计算机控制技术复习归纳总结

1、文档编码 : CE8A10W9Y3T7 HW2X5G7J10W5 ZX6F3W4W7W9运算机把握技术 简答 1,运算机把握系统组成框图： 一般的运算机把握系统由 运算机 , I/O 接口电路 , 通用外部设备 和工业生产对象 等部分组成； 2,运算机把握系统的分类 （ 1） 直接数字把握（ Direct Digital Control, DDC）系统 ；原理： 用一台运算机对多个被控参数巡回检测,对生 产过程进行把握, 使被控参数稳固在给定值上； 特点： 运算机直接参加把握, 系统经运算机构成了闭环； 优点： 一台运算机可以取代多个模拟调剂器,它利用了运算机的分时才能； （ 2） 操作指导把

2、握系统（ DataProcessing System, DPS）；原理： 运算机只是对系统过程参数进行收集,加工处 理,然后输出数据； 特点： 由操作人员（或别的把握装置）依据测量结果来转变设定值或者进行必要的 操作； 优点： 一台运算机可代替大量常规显示和记录外表,从而对整个生产过程进行集中监视,可得到 更精确的结果,对指导生产过程有利； （ 3） 运算机监督把握（ Supervisory Computer Control , SCC）系统； 原理： 运算机依据描述生产过程的数学模型 （ 4） 运算出正确给定值后,送给模拟调剂器或 DDC 运算机,并由模拟调剂器或 DDC 运算机把握生产过特

3、 点： SCC+模拟调剂器把握系统：收集检测信号及治理命令,依据确定的数学模型进行运算,把给定值输 程； 出到模拟调剂器中； 此给定值在模拟调剂器中与检测值进行比较后, 其 “偏差值 ”经模拟调剂器运算后输出 到执行机构中,以达到调剂生产过程的目的； SCC+DDC 把握系统：系统为两级运算机把握系统；一级监督级 SCC,其作用与 SCC+模拟调剂器把握系统中的 为 SCC 一样,用来运算正确给定值；给定值是运算到的,以保证系统在最优工作状态下运行,其把握规律可以转变,使用起来更加灵敏； 得 优点： 依据工作 状态的变化,转变给定值,以实现最优把握 ； 分布式把握系统； 原理： 分散过程把握级

4、是 DCS 的基础, 用于直接把握生产过特点： 基本上属于 DDC 程； 系统的形式,但工作任务由各工作站来完成,局部的故障不会影响整个系统的工作； 优点： 该系统通用 性强,组态灵敏,把握功能完善,数据处理便利,调试便利,运行安全牢靠,能够适应工业生产过程的 多种需要； （ 5） 运算机集成制造系统（ Computer Integrated Manufacturing System , CIMS）；原理： CIMS 接受多任务分体系结构,其基本把握思想是递阶把握； 特点： 越是处于高层的单元,对系统性能影响范畴就越广,决 层 策周期比低层单元长,很难进行定量公式化描述； 优点： 在递阶结构中

5、,各级分担不同工作,同级中又 可并行工作,效率高；级间和谐通信比各单元相互通信有效得多； 3,工业运算机特点 （ 1）牢靠性要求；对于生产把握来说,要求生产的连续性,所以对设备的牢靠性要求较高； （ 2）实时把握 ；在 生产过程中需要应对非正常情形,需要实时对设备进行监测,报警和治理,并依据优先级别尽快地响应； （ 3）生 产过程的连接；工业运算机拥有专用的借口,可以通过远程通信线路与把握机等设备进行交互； 应（ 4）环境的适 性；一般情形下,工业运算机的工作现场环境比较恶劣,需要考虑抗高温,抗腐蚀等一系列问题； 4, 行列式键盘 -定时扫描法 如以下图,接受 8255 端口构成的 48矩阵键

6、盘 第 1 页,共 6 页定时扫描法的工作过程： （ 1）定时扫描键盘,判定是否有键按下 （ 2）排除按键抖动 （ 3）求按键键值 （ 4） 等待按键释放 5,常用的数字滤波器有哪几种,各自的优缺点 程序判定滤波 优点：这是依据 实践体会数据获得； 缺点： detE 确定不太灵敏,由于不能依据现场的情形不断更换新值,不能反映采样点数大于 3 的各采样值受干扰的 情形 中值滤波 优点： 对于克服偶然因素引起的波动干扰,或者采样器本身的不稳固所引起的脉动干扰较为有效 缺点： 只适用于物理变化相对较缓慢的工作场合 算数平均值滤波 优点：对电压,流量等周期脉动的参数采样值进行平滑加 工,所测数据相对稳

