制在工业中的应用得到了迅猛的发展,而且正越来越广泛地应用于石油、化工、钢铁、造纸、电力等工业部门,并在提高设备处理能力与生产效率、产品质量;有效利用能源(水、人力、材料等资源),满足环保、人身安全等严格要求及在日益激烈的国内外市场竞争中,发挥着举足轻重的作用。

二、(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

凡就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

环系统就是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性就是一个重要问题。

2、计算机控制系统

采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统,也称它为数字控制系统。若不考虑

量化问题,计算机控制系统即为采样系统。进一步,若将连续的控制对象与保持器一起离

散化,那么采样控制系统即为离散控制系统。所以采样与离散系统理论就是研究计算机控

制系统的理论基础。

3、计算机控制系统的控制过程

(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与输入。

(2)实时控制决策:对采集到的被控量进行数据分析与处理,并按已定的控制规律决定

进一步的的控制过程。

(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。

4、计算机控制系统的特点

(1)结构上。计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外,其执行

控制功能的核心部件就是数字计算机,所以计算机控制系统就是模拟与数字部件的混合

系统。

(2)计算机控制系统中除仍有连续模拟信号之外,还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。

(3)由于计算机控制系统中除了包含连续信号外,还包含有数字信号,从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同,需采用专门的理论来分析与设计。

(4)计算机控制系统中,修改一个控制规律,只需修改软件,便于实现复杂的控制规律与对控制方案进行在线修改,使系统具有很大灵活性与适应性。

(5)计算机控制系统中,由于计算机具有高速的运算能力,一个控制器(控制计算机)经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。

(6)采用计算机控制,如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等,便于实现控制与管理一体化,使工业企业的自动化程度进一步提高。

5、计算机控制系统的组成

计算机控制系统主要由硬件与软件两大部分组成,而一个完整的计算机系统应由下列几部分组成:被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表与软件系统。

(1)硬件:a)由中央处理器,时钟电路,内存储器构成的计算机主机就是组成计算机控制

系统的核心部分。

b)通用外围设备按功能可分为输入设备、输出设备与外存储器三类。

c)过程Ｉ／Ｏ通道,又称过程通道。

d)通用接口电路,一般有并行接口、串行接口与管理接口(包括中断管理、

直接存取DMA管理、计数/定时等)。

e)传感器的主要功能就是将被检测的非电学量参数转变成电学量。变送器

的作用就是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机借口使用的标

准的电信号(如０～１０ＭＡＤＣ)。

f)计算机控制系统一般要有一套专供运行操作人员使用的控制台称为运

行操作台,操作台一般包括各种控制开关、数字键、功能键、指示灯、

声信器、数字显示器或ＣＲＴ显示器等。

(2)软件:软件就是指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总与,如完成操作、

监控、管理、控制、计算与自诊断等功能的程序。整个系统在软件指挥下协

调工作。从功能区分,软件可分为系统软件与应用软件。

(二)集成系统控制

计算机技术的不断发展,使计算机系统的数据采集、处理、存贮、高速执行复杂计算任务、调整系统需求等能力得到了充实与加强。计算机控制系统已能实现如信息处理、数据采集、过程控制、在线优化、甚至实时调度、生产计划等操作控制功能,这使集成系统控制的引入成为可能。这样,就可将影响工厂生产效能的所有因素(包括耦合交互作用、系统复合反馈回路选择等)纳入系统的一体化考虑之中,从而取得全厂最优总体性能效果。集成系统控制最早

就是应用在日本的钢铁工业上,并且获得了极大的成功、表现在:

?提高了处理机的工作效率与全厂生产率

?提高了对能源、稀有材料、人力的有效利用,

?有效地满足了各种苛求技术要求与环保需求;

?有较好的时变适应性;

?能安全地适应各种突发事件;

?能有效、及时地更新系统状态。

(三)、递阶控制或称多级控制与分层控制

随着生产处理过程的日趋复杂,集成系统控制已无法满足如非线性、时变动态特性等要求;而递阶控制却能通过提供合理的系统程序,有效地解决这些问题。具体讲,它就是超过将控制总体问题(大问题)分解成若干个易于解决的子问题(小问题);并通过一个较为高级的控制器来进行子问题的协调处理、以保证与总体目标与需求的一致性。

由此,可以从理论上推出以下两种控制结构,即:多层控制(分层控制)结构(垂直分解式)与多级(分级)控制结构(水平分解式)

多层控制方式具有直接控制、监督控制、适应控制与自组织控制四大控制功能。

第一层,直接控制层:主要包括数据采集,事件监督与直接控制三个子功能。

第二层:监督控制层:负责对第一层执行的立即目标或任务进行定义。通常情况下,根据假定的算术模型去实现对各目标的控制;在紧急情况下,则就是通过特定的应急程序去完成对不同目标的有序处理

