自己整理的計(jì)算機(jī)控制重點(diǎn)

1、一、 簡(jiǎn)答題1、 簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與常規(guī)儀表控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及主要異同點(diǎn)。答： 基本結(jié)構(gòu)：1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由控制計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程兩部分組合，包括微型計(jì)算機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換接口、D/A轉(zhuǎn)換接口、執(zhí)行器、被控對(duì)象及測(cè)量變送器。2、常規(guī)儀表控制系統(tǒng)一般分為閉環(huán)控制和開(kāi)環(huán)控制，基本結(jié)構(gòu)包括執(zhí)行器、被控對(duì)象、測(cè)量變送器和反饋控制器（開(kāi)環(huán)無(wú)此項(xiàng)）。相同點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)基本相同，功能相同。2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由常規(guī)儀表控制系統(tǒng)演變而來(lái)。 不同點(diǎn)：1、前者一般均采用閉環(huán)控制，后者開(kāi)閉環(huán)都有。 2、前者的計(jì)算機(jī)采用的是數(shù)字信號(hào)傳遞，后者采用模擬信號(hào)傳遞。 3、前者多由硬件和軟件組成，后者只有硬件。2、D/A轉(zhuǎn)換器

2、的性能指標(biāo)有哪些？ 答：1、分辨率：分辨率是指D/A轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入單位數(shù)碼變化的敏感程度。2、轉(zhuǎn)換精度：轉(zhuǎn)換精度是指轉(zhuǎn)換后所得到的實(shí)際值與理論值的接近程度，它可以用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差來(lái)表示3、偏移量誤差：偏移量誤差是指輸入數(shù)字量時(shí)，輸出模擬量對(duì)零的偏移值。4、線性誤差：線性誤差是指D/A轉(zhuǎn)換器偏離理想轉(zhuǎn)換特性的最大偏差與滿量程之間的百分比。5、穩(wěn)定時(shí)間：穩(wěn)定時(shí)間是描述D/A轉(zhuǎn)換速度快慢的一個(gè)參數(shù)，指從輸入數(shù)字量變化到輸出模擬量達(dá)到終值誤差1/2LSB時(shí)所需的時(shí)間。3、D/A轉(zhuǎn)換模板包括：D/A轉(zhuǎn)換芯片，接口，輸出電路。 D/A轉(zhuǎn)換模板的通用性包括：符合總線標(biāo)準(zhǔn)，接口地址可選，輸出方式可選。4、畫(huà)

3、圖說(shuō)明模擬量輸入通道的功能、各組成部分及其作用。答：畫(huà)圖如下1、功能：模擬量輸入通道的任務(wù)是把被控對(duì)象的過(guò)程參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位、重量等模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字量信號(hào)。2、各組成部分及其作用：傳感變送器：將現(xiàn)場(chǎng)物理量轉(zhuǎn)變成電量信號(hào)調(diào)理：對(duì)可能引入的各種干擾采取相應(yīng)的技術(shù)措施保證A/D轉(zhuǎn)換的精度；過(guò)濾，放大；光電隔離多路模擬開(kāi)關(guān)：多路選擇，提高工作效率前置放大器：將模擬輸入信號(hào)放大至A/D轉(zhuǎn)換范圍采樣保持器：保證A/D轉(zhuǎn)換精度A/D轉(zhuǎn)換器：將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)接口邏輯電路：進(jìn)行地址譯碼，產(chǎn)生片選信號(hào)和寫信號(hào)5、簡(jiǎn)述逐位逼近式、雙積分式、電壓/頻率式的A/D轉(zhuǎn)換原理。

4、（重點(diǎn)掌握雙積分式）答：1逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換原理:從高位到低位逐位試探比較，好像用天平稱物體，從重到輕逐級(jí)增減砝碼進(jìn)行試探。2雙積分式:將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，再把此時(shí)間間隔轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，屬于間接轉(zhuǎn)換。Vin對(duì)電容C在規(guī)定的時(shí)間T內(nèi)進(jìn)行正向充電，在控制開(kāi)關(guān)的作用下，將其切換到與Vin極性相反的基準(zhǔn)電源上，C放電，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器。當(dāng)比較器判定電容C放電完畢后停止計(jì)數(shù)，同時(shí)發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。3.電壓/頻率式:/F轉(zhuǎn)換電路把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與模擬電壓成正比的脈沖信號(hào)。6、畫(huà)圖分析說(shuō)明三極管型光電耦合隔離器的工作原理。答：三極管型光耦器件的發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一個(gè)管殼

