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计算机控制技术习题详解
第一章计算机控制系统概述
习题参考答案
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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。
、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。
?各部分的作用是什么?
由四部分组成。
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图 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
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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
: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。
: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
变输出的角位移或直线位移,并通过调节机构改变被调介质的流量或能量,使生产过程符合预定的要求。例如,在温度控制
系统中,微机根据温度的误差计算出相应的控制量,输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期
的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式,也有的采用马达、步进电机及可控硅元件等进行控制。
?说出各部分软件的作用。
软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作,都是在软件的指挥下协调进行的,因此说软件是
微机系统的中枢神经。就功能来分,软件可分为系统软件、应用软件及数据库。
(1)系统软件:它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说,系统软件只是作为开发应用软
件的工具,是不需要自己设计的。
系统软件包括:
:即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等;
:指的是调节程序及故障诊断程序;
:包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、
仿真、移植软件)、数据管理系统等;
:指文字翻译、企业管理等。
(2)应用软件:它是面向用户本身的程序,即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
应用软件包括:
:指巡回检测程序、数据处理程序、上下限检查及报警程序、操作面板服务程序、数字滤波及标度变换程序、
判断程序、过程分析程序等;
:指的是控制算法程序、事故处理程序和信息管理程序,其中信息管理程序包括信息生成调度