7、固； 缺点： 不相宜用于克服随机（脉冲性）干扰 加权平均值滤波 优点：可以依据需要突出信号的某一部分,抑制信号的另以部分； 缺点： 滑动平均值滤波 优点： 对周期性干扰有良好的抑制作用平滑度高 缺点： 灵敏度低,对偶然显现的脉冲性干扰抑制作用差,很难排除由于脉冲干扰引起的采样值的误差,因此不适用 于脉冲干扰比较庄重的场合 低通滤波 优点： 可以排除高频干扰对测量精度的影响 缺点： 复合数字滤波 优点：可用于既有脉动干扰 又有脉冲干扰的环境 缺点： 6,什么是输出通道？有哪些部分组成？ 输出通道： 输出通道与输入通道相对应,是运算机把握系统的组成部分,是运算机功能的延长,运算机把握系 统的各种运

8、算结果必需经由其输出执行； 组成 : 输出通道具有模拟信号输出和开关信号输出两种形式, 模拟信号输出通道包括运算机把握接口, D/A 转换 器,驱动电路,执行机构等几个部分；开关信号输出通道包括驱动电路和执行机构两部分； 第 2 页,共 6 页7,PWM 技术： PWM 就是脉冲宽度调制,在频率不变的情形下,通过转变输出脉冲的宽度（就是脉冲的占空 比）从而使输出信号的平均值（即直流成分）发生改 变,达到 把握外部对象的目的；用 8253 输出周期为 1KHZ,占 空 比 为 70%的 PWM 波： MOV AL, 36HOUT 07H, ALMOV AL, 72HOUT 07H, ALMOV

9、AL, 0D0HOUT 04H, ALMOV AL, 07HOUT 04H, ALMOV AL,58HOUT 05H, ALMOV AL, 02H OUT 05H, AL 程序中, 8253 的把握端口地址,定时器地址 分 别 为 07H,04H, 05H 8,动态 LED 显示与静态 LED 显示各有什么特点？ 是当显示器件显示某个字符时, 静态 LED 显示 相应的显示段 （发光二极管） 恒定地导通或截止, 直到显示另一个字符为止； 占 用机时少,而且显示稳固牢靠；其缺点是使用元器件相对较多,且线路比较复杂,相对而言成本较高； 动态 LED 显示 就是微处理器定时地对显示器件所显示的内容进

10、行扫描；各显示器件分时工作,任何时刻只有一个显示器件在 显示,由于人眼的视觉暂留,当扫描显示每一个器件达到确定速度时,人看到每个器件都在显示； 9,三相步进电机有哪几种工作方式？每种工作方式的特点？ 单三拍工作方式： 每次只能一相绕组通电,通电三次完成一个通电循环 ； 双三拍工作方式： 每次都是两相通电,把握电流切换 3 次,磁场旋转一周,转子移动一个齿距位置,双三拍工 作方式中,要求电源所供应的功率比较大 , 此种工作方式的特点是不简洁失步； 六拍工作方式 : 六拍工作方式就是把单三拍和双三拍结合起来的一种工作方式 , 比单三拍或双三拍的步进精度 高出一倍； 10,什么是次序把握？什么是数字

11、程序把握？数字程序把握的方式？ 次序把握： 就是以预先规定好的时间或条件为依据,按预先规定好的动作次序次序地完成工作的自动把握； 数字 程序把握（数控） ： 就是运算机依据输入的指令和数据,把握生产机械（如各种机床）按规定的工作次序,运 动 轨迹,运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动把握； 数字程序把握的方式：逐点比较插补法,数字积分插补法 11,什么是逐点比较插入法？数字积分插补法？比较两者的特点？ 逐点比较插补法：所 谓逐点比较插补法,就是每走一步都要和给定的轨迹上的坐标值进行一次比较,看该点在 给定轨迹的上方仍是下方,或者在给定轨迹的外面仍是里面,从而预备下一步的进给方向； 数字

12、积分插补法： 是在数字积分器基础上建立的一种插补法； 逐点比较插入法特点： 运算直观,插补误差小于一个脉冲当量,输出脉冲匀称,输出脉冲的速度变化小,调剂 第 3 页,共 6 页便利,在两坐标联动的数控机床中运用较为广泛； 数字积分器插补法特点： 运算速度快,脉冲支配匀称,易于实现坐标联动,运用广泛,缺点是速度调剂不够方 便,插补精度需要由软件技术来克服； 12, RS232 422 485 的优缺点？为什么 RS485 传输距离远？ RS-232-C 优点： 微机系统中最常用的串行接口标准,用于实现运算机与运算机之间,运算机与外设之间的同步或异步通讯； 通讯距离可达 15m,传输数据的速率可任