第三层,适应控制层:主要对第一、二层采用的各种算法进行更新处理。

第四层,自组织控制层:负责对下层相关的算法抉择进行处理。

以上决策都就是围绕着性能总体目标这一中心进行的。

在分级控制方式中,总体规划系统则被分解成若干个子系统,每一个子系统都配置一个独立的局部控制器,其中:

①一级控制器负责对局部扰动进行补偿;

②二级控制器则负责对一级控制器的判据或限制需求进行修正,以响应系统变化,保证局部控制器动作与系统总体目标一致。

实际上,子系统问题就是在一级控制中解决的。但就是,由于子系统就是耦合的,且交互作用的,因此,除非所有交互作用需求能同时得到满足,否则,这些控制方案都就是毫无意义的,这将由二级控制协调解决。

四、基于微处理器的分散控制

分散控制系统正越来越广泛地应用于过程工业,其中,Foxboro SPECTRUM、Honeyweil TDC3000、Bailey network90、Siemens SIMATAC与Toshiba TOSDIC等分散型控制系统就是较为典型的产品。

这些系统具有以下共同技术特点:

?采用基于微处理器元件的模块化与积木式设计工艺,具有设计灵活、修正方便等特点。

?具有彩色图形以及集中显示功能的操作员接口,能对工厂操作过程、从单个回路操作到全面运行状态进行访问。

?能为处理单元与微处理控制器,控制器单元之间的通信提供高速数据公路。

?通过采用冗余元件、故障检测技术与自诊断技术,实现系统的高可靠性。

目前,事务系统仍处于不断发展之中,其主要趋势有:

?继电功能与逻辑功能,包括可编程逻辑控制器PLC技术与传统的过程控制技术的结合; ?通信网络进一步扩展,针对工厂控制体系的上层决策用全局数据库已经引入;

?通用微机(如IBM PC)与专用系统的结合。

现代分散型控制系统的应用,能简化与加速新型控制系统的设计与实施,更利于系统操作与系统维护,通过更为有效的人机联系,能为操作员提供更多的系统命令,能进一步提高系统可靠性。

(四)、过程诊断

计算机控制与系统集成技术的发展,使控制系统规模越来越庞大而且复杂,因此,也更易受到突发事件,比如处理条件的异常变化,控制计算机的故障或者通信链路及传感器的失效等的影响。因而,如何使系统设计更为可靠与耐用就显得尤其重要了。对于这些问题,传统的方法就是通过来用超可靠性元件、关键系统部件冗余技术与保留设计工艺来解决的。但随着工厂集成化的进展,这些方法已显得无能为力、且成本开销也相当高。因此,将系统设计成为一个能有效地保证可靠性、安全性、故障弱化的运行机构就是相当重要的。过程诊断能为操作员提供故障检测、故障诊断等手段,以便能及时进行故障维修。因此,今后发展的一个方向就就是如何使计算机能自动完成各种必要的修正动作。

过程诊断技术目前主要应用于电力与化工工业。

(五)、传感器开发

系统的控制能力原则上要受到控制系统信息质量的限制。目前,已经开发出了各种类型的传感器,应用于工业过程通用物理量、如压力、流通、温度、速度的在线测量;但就是,在进行化学成分,产品质量检测分析时,传感器则会受到过程环境的测量费用、精度、响应速度、适用性等各因素的限制。因此,新型传感器的开发,则成了生产厂家与用户致力于的一项研究活动。归纳起来,这类开发工作主要集中于以下三方面:

(1)新兴物理原理与物理特性的应用。如:化学浓度测量用离散固态元件的开发。

(2)智能传感器的开发,指带一个或多个传感元件的微处理器。它主要应用于过程变量值的计算;对输出数据进行筛选、线性化及离散处理;自动校验处理,提高测量精度及可靠性。

(3)测量系统:就是智能传感器的发展,但增加了计算机、多个传感器及传感器定位伺服机构。

目前这种系统正越来越广泛地用于产品质量检测与控制等方面。

(六)、高级控制技术

现在,已经应用于工业领域的一些高级控制方式有:

(1)建立于内在模型基础上的内模控制(IMC),根据控制过程的动态模型,对系统控制动作的响应情况进行预测与控制,选择出最优处理手段,以满足目标需求;以此为基础,还可推出如应用于化学、石油工业过程的动态矩阵控制、推断控制等其它高级控制方式。

