《计算机控制技术》复习资料配套教材：计算机控制技术(第2版)朱玉玺崔如春.doc

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一、第一章重点

1、计算机控制控制系统：

由计算机完成部分或全部功能的控制系统，称为计算机控制系统（要求画出图）

2、一般的计算机控制系统由计算机、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、计算机控制系统分为：

DDC（直接数字控制）、DPS（操作指导控制系统）、SCC（计

算机监督控制）、DCS（分布式控制系统）、CIMS（计算机集成制造系统）。

3、DCS（分布式控制系统）：

DCS由DDC、SCC、和MIC（综合信息管理）组成，它

的下一代技术是集计算机、通信、控制三种技术为一体的现场总线控制系统（FCS）。

二、第二章重点

1、温度测量方式有接触式和非接触式二大类型，如热电偶属于接触式，红外温度传感器属于非接触式。

2、ADC0809八位A/D转换器见书P19页，P23页、图2-9及P24页程序，应掌握

（1）如何通道选择

（2）START：

启动信号

（3）EOC：

转换结束信号

（4）OE：

输出允许信号

一次转换过程如下：

（1）先由ADDA（A）、ADDB（B）、ADDC（C）三个信号选择通道，如要选IN4，则CBA分别为100，如要选IN0，则CBA为000

CBA通道号

000IN0

001IN1

010IN2

。

。

。

。

。

在P24中语句为：

MOVDX，200；送通道IN0地址

（2）置START为高电平，启动转换过程，此时EOC变为低电平

在P24中语句为：

OUTAL，DX；启动A/D转换

（3）转换结束，EOC变为高电平

在P24中语句为：

MOVDX，220；送查询地址

INAL，DX；读入EOC（D7位）状态，

TESTAL，80H；测试D7位是否为1

JZSTART2；如为0，则A/D没有结束，继续查询。

（4）使OE为高电平，从ADC0809锁存器中读出数据

在P24中语句为：

INAL，DX；读取A/D转换结果

3、数字滤波有程序判断滤波、中值滤波、算术平均值滤波、加权平均值滤波、滑动平均值滤波、低通滤波、复合数字滤波等，要求说出5种以上的方式。

4、设某12位A/D转换器的输入电压为0～+5V，求出当模拟量为下列值时输出的数字量：

（1）1.25V；

（2）2V；（3）2.5V；（4）3V；（5）4V；（6）5V

提示：

N=（212-1）U/UM

UM=5；212=4096

三、第三章重点：

1、PWM技术

PWM（PulseWidthModulation）也就是脉冲宽度调制，在频率不变的情况下，通过改变输出脉冲的宽度（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，达到控制外部对象的目的。

改变占空比的方法有定宽调频法、调频调宽法、定频调宽法，目前在直流电机的控制中，主要使用定频调宽法

2、LED显示：

LED显示技术有动态和静态二种显示方式，动态显示中显示器件是分

时工作的，任一时刻只有一个显示器在工作。

静态显示时，当显示某个字符时，相应的显示段恒定地导通或截止，直到显示另一个字符为止。

静态显示占用机时少，显示稳定可靠，但元件较多，相对成本较高。

3、光电隔离器的主要作用把外部电路和计算机电路实行电气隔离，抵抗较为强烈的干

扰信号的侵入。

4、固态继电器实际上是一个带光电隔离器的无触点开关。

5、步进电机的控制主要是速度控制、方向控制、位移控制。

速度控制是通过改变二拍

之间的延时实现的，延时时间越长，则速度越慢；方向控制是通过改变步进电机各相磁极的通电顺序实现的；而步进电机的位移取决于给步进电机的脉冲数的多少。

6、晶闸管（可控硅整流器）的工作方式有调压方式和调功方式二种形式

（1）调压方式：

是通过利用移相触发脉冲调节晶闸管的导通角，使输入到电加

热元件的电压改变，达到调节用电器的输入功率，来实现控制目的。

（2）调功方式：

触发电路采用的是过零触发方式，外加正弦电压过零时控制信

号才使晶闸管的触发导通，则负载上得到的电压是一个正弦波。

调功方式输入电炉的平均功率为：

式中：

P——输入电炉的功率；R——负载有效电阻；U——电网电压；n——允许导通的波头数；N——设定的波头数。

当n＝0时，电炉的输入功率为零；

n＝N，电炉的输入功率为满功率。

7、分析下图电路原理

（3）

，+5V

Pn

100

光电耦合器

22/1W

双向晶闸管

SCR

330

R

C

RM

220Vac

电热元件

反向驱动器

分析：

当Pn=1时，光电耦合器中的发光二极管截止，双向晶闸管断开，电热元件不工作；当Pn=0时，光电耦合器中的发光二极管导通，双向晶闸管导通，220V电压加在电热元件上，使之工作；通过计算机对Pn信号的控制可以实现功率控制的目的

图中光电耦合器的作用是把计算机电路（弱电）和外部电路（强电）隔开，以防干扰。

四、第四章重点：

1、什么是顺序控制？

什么是数字程序控制？

数字程序控制有哪几种方式？

（1）顺序控制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顺序地完成工作的自动控制

（2）数字程序控制就是计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械（如各种机床）按规定的工作顺序、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控制。

