计算机控制技术第二版于海生答案

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

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。

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。

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。

课

后

答

案

(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)

第一章

计算机控制系统：利用计算机来实现生产过程自动控制的系统

计算机控制系统工作原理：1实时数据采集2实时控制决策3实时控制输出 计算机控制系统组成：计算机和生产过程框图

计算机控制系统的典型形式及优缺点：1操作指导控制系统(结构简单、控制灵活安全；人工操作，速度受到限制)2直接数字控制系统(要求实时性好、可靠性高和适应性强；要合理地设计软件)3监督控制系统4集散控制系统5现场总线控制系统6综合自动化系统(集成优化)

工业生产过程：连续过程、离散过程、批量过程

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 在线：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 离线：若生产过程设备不直接与计算机相连接，工作不直接受计算机的控制

计算机控制系统的发展趋势：1控制系统的网络化2控制网络的扁平化3控制系统的智能化4控制系统的综合化 第二章

接口：计算机与外部设备交换信息的桥梁，包括输入/输出接口 接口技术：研究计算机与外部设备如何交换信息的技术

过程通道：在计算机和生产过程之间设置的信息交换和转换的连接通道，包括模拟量输入&输出通道、数字量输入&输出通道。

总线的定义&层次：计算机各模块之间互联和传递信息(指令、地址、数据

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：

CPU/MEM 人-机接口 模拟量输入（AI）通道 模拟量输出（AO）通道 测量变送 执行机构 被 控对 系统支持电气开关 数字量输入（DI）通道 象 版 数字量输出（DO）通道 电气开关 磁盘适合 器 工业计算机 PIO设备 生产过程

图1.1 计算机控制系统的组成框图

内部总线作用：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

4-6试求下列函数的初值和终值

2

(1)X(z)

1 z 1T2z(z 1)

(3)X(z)

(z 1)3

解

(1)

10z 1

(2)X(z)

(1 z 1)25z2

(4)X(z)

(z 1)(z 2)2

2

z 1 z 1

z 1

x(0) limX(z) lim

z z 1

x( ) lim(z 1)X(z) lim(z 1)

2

21 z 1

10z 1

(2)x(0) limX(z) lim 0

z z (1 z 1)2

10z 1

x( ) lim(z 1)X(z) lim(z 1)

z 1z 1(1 z 1)2

T2z(z 1)

(3)x(0) limX(z) lim 0

z z (z 1)3

T2z(z 1)x( ) lim(z 1)X(z) lim(z 1) 3z 1z 1(z 1)5z2

(4)x(0) limX(z) lim 5

z z (z 1)(z 2)

5z2

x( ) lim(z 1)X(z) lim(z 1) 5

z 1z 1(z 1)(z 2)

4-9S平面与Z平面的映射关系z e解

(1)S平面的虚轴，映射到Z平面为

。

(2)S平面的虚轴，当 由0趋向∞变化时，Z平面上轨迹的变化。

从（1，0）绕单位圆逆时针旋转无穷圈

(3)S平面的左半平面，

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

步进电机控制

计算机控制技术课程实验之二

步进电机控制

实验内容

1. 掌握KeilC51软件与Protues软件联合仿真调试的方法；

2. 掌握步进电机的工作原理及控制方法；

3. 掌握步进电机控制的不同编程方法。

1.用Proteus设计一四相六线步进电视控制电路。要求利用P1口作步进电机的控制端口，通过达林顿阵列ULN2003A驱动步进电机。

2.编写程序，实现步进电机的正反转控制。正反转时间分别持续10S时间，如此循环。

#include<reg52.h>

#define uchar unsigned char

步进电机控制

#define uint unsigned int

uchar code zheng[]={0xf3,0xf6,0xfc,0xf9};

uchar code fan[]={0xf9,0xfc,0xf6,0xf3};

uchar t;

bit flag=0;

void delay(uint z)

{

uint i,j;

for(i=0;i<z;i++)

for(j=0;j<110;j++);

}

void timer_init()

{

TMOD=0X01;//定时器0，方式1

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-

第三章 微机数控系统

习题及参考答案

1.什么是数控系统？数控系统包括哪些？

数控系统是采用数字电子技术和计算机技术，对生产机械进行自动控制的系统，它包括顺序控制和数字程序控制两部分。

2.什么是顺序控制系统？它由哪几部分组成？

微机顺序控制方式是指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顺序地进行工作。一般地，把按时序或事序规定工作的自动控制称为顺序控制。它包括系统控制器、输入电路、输入接口、输出电路、输出接口、检测机构、显示与报警电路。

3.微机数控系统由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 由五部分组成。

(1)输入装置：一般指微机的输入设备，如键盘。其作用是输入数控系统对生产机械进行自动控制时所必需的各种外部控制信息和加工数据信息。

(2)微机：微机是MNC系统运算和控制的核心。在系统软件指挥下，微机根据输入信息，完成数控插补器和控制器运算，并输出相应的控制和进给信号。若为闭环数控系统，则由位置检测装置输出的反馈信息也送入微机进行处理。

(3)输出装置：一般包括输出缓冲电路、隔离电路、输出信号功率放大器、各种显示设备等。在微机控制下，输出装置一方面显示加工过程中的各有关信息，另一方面向被控生产机械输出各种有关的开关量

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

步进电机控制

计算机控制技术课程实验之二

步进电机控制

实验内容

1. 掌握KeilC51软件与Protues软件联合仿真调试的方法；

2. 掌握步进电机的工作原理及控制方法；

3. 掌握步进电机控制的不同编程方法。

1.用Proteus设计一四相六线步进电视控制电路。要求利用P1口作步进电机的控制端口，通过达林顿阵列ULN2003A驱动步进电机。

2.编写程序，实现步进电机的正反转控制。正反转时间分别持续10S时间，如此循环。

#include<reg52.h>

#define uchar unsigned char

步进电机控制

#define uint unsigned int

uchar code zheng[]={0xf3,0xf6,0xfc,0xf9};

uchar code fan[]={0xf9,0xfc,0xf6,0xf3};

uchar t;

bit flag=0;

void delay(uint z)

{

uint i,j;

for(i=0;i<z;i++)

for(j=0;j<110;j++);

}

void timer_init()

{

TMOD=0X01;//定时器0，方式1

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-

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