(2)状态反馈控制与卡尔曼滤波控制。

(3)自适应及自整定控制:它通过更新控制器参数,改变过程特性,能有效扩大直接控制功能的应用范围。

(七)、制造系统

同过程类控制系统一样,制造系统的发展也就是令人可喜的,以前所提及的如:问题、目标与控制概念基本上都就是直接应用到制造系统的,更广泛地说,就是应用到离散事件类控制系统。但值得注意的就是,由于引入了自动化制造工具、柔性制造工艺、适时策略及少量的在线存贮设备与机器人,现在的制造系统已经具备了进行更高级操作处理的能力。但就是,这也使其操作处理更依附于计算机控制系统,因为唯有这样,才能实现全厂系统的有效集中控制。

微机原理及应用试题库(附答案)

《微机原理及应用》试题库 1. 8086和8088的引脚信号中， D 为地址锁存允许信号引脚。 A．CLK B．INTR C．NMI D．ALE 2. 下面的哪项是有效标识符： B A . 4LOOP： B. DELAYIS： C. MAIN A/B： D. GAMA$1： 3. 如图所示的三态输出电路，当 A 时，V B≈V DD。 A. E(ENABLE)=1, A=1 B. E(ENABLE)=1, A=0 C. E(ENABLE)=0, A=1 D. E(ENABLE)=0, A=0 4. 设(SS)=2000H，(SP)=0100H，(AX)=2107H，则执行指令PUSH AX 后，存放数据21H的物理地址是 D 。 A. 20102H B. 20101H C. 200FEH D. 200FFH 5. 汇编语言中，为了便于对变量的访问, 它常常以变量名的形式出现在程序中, 可以认为它是存放数据存储单元的 A 。 A．符号地址B．物理地址C．偏移地址D．逻辑地址 6. 下列四个寄存器中，不能用来作为间接寻址方式的寄存器是 A 。 A. CX B. BX C. BP D. DI (C)7. 执行下列程序段： MOV AX，0 MOV BX，1 MOV CX，100 AA：ADD AX，BX INC BX LOOP AA HLT 执行后的结果：(AX)= ，(BX)= 。 A. 5050，99 B. 2500，100 C. 5050，101 D. 2550，102 8. 假设V1和V2是用DW定义的变量，下列指令中正确的是 A 。 A．MOV V1, 20H B．MOV V1, V2 C．MOV AL, V1 D．MOV 2000H, V2 9. – 49D的二进制补码为 A 。

微机控制技术的发展概况及趋势知识分享

微机控制技术的发展概况及趋势微机控制技术是以微型计算机作为机电一体化的控制器，结合微型计算机的工作原理和接口设计，相应的控制硬件和软件以及它们的配合，实现对控制对象的控制的一门技术。它的发展离不开自动控制理论和计算机技术的发展，随着科学技术的发展，人们越来越多地用计算机来实现控制系统。本文从计算机控制系统的发展历史，我国工业控制机及系统的发展应用，计算机控制系统的发展趋势，这几个方面来阐述微机控制技术的发展概况及相关趋势。计算机控制系统在60年代引入控制领域当时计算机是控制调节器的设定点, 具体的控制则由电子调节器来执行, 这种系统称为计算机监控系统。在60 年代末期出现了用一台计算机直接控制一个机组或一个车间的控制系统,简称集中控制系统。这种控制系统即常说的直接数字控制(DDC)系统。计算机DDC 控制的基本思想是使用一台计算机代替若干个调节控制回路功能。这个控制系统由于只有一台计算机而且没有分层，所以非常有利于集中控制盒运算的集中处理，并且能得到很好的反映，并且，各个控制规律都可以直接实现。但是，如果生产过程复杂，则该系统的可靠性就很难保证了。系统的危险性过于集中, 一旦计算机发生故障, 整个系统就会停顿。[7] 70 年代随着电子技术的飞速发展,随着大规模集成电路的出现和发展, 集散控制系统（DCS）出现，之后在此基础上，随着生产发展的需要而产生了一种更新一代的控制系统，即分布式控制系统。典型的集散控制系统具有两层网络结构下层负责完成各种现场级的控制任务,上层负责完成各种管理、决策和协调任务。 90年代以来，随着各个学科的发展和交叉融合，随着现代大型工业生产自动化的不断兴起, 利用计算机网络作为控制工具的综合性控制系统，计算机集成系统（CIPS）应运而生。它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术，并且终将成为未来控制系统的发展趋势。我国工业控制发展的道路是比较曲折的，20世纪80年代末到90年代初，我国市场上大都是首先引进了成套设备，在引进成套设备的同时相继引进了各种工控系统，来填充国内在这方面的不足，90年代后，在我国一批科学家的带领下，我国逐渐有了自己设计的控制系统和装置，建立自己的实验室，生产出属于自己版权的产品，然后在原有技术的基础上进行二次开发和应用，从1997年开始，大陆本土的IPC厂商开始进入该市场，IPC也随之发展成了中国第二代主流工控机技术。[1] 目前国内的工控机供应渠道主要来源于中国台湾及内地的厂商，国外的产品（例如RADISYS、ROCKWELL、INTEL等）经过几年的市场拼杀后，由于成本高、价格高、服务难，现已完全退出国内市场。目前，国内的IT业研发、加工技术力量不断提升；各类芯片和各类器件、生产设备在国际市场基本可平等选购；软件资源的可移植性可节省大量的人力、物力。在这些有利条件下，国内一些厂商抓住机会快速崛起，利用本土综合竞争优势逐步将国外品牌挤出国内工控市场。某些企业以每年超过100%的资产增长速度，鼎立于国内的工控市场，而且