13、意调整,最大可达 20Kb/s ； 缺点 ： 传输速率慢； 传输距离近； RS-232-C 显现了互不兼容的 25 芯连接器； 使用非平稳发送器 和接收器,电气性能不佳； 接口处各信号间简洁产生电干扰； RS-422 优点： 规定了差分平稳的电气接口,能够在较长距离时明显提高数据传输速率,由于平稳结构性能得到了改善,这 种差分平稳结构能够从地线的干扰中分别出有效信号,事实上,差分接收器可以区分 0.2V 以上的电位差,可以不 受参考电平波动及共模电磁干扰的影响； 缺点： RS-485 RS-422 的另一个优点是答应传送线上连接多个接收器； 优点：接口信号电平比 RS-232-C 降低了, 就

14、不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与 TTL 电平兼容, 可便利与 TTL 电 路连接； RS-485 的数据最高传输速率为 力增强,即抗噪声干扰性好； 10Mbps, RS-485 接口是接受平稳驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能 缺点： 许多情形下, RS-485 忽视了信号地的连接,引起共模干扰问题,当网络中的共模电压超出确定的范畴时, 会庄重影响通信的稳固牢靠性,甚至损坏接口； RS-485 仍存在 EMI 问题,发送驱动器输出信号中的共模部分需 要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道（信号地）,就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像 一个庞大的天线向外辐射电磁波； RS485

15、传输距离远： RS-485 接受平稳发送和差分接收,因此具有抑制共模干扰的才能；加上总线收发器具有高灵敏 度,能检测低至 200mV 的电压,故传输信号能在千米以外得到复 RS-485 用于多点互连时特别便利,可以省掉许 多信号线； 原； 13, 现场总线技术定义及特点？ FCS 与 DCS 的差别？ 现场总线 是连接智能现场设备和自动化系统的数字式,双向传输多分支结构的通信网络； 现场总线特点： 数字信号完全取代 4 20mA 模拟信 基本过程把握,报警和运算功能等完全分布在现场完成； 使设备增加非把握信息,如自诊断信息,组态信息及补偿信息等； 号； 实现现场治理和把握的统一； 真 正实现系

16、统的开放性,互操作性； FCS 与 DCS 相比 ,其系统结构大幅度简化,成本显著降低,现场设备自治 性加强,系统性能全面提高,信号传输的牢靠性和精度提高,真正实现全分散,全数字化的把握网络,用 户始终拥有系统集成权； 运算题 1,已知广义被控对象为 G s 1eTs 1e2 s s s 1 其中, T=1s；期望的闭环脉冲传递函数中的时间常数取为 解：广义对象脉冲传递函数为 Tc=0.5 s, 应用 达林算法 确定数字把握器； 第 4 页,共 6 页G z Z G s Z 1eTs 1e4Ts 51s s 11 1 z z 4Z 11 1ss 闭环系统抱负脉冲传递函数为 z Z 1eTs e

17、4Ts 1151s 得达林把握器如下 D z 1 z 11115 z G z 2,已知广义被控对象为 Gs 1eTs 1e2 s s s 1其中, T=1s；期望的闭环脉冲传递函数中的时间常数取为 解：不含纯滞后的广义对象脉冲传递函数为 G z Z G s Z 1e s Ts 111s 11 1 z Z 11ss 1 广义对象脉冲传递函数为 Gz G0 z z 41 z 51不考虑纯滞后,闭环系统抱负脉冲传递函数为 Tc=0.5 s, 应用 史密斯预估器方法 确定数字把握器； 0 s 1,进而 0z Z 1eTs 111111s 求得 D0 z 1 0 z 11 z 110 zG0 z 于是得

18、史密斯预估器如下 3 Dz D0 z 111151 1 z ND0 zG0 z 已知 F s 1求 F z ss 5 解： F z Z F s Z 15 1111 5T 1 e z 1 ss 51z 5 T -1 = 0.21-e 1 z 5T 11 z 1 e z 11 , 给定 T=1s 4,已知广义被控对象 : Gs 1eTs s s s 第 5 页,共 6 页针对单位斜坡输入 设计最小拍有纹波把握系统 ； 解：由已知条件,被控对象含有一个积分环节,有才能产生单位斜坡响应；求广义对象脉冲传递函数为 Gz Z Gs Z 1eTs 11 1 z 11 11111s s s 1 1 z Z 11 1 z 2 s s 1 1 2 z z 1 e z z 11 z 1 1 1 z 1 1 0.368z 可以看出, Gz 的零点为 -0.718 单位圆内 ,极点为 1 单位圆上 , 0.368 单位圆内 ,故 u=0,v=0 单位圆上除 外 ,m=1 ；依据稳固性