（3）数字程序控制有逐点比较插补法和数字积分器插补法二

（3）

2、PLC（可编程控制器）特点：

（1）可靠性高，抗干扰能力强

（2）配套齐全，功能完善，适用性强

（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎

（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

（5）体积小，重量轻，能耗低

3、P83页数字积分器法直线插补计算举例

五、第五章重点

1、阶跃响应

阶跃响应是指将一个阶跃输入（stepfunction）加到系统上时，系统的输出

2、稳态误差

稳态误差是指系统的响应进入稳态后，系统的期望输出与实际输出之差

3、PID控制

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节，其数学表达式为

（1）比例（P）控制及其作用

比例控制是一种最简单的控制方式。

其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。

当仅

有比例控制时系统输出一般存在稳态误差（Steady-stateerror）。

（2）积分（I）控制及其作用

在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系，引入积分项的主要目的为了消除稳态误差。

（3）微分（D）控制及其作用

在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。

它能预测误差变化的趋势，其作用是能够避免被控量的严重超调，改善系统在调节过程中的动态特性，一般用于有较大惯性或滞后的被控对象。

4、数字PID控制

数字PID有二种形式，分别是位置式和增量式

（1）位置式：

其表达式为

位置式控制算法提供执行机构的位置Uk，需要用到过去的累计误差，一般用于以可控硅或伺服电机作执行器件的控制系统中

（2）增量式：

其表达式为

增量式控制算法提供执行机构的增量△uk，只需要保持现时以前3个时刻的偏差值即可，一般用在步进电机或多圈电位器作执行器件的控制系统中

5、香农采样定理：

系统采样频率的下限为fs=2fmax，此时系统可真实地恢复到原来的连续

信号。

六、第七章重点

1、串行通信标准有RS232、RS422/RS423、RS485，重点掌握RS232和RS485，通信的特

点是传输速率与通信距离相关，距离越远，速率越慢；距离越近，速率越高。

RS232的最大电缆是电缆长度不超过15m，最大数据传输速率是20KB；RS485最大电缆长度是1200m，最大传输速率是10M（<12m时）

2、RS232

电气特性：

它规定高电平为+3～+15V，低电平为-3～-15V。

RS-232-C数据线TxD、RxD使用负逻辑，其低电平表示逻辑“1”，高电平表示逻辑“0”。

最简单的联接方法如下（要求画图）：

3、现场总路线主要特点

①数字信号完全取代4～20mA模拟信号。

②基本过程控制、报警和计算功能等完全分布在现场完成。

③使设备增加非控制信息，如自诊断信息、组态信息及补偿信息等。

④实现现场管理和控制的统一。

⑤真正实现系统的开放性、互操作性。

七、第八章重点

1、P231例8-9

2、软件抗干扰技术有数字滤波、指令冗余技术、软件陷阱技术、看门狗技术。

3、看门狗技术及原理：

看门狗技术是一种计算机程序监视技术，防止程序由于干扰等原因

而进入死循环，一般用于计算机控制系统。

是不断监测程序循环运行的时间，一旦发现程序运行时间超过循环设定的时间，就认为系统已陷入死循环，然后强迫程序返回到已安排了出错处理程序的入口地处，使系统回到正常运行。

它可用软件或硬件方法实现。

4、掌握P252页实验建模法

实验建模法主要用于得到被控对象的数字模型

已知对象的数字模型类型是一阶惯性环节

通过实验建模法确定公式中的K、T0和。

过程：

实验在开环情况下输入一个阶跃信号△Ui=2.76V，稳态时传感器输出为

△V=5.52V，然后测量（液位）输出，作出阶跃响应曲线如图8-22（a），在曲线的拐点处作切线。

。

。

。

。

。

5、计算题：

现已知某炉温变化范围为0~1000℃，测试时，采用9位的A/D变换器（带符号位），试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。

若测试时，通过变送器将测试起点迁移到500℃，保持同样的系统对炉温变化的分辩率，试问此时可采用几位的A/D变换器就可以了。

1），故Δ=3.9°

2），故

八、自己看江苏省《灌南县地表水厂自动化控制系统竞争性谈判招标书》里面重点内容已做了标志。

要求弄懂原水池的水位控制和清水池的压力控制原理。

灌南县地表水厂自动化控制系统竞争性

谈判招标书

项目编号：

gnzfcg20060201

项目名称：

灌南县地表水厂自动化控制系统

灌南县政府采购中心

二00六年二月十六日

第一章竞争性谈判邀请函

灌南县政府采购中心受灌南县财政局委托，对灌南县地表水厂自动化控制系统进行竞争性谈判采购，邀请有资质的供应商参加报价和谈判。

一、项目编号：

gnzfcg20060201

二、项目名称：

灌南县地表水厂自动化控制系统

三、供应商资质要求：

1、投标商注册资金需达到200万元以上的法人单位；

2、投标商具有同类项目的经营业绩；

3、地表水厂自动控制系统为其经营项目范围；

4、企业还需具有智能三级以上或自控二级以上资质

5、依法纳税。

四、项目完工时间：

2006年6月底之前

五、竞争性谈判项目保证金2万元整，采用汇票或现金（开户行：

工行灌南县支行，帐号：

1107095029280030109户名：

灌南县财政国库支付中心）形式提交。

六、竞争性谈判文件获取方法：

从连云港招投标网站下载（）。

七、竞争性谈判文件获取时间：

2006年2月16日2006年2月28日

八、谈判文件份数：

正本一份，副本三份，电子文档一份。

九、递交谈判文件时间、地点：

2006年3月2日上午8