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。

微机原理及应用试卷及答案

····································密························封························线································ 学生答题不得超过此线一、单项选择题(每小题1分，共20分。请将答案填入答题单) 1.8086CPU由两个独立的工作单元组成,它们是执行单元EU和( ). A）总线控制逻辑器 B）内部通信寄存器 C）指令寄存器 D）总线接口单元 2.8086系统若用256KB*1动态存储器芯片可望构成有效存储系统的最小容量是( ). A）256KB B）512KB C）640KB D）1MB 3.Intel8255A使用了（）个端口地址。 A）1 B）2 C）3 D）4 4.PC机中为使工作于一般全嵌套方式的8259A中断控制器能接受下一个中断请求，在中断服务程序结束处就( ). A）发送OCW2指令 B）发送OCW3指令 C）执行IRET指令 D）执行POP指令 5.RAM是随机存储器,它分为( )两种. A）ROM和SRAM B）DRAM和SRAM C）ROM和DRAM D）ROM和CD-ROM 6．在程序运行过程中，确定下一条指令的物理地址的计算表达式是（） A）CS×16+IP B）DS×16+SI C）SS×16+SP D）ES×16+DI 7.( )是以CPU为核心,加上存储器,I/O接口和系统总线构成的. A）微处理器 B）微型计算机 C）微型计算机系统 D）计算机 8.对于掉电,8086/8088CPU是通过( )来处理的. A）软件中断 B）可屏蔽中断 C）非屏蔽中断 D）DMA 9.计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是（）。 A）便于读写数据 B）减小机箱的体积 C）便于系统升级 D）解决存储容量、价格和存取速度之间的矛盾 10.8259A的OCW1----中断屏蔽字( )设置. A）在ICW之前 B）只允许一次 C）可允许多次 D）仅屏蔽某中断源时11.将十六进制数163.5B转换成二进制数是）( ) A）1101010101.1111001 B）110101010.11001011 C）1110101011.1101011 D）101100011.01011011 12．Intel 8086/8088微处理器有（）地址线，直接寻址内存空间的范围是（）。 A）10条，64KB B）20条，64KB C）16条，1M D）20条，1M 13．Intel 8086/8088微处理器的标志寄存器中，作为记录指令操作结果的标志是（）。 A）CF，OF，PF，AF，SF，ZF B) CF，PF，ZF，SF C) OF，DF，IF，SF，ZF，CF D) IF，DF，OF，CF 14．下述对标志寄存器中标志位不产生影响的指令是（）。 A）JMP NEXT B) TEST AL，80H C) SHL AL，1 D) INC SI 15．简单的汇编语言程序可以通过（）来建立、修改和执行。 A）连接程序 B) 调试程序 C) 汇编程序 D) 编辑程序 16．累加器AL中的内容是74H，执行CMP AL，47H指令后，累加器AL中的内容是（）。

