计算机控制技术大作业汽车承重系统

宁波大学答题纸

（2012 —2013 学年第 2 学期）

课号： 课程名称：计算机控制技术 改卷教师： 史旭华 学号： 116040069 姓 名： 覃坤勇 得 分：

大作业（二）

下图为氧化炉对象，工艺要求氧化炉内的反应温度恒定，一般通过氧化炉的氨气和氧气比恒定来实现，但氨管压力波动会影响氨气流量变化，空气含氧量会随环境发生变化。被控量为氧化炉温度，调节量为氨气管道阀门

1、确定被控对象，输出量和控制参数

2、给出对象模型的建立方法

3、如对象具有一阶惯性和纯滞后，给出合适的控制方案

4、给出MATLAB下 的最少拍和PID控制的对比效果

答：

（1）被控对象：氧化炉；输出量：氧化炉内温度；控制参数：氨空比；

（2）对象模型的建立方法为：首先视整个氧化炉系统为一个“黑箱子”，先给定一个阶跃的输入函数，测量出其输出的响应曲线，然后观察其响应曲线，确定其超调量，调节时间等参数，可以按照我们已知的数学模型拟合出我们所需要的数学模型。而且在确定其控制对象后，控制方法的参数可以用扩充临界比例法和扩充响应曲线法调整。而扩充临界比例法需要系统闭环运行，而且要将比例系数调整到使得系统产生等幅振

计算机控制技术作业

一、填空题（每小题1分，共30分）

（1）计算机控制系统有 和 两种结构。

（2） 计算机控制系统由 、 两大部分组成。

（3）A/D转换器与单片机的硬件接口有三种方式，分别为 方式、 方式和 方式。

（4）主机判断A/D转换结束的方法有三种：分别为 方式、 方式和 方式。

（5）要想从采样信号x*(t)中不失真地恢复连续信号x(t)，采样角频率?s必须满足 。

(6) 报警程序的设计方法主要有两种，一种是 ，是一种 。

(7) 键盘的工作方式有3种，分别是 ， 和 。 (8)离散系统的稳定性不仅与系统结构、放大系数有关，而且还与 有关。在相同的系统结构及放大系数情况下，通常，离散系统的稳定性要比连续系统的稳定性 。

(9）大林算法是一种

一. 填空题：

1、计算机控制系统的工作过程为：实时数据采集、 实时控制决策、实时控制输出 。

2、计算机控制系统硬件由 工业控制机 、 计算机 、过程输入输出通道和生产过程组成。 3、选择D/A转换器时应着重考虑的是： 转换精度 、 转换速度 。 4、接地技术中接地方式有： 接实地 、 接虚地 等两种。

5、计算机控制系统按总体结构来分有： 硬件 、 软件 两大类

6、计算机控制系统是指采用了 计算机来实现生产过程 的自动控制系统。 7、计算机控制系统软件由 系统开发环境 和 系统运行环境 组成。

8、计算机控制系统输入/输出通道分为四类，分别是模拟量输入通道、 模拟量输出 通道、 数字量输入 通道，数字量输出通道。

9、过程通道中存在的干扰有： 串模干扰 、 共模干扰 。

10、局域网常见的网络拓朴结构有： 星型 、 环状型 、总线型等。

11、计算机控制系统是指利用 计算机 来实现 生产过程 自动控制的系统。

12、计算机控制系统输入/输出通道分为四类，分别是模拟量输入通道、模拟量输出 通道、 数字量输入 通道，数字量输出通道。

14、衡量一个D/A转换器性能的主要参数有： 分辨率、转换时间、精度

浅析计算机控制技术

随着科学技术的不断进步，人们更多的利用计算机来实现对各领域的控制。计算机技术、自动控制技术、CRT显示技术、检测与传感器技术、微电子技术的高速发展以及通信与网络技术的发展，为计算机控制技术的发展带来了巨大的推动力。本文将就计算机控制技术的概述、特点、应用方式、发展方向这几个方面做出论述。

一、计算机控制技术之概述

以计算机应用技术、自动控制技术和电子技术作为基础的计算机控制技术，在实现自动化的生产过程、精密化的生产技术、信息化的生产设备及最佳化的机电控制系统的过程中，把计算机控制技术作为核心，并充分综合利用了可编程控制技术、计算机网络技术、单片机技术。由此可见，一个完整的计算机控制系统应由被控对象、主机、外围设备、外部设备、软件系统和自动化仪表几个部分组成，硬件和软件均是组成计算机控制系统的最重要的两大组成部分。而计算机控制系统的控制过程则由实时数据采集、实时控制决策及实时控制三个方面来实现控制。

二、计算机控制系统的特点

1.从结构维度分析，数字计算机才是计算机控制系统执行控制功能的核心部件，执行机构和测量装置等是其常用的模拟部件。由此可见，计算机控制系统是数字部件和模拟部件的混合系统。

