计算机控制技术于海生电子版

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

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

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

计算机控制技术习题

1.1 什么是计算机控制系统？它由哪几个部分组成？ 1.2 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？ 1.3 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？

1.4 工业控制机的哪几个部分组成？各部分的主要作用是什么？工业控制机的特点有哪些？

1.5 什么是总线、内部总线和外部总线？

1.6 PC总线和STD 总线各引线的排列和含义是怎样的？ 1.7 RS-232C 和 IEEE-488 总线各引线的排列和含义是怎样的？ 2.1 什么是接口、接口技术和过程通道？

2.2 采用74LS244和74LS273与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量(开关量)输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字输入和数字输出程序。

2.3 采用8位 A/D 转换器 ADC0809 通过 8255A 与PC总线工业控制机接口，实现8路模拟量采集。请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序。 2.4 用12位 A/D 转换器 AD574 通过 8255A 与PC总线工业控制机接口，实现模拟量采集。请画出接口原理图，并设计出A/D转换程序。

2.5 请分别画出一路有源I/V变换电路和一路无源