计算机控制技术的发展及趋势

计算机控制技术的发展及趋势张赟枫自动化1304 0901130425 一、计算机控制技术的发展 1、第一代工业计算机控制技术第一代工控机技术起源于20世纪80年代初期，盛行于80 年代末和90年代初期，到90年代末期逐渐淡出工控机市场，其标志性产品是STD总线工控机。STD总线最早是由美国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的8位工业I/O总线，随后发展成16位总线，统称为STD80，后被国际标准化组织吸收，成为IEEE961标准。国际上主要的STD总线工控机制造商有Pro- Log、Winsystems、Ziatech等，而国内企业主要有北京康拓公司和北京工业大学等。STD总线工控机是机笼式安装结构，具有标准化、开放式、模块化、组合化、尺寸小、成本低、PC兼容等特点，并且设计、开发、调试简单，得到了当时急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用，国内的总安装容量接近20万套，在中国工控机发展史上留下了辉煌的一页。 2、第二代工业计算机控制技术 1981年8月12日IBM公司正式推出了IBM PC机，震动了世界，也获得了极大成功。随后PC机借助于规模化的硬件资源、丰富的商业化软件资源和普及化的人才资源，于80年代末期开始进军工业控制机市场。美国著名杂志《CONTROL ENGINERRING》在当时就预测“90年代是工业IPC的时代，全世界近65%的工业计算机将使用IPC，并继续以每年21%的速度增长”。历史的发展已经证明了这个论断的正确性。IPC在中国的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段是从20世纪80年代末到90年代初，这时市场上主要是国外品牌的昂贵产品。 90年代末期，ISA总线技术逐渐淘汰，PCI总线技术开始在IPC中占主导地位，使IPC工控机得以继续发展。但由于IPC工控机的结构和金手指连接器的限制，使其难以从根本上解决散热和抗振动等恶劣环境适应性问题，IPC开始逐渐从高可靠性应用的工业过程控制、电力自动化系统以及电信等领域退出，向管理信息化领域转移，取而代之的是以CompactPCI总线工控机为核心的第三代工控机技术。值得一提的是，IPC工控机开创了一个崭新的PC-based时代，对工业自动化和信息化技术的发展产生了深远的影响。 3、迅速发展和普及的第三代工控机技术 PCI总线技术的发展、市场的需求以及IPC工控机的局限性，促进了新技术的诞生。作为新一代主流工控机技术，CompactPCI工控机标准于1997年发布之初就倍受业界瞩目。相对于以往的STD和IPC，它具有开放性、良好的散热性、高稳定性、高可靠性及可热插拔等特点，非常适合于工业现场和信息产业基础设备的应用，被众多业内人士认为是继STD和IPC之后的第三代工控机的技术标准。采用模块化的CompactPCI总线工控机技术开发产品，可以缩短开发时间、降低

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。

计算机控制技术及其应用丁建强任晓卢亚萍课后答案

第1章概述 1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论 [指导信息]:参见自动控制的基本概念。自动控制(autocontrol)：不用人力来实现的控制，通常可用机械、电气等装置来实现。通常相对手动控制而言。控制系统(control system)：通过控制来实现特定功能目标的系统。而系统(system)是由相互联系、相互作用要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。控制系统通常有一定的规模和复杂性，否则常称为控制装置或控制机构。自动化(automation)：在无人工干预情况下，一个或多个控制系统或装置按规定要求和目标的实现过程。自动化强调的是自动控制过程，其核心概念是信息。控制论(cybernetics)：研究各类系统的调节和控制规律的科学。各类系统包括动物(及人类)和机器系统。自从1948 年诺伯特·维纳发表了着名的《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。控制论着重于研究过程中的数学关系。 2.控制的本质是什么 [指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。控制过程本质上是一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等。控制系统中的目标信息、被控对象的初始信息、被控对象和环境的反馈信息、指令信息、执行信息等，通常由电子或机械的信号来表示。 3.自动控制中有哪些基本问题 [指导信息]:参见1.1.2 自动控制中的基本问题。自动控制中的基本问题包括：自动控制系统的结构、过程、目标和品质等。结构包括组成及其关系两个部分；控制过程主要为一系列的信息过程，如信息获取、信息传