2.从信号形式分析，计算机控制系统中除了有连

1 计算机控制系统包含哪些基本组成部分？

硬件和软件两部分组成

硬件包括：计算机系统、过程输入输出通道、被控对象、执行器、检测变送环节。 软件包括：系统软件和应用软件

2 如何理解计算机控制系统的实时性？

时系统是能够在确定的时间内执行计算或处理事务并对外部事件作出响应的计算机系统

3 简述SHANNON采样定理

为保证采样信号f*(t)的频谱是被采样信号f（t）的频谱无重叠的重复（沿频率轴方向），以便采样信号f*(t)能反映被采样信号f（t）的变化规律，采样频率

ws(w?2pi/T?2pif)至少应是f（t）的频谱F（jw）的最高频率wmax的两倍，即

ws?2wmax，即香农定理。

4 在计算机实时动态控制系统设计中应用SHANNON采样定理时应注意哪些问题？

SHAANON定理的结论是对无始无终的时域信号得出的。实时控制时，时域信号都是有始的，且只有当前时刻之前可用。因此，实际上要选取?s >>2?c 5 零阶保持器（ZOH）在计算机控制系统中起什么作用？没有它可以吗？为什么？ 作用：将采样信号还原成连续信号

有利。因为零阶保持器简单且可用物理装置实现。 6 在什么条件下，零阶保持器可以近似为理想滤波器？ 要求 ?s?

南京工业大学继续教育学院习题集

南京工业大学继续教育学院

《计算机控制技术》习题集

2015学年度第一学期 使用班级：HY电气升本141

习题集1（绪论及第一章习题）

一、填空题

1．工业控制机包括（硬件）和 （软件）两部分。

2．过程通道是计算机和生产过程之间信息传送和转换的连接通道，它包括（模拟量输入通道 ）和 （模拟量输出通道） 和（数字量输入通道） 及 （数字量输出通道）。 3．在A/D转换中，完成一次A/D转换的时间称为（孔径时间）。

4．在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为（在线） 方式，又称（联机）方式。

5．计算机控制系统由（工业控制机 ）和 （生产过程）两大部分组成。

6．接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，包括 （输入接口）和（输出接口）。

7．计算机控制系统中，生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式称为 （离线）方式，又称（脱机）方式。 8．ADC08909是一种（8）位逐次逼近式A/D转换器。 9.AD574A是一种（12）位逐次逼近式A/D转换器。 10.CD4051是单端的（8）通道开关。

二、判断题（判断下列各题

一、填空

1、实时是指信号的（输入）、（ 计算）和输出都要在一定时间范围那完成。在线是指计算机和生产过程相连并受计算机控制。一个在线的系统（ 不一定是 ）一个实时系统，但是一个实时系统（ 必定是 ）在线系统。

2、A/D转换器的主要技术指标有（转换时间）、（ 分辨率 ）、（线性误差）、（ 量程）及对基准电源的要求等。 3. D/A转换器的主要技术指标有（ 分辨率 ）、（建立时间）、（线性误差）等。 4、数字量输入接口元件74LS244的作用是（ 隔离输入和输出线路，在两者之间起缓冲）。 5、数字量输出接口元件74LS273的作用是（ 对状态输出信号进行锁存 ）。

6、在计算机控制系统中，当串模干扰信号的频率比被测信号频率高时，则采用（ 低通滤波器）来抑制高频率串模干扰。 7、计算机控制系统中，一般有五种地线，分别是（ 模拟的 ）、（数字地）、（ 系统的 ）、（ 安全地）和（ 交流地 ）。 对它们采用的接地方法是（ 回流法单点接地 ）。

8、逐点比较法是以（ 阶梯折线 ）来逼近直线和圆弧，它与规定的加工直线或圆弧之间的最大误差是（ 一个 ）脉冲当量。 7、在ADC0809中，A、B、C三引脚的组合式用来（ 选择输入通道 ）。 8、在

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。

某时刻测得热电势Ex =34.66mV，由该热电偶的分度表可直接查出其相应温度Tx=834 ℃

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。

现用式计算，先从表中查得所策热电势值处于7-8号折点的段内，将各有关数值代入上式得： Tn?Tn?1Tx?Tn?1?(Ex?En?1En?En?1

其相对误差为：

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直

o线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。 x 再用前式计算

880?820T?820C?(34.66?34.10)?833.36.53?34.10

例 某烟厂用计算机数据采集系统采集烟叶发酵室的温度变化情况，该室温度测量范围是20-80℃，所得模拟信号为1-5V,采用铂热电阻（线性传感元件）测温，用8位A/D转换器转换为数字量，转换器输入0-5V时输出是00H-0FFH。某一时刻，计

电气工程及其自动化

计算机控制技术

题 目：计算机控制与技术

姓 名：

学 号： 专业班级： 院 系： 完成日期：2013年12月4日

电气工程及其自动化

计算机控制技术

摘 要： 计算机控制技术及工程应用是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。控制系统的发展趋势：向国产DCS系统转移，向PLC转移，向现场总线控制系统F

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。

某时刻测得热电势Ex =34.66mV，由该热电偶的分度表可直接查出其相应温度Tx=834 ℃

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。

现用式计算，先从表中查得所策热电势值处于7-8号折点的段内，将各有关数值代入上式得： Tn?Tn?1Tx?Tn?1?(Ex?En?1En?En?1

其相对误差为：

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直

o线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。 x 再用前式计算

880?820T?820C?(34.66?34.10)?833.36.53?34.10

例 某烟厂用计算机数据采集系统采集烟叶发酵室的温度变化情况，该室温度测量范围是20-80℃，所得模拟信号为1-5V,采用铂热电阻（线性传感元件）测温，用8位A/D转换器转换为数字量，转换器输入0-5V时输出是00H-0FFH。某一时刻，计