5、內(nèi)，發(fā)光二極管為光耦隔離器的信號(hào)輸入端，光敏三極管的集電極和發(fā)射極為光耦隔離器的輸出端，它們之間的信號(hào)傳遞是靠發(fā)光二極管在信號(hào)電壓的控制下發(fā)光，傳送給光敏三極管來(lái)完成的。其輸入、輸出類似于普通三極管的輸入、輸出特性，即存在著截止區(qū)、飽和區(qū)與線性區(qū)三部分。7、CSMA/CD和令牌傳送在原理和控制策略上有什么不同？答：CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection），即帶有沖突檢測(cè)的載體監(jiān)聽(tīng)多重訪問(wèn)技術(shù)，是一種競(jìng)爭(zhēng)方式，適用于總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。CSMA/CD采取的控制策略是：競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送、廣播式傳輸、載體監(jiān)聽(tīng)、沖突檢測(cè)、沖突后

6、退、再試發(fā)送。 當(dāng)工作站有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，首先監(jiān)聽(tīng)線路是否空閑，若空閑，則該站就可發(fā)送數(shù)據(jù)。載體監(jiān)聽(tīng)技術(shù)雖然能夠減少線路沖突，但還不能完全避免沖突。如兩個(gè)工作站同時(shí)監(jiān)聽(tīng)到線路空閑時(shí)，會(huì)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)作廢。解決的辦法是在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，發(fā)送站還進(jìn)行沖突檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到?jīng)_突發(fā)生時(shí)，工作站將等待一段隨機(jī)時(shí)間再次發(fā)送。令牌傳送 這種方式中，有一個(gè)稱為令牌(Token Passing)的信息段在網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)間依次傳遞。令牌有空、忙兩種狀態(tài)，開(kāi)始時(shí)為空。節(jié)點(diǎn)只有得到空令牌時(shí)才具有信息發(fā)送權(quán)，同時(shí)將令牌置為忙。令牌繞節(jié)點(diǎn)一周且信息被目標(biāo)節(jié)點(diǎn)取走后，令牌被重新置為空。 令牌傳送既適合于環(huán)型網(wǎng)(稱為令牌環(huán)

7、TOKEN RING)，又適合于總線型網(wǎng)(稱為令牌總線TOKENBUS)?？偩€型網(wǎng)情況下，各站被賦予一邏輯位置，所有站型成一個(gè)邏輯環(huán)。令牌環(huán)遵守IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)，令牌總線遵守IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)。 令牌傳送效率高、信息吞吐量大，實(shí)時(shí)性好。 8、9、簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則答：1、滿足工藝要求：在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)滿足生產(chǎn)過(guò)程所提出的各種要求及性能指標(biāo)2、可靠性要高：對(duì)工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最基本的要求是可靠性高。3、操作性能要好：包括方便使用和維護(hù)容易。4、實(shí)時(shí)性要強(qiáng)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，表現(xiàn)在對(duì)內(nèi)部和外部事件能及時(shí)的響應(yīng)，并作出相應(yīng)的處理，不丟失信息，不延誤操作。5、

8、通用性要好：工業(yè)控制對(duì)象千差萬(wàn)別，而計(jì)算機(jī)控制的研發(fā)又需要有一定的投資和周期，因此通用性好的系統(tǒng)一般稍作想更改和擴(kuò)充就可適應(yīng)了。6、經(jīng)濟(jì)效益要高：計(jì)算機(jī)控制應(yīng)該帶來(lái)高的經(jīng)濟(jì)效益，要有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。10、二、計(jì)算題1、課本14頁(yè)的圖2-2 以4 位 D/A 轉(zhuǎn)換器為例說(shuō)明其工作原理假設(shè)D3、D2、D1、D0全為1，則BS3、BS2、BS1、BS0全部與“1”端相連。根據(jù)電流定律，有：由于開(kāi)關(guān) BS3 BS0 的狀態(tài)是受要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù) D3、D2、D1、D0 控制的，并不一定全是“1”。因此，可以得到通式：結(jié)論：可見(jiàn)，輸出電壓除了與輸入的二進(jìn)制數(shù)有關(guān)，還與運(yùn)算放大器的反饋電阻Rfb以及基準(zhǔn)電壓V

9、REF有關(guān)。雙極性輸出方式：如何得出公式2-3。（課本第21頁(yè)）A1 和 A2 為運(yùn)算放大器，A點(diǎn)為虛地，故可得：解上述方程可得雙極性輸出表達(dá)式： 圖中運(yùn)放 A2 的作用是將運(yùn)放 A1 的單向輸出變?yōu)殡p向輸出。當(dāng)輸入數(shù)字量小于 80 H即128時(shí)，輸出模擬電壓為負(fù)；當(dāng)輸入數(shù)字量大于 80 H即128時(shí)，輸出模擬電壓為正。其它n位D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電路與DAC0832 相同，計(jì)算表達(dá)式中只要把 28-1改為2n-1即可。2、三道例題考其中一道，例9-3沒(méi)有弄出來(lái)，在課本152-155頁(yè)例9.1 求解步驟：1. 求等效脈沖傳遞函數(shù) 2. 設(shè)計(jì)誤差傳遞函數(shù) 3. 計(jì)算求取最少拍控制器 4. 輸出和誤差的驗(yàn)證 例9.1解 從