微机原理及应用期末试卷及答案

微机原理与汇编语言（期末试卷A答案）一、单项选择题（每题2分，共40分） 1．（B ）用来存放即将执行的指令的偏移地址的寄存器是 A．SP B．IP C．BP D．CS 2．（A ）源变址寄存器是 A．SI B．DI C．SP D．BX 3．（B ）设SP=1110H，执行PUSH AX后，SP中的内容为 A．SP=1112H B．SP=110EH C．SP=1111H D．SP=110FH 4．（D ）语句DA1 DB 2 DUP（3，5，7）汇编后，与该语句功能等同的语句是A．DA1 DB 3，5，7 B．DA1 DB 2,3,5,7 C．DA1 DB 3，5，7，2 D．DA1 DB 3，5，7，3，5，7 5．（ B ）下面四个寄存器中，不能用来作为间接寻址的寄存器是 A．BX B．CX C．BP D．DI 6．（ C ）确定下列哪些数据在汇编语言中是非法的 A．19AH B．1372 C．102B D．145 7．（D）若栈顶的物理地址为20100H，当执行完指令PUSH AX后，栈顶的物理地址为 A．20102H B．20101H C．200FFH D．200FEH 8．（ C ）当执行完下列指令序列后，标志为CF和SF的值是 MOV AL，0C4H ADD AL，9DH A．0，0 B．0，1 C．1，0 D．1，1 9．（ D ）JMP WORD PTR[BX]的转移目标地址是 A．BX中的内容B．SP+BX的和 C．IP+[BX]之和D．BX指示的内存单元的内容 10．（ B ）8086/8088CPU的I/O指令采用间接寻址时，可以使用的寄存器是A．BX B．DX C．SI D．DI 11．（C ）完成将BX清零，并使标志寄存器CF清零，下面指令错误的是A．SUB BX , BX B．XOR BX ，BX C．MOV BX，0 D．AND BX，0000H 12．（D ）下面数据传送指令中，正确的是 A．MOV BUF1，BUF2 B．MOV CS，AX C．MOV CL，1000 D．MOV DX，WORD PTR[BP+DI] 13．（D ）下列存储器哪一种存取速度最快 A．硬盘B．DROM C．ROM D．Cache 14．（B ）完成将有符号数BX的内容除以2的正确指令是 A．SHR BX，1 B．SAR BX，1 C．ROR BX，1 D．RCR BX，1 15．（ C ）指令LOOPZ的循环执行条件是 A．CX≠0且ZF=0 B．CX≠0或ZF=0 C．CX≠0且ZF=1 D．CX≠0或ZF=1 16．（B ）以8086/8088为CPU的微机内存最大容量为 A ．4M B B．1MB C．640KB D．64KB 17 （C ）与1A.5H不等的数据是 A．26.3125D B．11010.0101B C．32.5Q 18．（ A ）8位二进制补码表示的整数数据范围是 A．-128～127 B．-127～127 C．-128～128 D．-127～128 19．（ A ）下列四个寄存器中，不允许用传送指令赋值的寄存器是 A．CS B．DS C．ES D．SS 20．（ B ）指令MOV 100[SI][BP]，AX的目的操作数的隐含段为 A．数据段 B．堆栈段 C．代码段 D．附加段二、填空题（每空2分，共20分） 1．225D= 11100001 B= E1 H 2．已知X=-1011011，求[X]补= 10100101 。 3．地址2000H：0480H，其物理地址是20480H ，段地址是2000H ，偏移地址是0480H 。 4．按存储器的位置，可以将存储器分为内存储器和外存储器。5．8086最多可处理256 种中断，对每一个中断设置一个中断类型码。三、判断题（共10分，对的画√，错的画×） 1．（×）在8位补码表示中，10000000表示的真值为-0 2．（×）奇偶标志位PF，当运算结果的低8位中有偶数个1时，被置为0。3．（×）CS、DS、ES和SS段都可以存放指令代码。 4．（×）MOV CS，[SI] 5．（×）MOV [DI]，[SI] 6．（√）两数相等时转移可用JZ指令。 7．（×）OUT [BX]，AL 8．（×）当IF=0时，CPU不能响应NMI中断。 9．（√）已知AL，BX为带符号数，计算AL*BX的乘积，使用下述程序段。 CBW IMUL BX 10．（√）在8位补码表示法中，对-128求补会产生溢出。四、简答题（共20分） 1．冯·诺依曼型计算机的结构由哪些部分组成？各部分的功能是什么？（10分）答：冯·诺依曼型计算机在硬件结构上主要由运算器，控制器，存储器，输

计算机控制系统的应用及发展

目录第一章计算机过程控制系统的应用与发展 (2) 1.1 计算机过程控制系统的发展回顾 (2) 1.2 计算机过程控制系统的分类 (2) 1.3 计算机过程控制系统国内外应用状况 (6) 1.4 计算机过程控制系统的发展趋势 (7) 第二章国内油田计算机控制系统应用软件现状及发展趋势 (8) 2.1 基于PC总线的控制系统应用软件 (8) 2.2 基于各种PLC控制系统的应用软件 (8) 2.3 中小规模的DCS控制系统组态软件 (9) 2.4 计算机控制系统应用软件的发展趋势 (9)

第一章计算机过程控制系统的应用与发展在石油、化工、冶金、电力、轻工和建材等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制称为生产过程自动化。生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志。凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制就称为过程控制。过程控制系统可以分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。随着工业生产规模走向大型化、复杂化、精细化、批量化，靠仪表控制系统已很难达到生产和管理要求，计算机过程控制系统是近几十年发展起来的以计算机为核心的控制系统。 1.1 计算机过程控制系统的发展回顾世界上第一台电子数字计算机于1946年在美国问世。经历了十多年的研究，1959年世界上第一台过程控制计算机TRW-300在美国德克萨斯的一个炼油厂正式投入运行。这项开创性工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术获得了迅速的发展。回顾工业过程的计算机控制历史，经历了以下几个8寸期： (1)起步时期(20世纪50年代)。20世纪50年代中期，有人开始研究将计算机用于工业过程控制。 (2)试验时期(20世纪60年代)。1962年，英国的帝国化学工业公司利用计算机完全代替了原来的模拟控制。 (3)推广时期(20世纪70年代。随着大规模集成电路(LSI)技术的发展，1972年生产出了微型计算机(mi—erocomputer)。其最大优点是运算速度快，可靠性高，价格便宜和体积小。 (4)成熟时期(20世纪80年代)。随着超大规模集成电路(VLSI)技术的飞速发展，使得计算机向着超小型化、软件固定化和控制智能化方向发展。80年代末，又推出了具有计算机辅助设计(CAD)、专家系统、控N*0管理融为一体的新型集散控制系统。(5)进一步发展时期(20世纪90年代)。在计算机控制系统进一步完善应用更加普及，价格不断下降的同时，功能却更加丰富，性能变得更加可靠。 1.2 计算机过程控制系统的分类计算机控制系统的应用领域非常厂泛，计算机可以控制单个电机、阀门，也可以控制管理整个工厂企业；控制方式可以是单回路控制，也可以是复杂的多变量解耦控制、自适应控制、最优控制乃至智能控制。因而，它的分类方法也是多样的，可以按照被控参数、设定值的形式进行分类，也可以按照控制装置结构类型、被控对象的特点和要求及控制功能的类型进行分类，还可以按照系统功能、控制规律和控制方式进行分类。常用的是按照系统功能分类。

微机控制技术实训报告

重庆航天职业技术学院温度采集报警报告报告题目：数字温度计系部：电子工程系专业：计算机控制技术姓名：学号：指导老师：汤平

温度采集报警任务书题目：数字温度计任务与要求： 1、查阅数字温度计设计相关资料，熟悉数字温度计设计的原理，查阅A/D转换及传感器相关知识，画出数字温度计原理图，并编写相应的源程序。 2、使用8052单片机作为处理器，设计数字温度计设计，设定温度最高值和最低值。数码管进行循环显示，显示实际温度值。 3、实现单路的电压采集和显示，显示3位温度值，最后1位显示“C” 4、并用喇叭报警。发挥部分：将仿真电路图和程序修改为中断方式实现温度采集和显示。

前言温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生活中的更加广泛的应用，利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发，本文设计了一种基于80C52的温度检测及报警系统。该系统可以方便的实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统设计和布线简单，结构紧凑，抗干扰能力强，在大型仓库、工厂、智能化建筑等领域的温度检测中有广泛的应用前景。

目录 1、原理 (1) 2、元器件介绍 (2) 3、元器件清单 (7) 4、参考电路图 (8) 5 电路图详解 (10) 6、元器件的排版与焊接 (11) 7、参考程序编写与导入 (12) 8、成品的调试 (15) 9、总结 (16) 10、参考文献 (17)

计算机控制技术及应用

10电气（2）班姓名：陆继赟学号：01 计算机控制技术及应用一、计算机控制技术应用和发展在近10多年里，计算机技术得到了极大的发展和完善；无论是在系统硬件成本，还是在计算速度和存贮容量方面都取得了很大的进步。特别是面向用户的编程语言也大大简化了。同时，由于采用了更多的可靠元件、尖端的设计工艺，增加了容错技术、冗余诊断程序，系统的可靠性也得到较大的提高；传统的过程控制功能与诸如生产计划、调度、优化及操作控制等实时信息处理和决策应用的不断渗透、融合，使通过高级计算机控制实现各种过程高性能目标的手段变得越来越可靠和更为强劲有力；功能价格比也日趋合理。因而，使计算机控制在工业中的应用得到了迅猛的发展，而且正越来越广泛地应用于石油、化工、钢铁、造纸、电力等工业部门，并在提高设备处理能力和生产效率、产品质量；有效利用能源(水、人力、材料等资源)，满足环保、人身安全等严格要求及在日益激烈的国内外市场竞争中，发挥着举足轻重的作用。二、（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。 2、计算机控制系统采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统，也称它为数字控制系统。若不考

虑量化问题，计算机控制系统即为采样系统。进一步，若将连续的控制对象和保持器一起离散化，那么采样控制系统即为离散控制系统。所以采样和离散系统理论是研究计算机控制系统的理论基础。 3、计算机控制系统的控制过程（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）实时控制决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程。（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。 4、计算机控制系统的特点（1）结构上。计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执行控制功能的核心部件是数字计算机，所以计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。（2）计算机控制系统中除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。（3）由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。（4）计算机控制系统中，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性。（5）计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个控制器（控制计算机）经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。（6）采用计算机控制，如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。 5、计算机控制系统的组成计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，而一个完整的计算机系统应由下列几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。（1）硬件：a)由中央处理器，时钟电路，内存储器构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部分。 b)通用外围设备按功能可分为输入设备、输出设备和外存储器三类。 c)过程Ｉ／Ｏ通道，又称过程通道。 d)通用接口电路，一般有并行接口、串行接口和管理接口（包括中断管理、直接存取DMA管理、计数/定时等）。 e)传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量。变送器的作用是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机借口使用的标准的电信号（如０～１０ＭＡＤＣ）。 f)计算机控制系统一般要有一套专供运行操作人员使用的控制台称为运行操作台，操作台一般包括各种控制开关、数字键、功能键、指示灯、声信器、数字显示器或ＣＲＴ显示器等。（2）软件：软件是指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和，如完成操作、监控、管理、控制、计算和自诊断等功能的程序。整个系统在软件指挥下协调工作。从功能区分，软件可分为系统软件和应用软件。（二）集成系统控制计算机技术的不断发展，使计算机系统的数据采集、处理、存贮、高速执行复杂计算任

机车微机控制系统概述

第六章机车微机控制系统第一节机车微机控制系统概述一、微机控制系统的基本概念和特点微机控制系统一般都具有三个要素，即控制对象、信息处理机构、执行机构控制目标；信息处理机构将目标值和实际情况进行比较、运算，给执行机构控制对象出动作指令；执行机构根据接收到的动作指令进行调节，以求达到或尽员接近控制目标。图6一1所示为控制系统示意图。控制系统有开环控制和闭环控制之分。在开环控制中，输出信号不反馈到信息处理机构；在闭环控制中，信息处理机构是根据给定目标与输出反馈信号的差值来进行控制的。毫无疑问，闭环控制比开环控制易于稳定并具有较高的精度。一个复杂的控制系统可以由多个闭环系统组合而成，如速度环、电流环、电压环等。例如，55型电力机车微机控制系统，不论是在正常工况下还是在故障工况下，都采用闭环控制，由系统自动调节，从而减轻了司机的劳动强度，简化了司机的操作程序。在电力机车上，微机的控制目标主要是电机电枢电流和机车速度，信息处理机构是微型计算机，执行机构是晶闸管变流装置。即微机根据司机给定的手柄级位以及实际机车速度来调节晶闸管的触发角，从而使机车稳定运行在司机希望的工况。我国558型电力机车是国产电力机车中首次采用微机控制的车型。以往的机车都采用模拟控制，如553、554改和55：型机车等，它们都是采用以运算放大器为基础的模拟控制方式。随着电力电子技术、半导体集成技术的发展和控制要求的提高，用微机控制来取代模拟控制是牵引动力技术发展的必由之路，它标志着机车控制技术水平上升到了新阶段。与膜拟控制相比，微机控制有以下特点： (l）微机控制系统不仅需要有硬件，而且必须有软件，而模拟控制中左右硬件。硬件是指各种能完成一定功能的电子插件，是看得见摸得着的。软件是指为实现一定功能而*制的程序，它通常存储在断电也能保存的器件（如 EPROM、ROM）中，是一串由0和1构成的代码。软件又分系统软件和应用软件。对用户来讲，主要是根据需要编制应用软件。（2）微机控制系统的硬件是通用的，它不是针对某个特定任务设计的。例如，我们现在使用的微机控制硬件就能在所有交直传动车上使用，尽管有些功能可能在某种车型上并不需要。因此，微机控制的优点就是通用，易于从一种车型移植推广到另一种车型，而且易于适应设计过程中新增加的控制功能要求。而模拟控制的电路有一定的针对性，不同的车型不能互相通用。（3）微机控制具有灵活可变的软件，对于不同机车的不同的控制功能要求，可用改变软件的方法来实现。在研发过程中，对于设计，调试过程中新提出的问题可以通过修改，增加一段程序的方法来解决，一般不必改动硬件。而在模拟控制中，没增加一个功能都必须通过增加相应的电路来实现，功能越多，则硬件电路越多，也越复杂。有些控制功能用硬件来实现电路比较复杂，如果用软件来是实现则只是增加一段相应的程序。因此，在微机控制中，有时用软件来实现一些硬件难于实现的功能。例如，多段折线的函数发生器，空转保护中的速度差，加速度，加速度的变化率，轮径修正及减流曲线等，用软件实现既方便快

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

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

计算机控制技术及应用

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