计算机控制修正版(1).doc

1、1计算机控制的工作原理：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。实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。实时控制输出：根据控制对策，适时的对执行机构发出控制信号，完成控制任务。2计算机控制的工作方式：在线方式：在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式。离线方式：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做相应操作的方式称为脱机方式。3计算机控制中实时的含义：是指信号的输入，计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快得速度进行控制，

2、超出了时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。实时的概念不能脱离具体过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统定是在线系统。4.计算机控制系统的组成：由计算机（工业控制机）和生产过程两大组成部分。5、计算机的内部总线：控制总线数据总线地址总线【均属于片级总线】总线：计算机各模块之间互联和传送信息（指令、地址和数据）的一组信号线。总线分为：内部总线和外部总线；内部总线分为：片级总线和系统总线片级总线包括：数据总线、地址总线、控制总线、I2C 总线、SPI 总线、SCI 总线系统总线包括：ISA 总线 EISA 总线、VESA 总线、PCI 总线外部总线包括：RS-232C

3、、RS-485、IEEE-488、USB 总线6、串行通信的传输方式：.（1)、不平衡传输方式：用单线传输信号，以地线作为信号回路，接收器是用单线输入信号的方式；（RS-232)（2） 、平衡传输方式：用双绞线传输信号，信号在双绞线中自成回路不通过地线，接收器是用双端差动方式输入信号的(RS-422、RS-485)7、I/V 变换：无源 I/V 变换：U=R2*I ； ：有源 I/V 变换 U=UinA,UinA=I*R18、采样保持器：（1）采样保持器在 A/D 转换中不是必须要加入得；（2）如果测量变化频率较快，造成孔径误差才会加入采样保持器。9、采样保持器的工作原理:S 闭合：采样状态

4、Uin=UcH=UouE 。S 闭合：Uact=UCH工作原理：S 闭合时（采样状态） ，Vin 通过 A1 对 Ch 快速充电，Vout 跟随 Vin；S 断开（保持状态） ，由于 A2 的输入阻抗很高，理想情况下 Vout=Vc 保持不变10、过程通道抗干扰：（1）串模干扰：所谓串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声。也称为常态干扰。（2）串模干扰的抑制方法：如果串模干扰频率比被测信号频率高，则采用输入低通滤波器来抑制高频率串模干扰；如果串模干扰频率比被测信号频率低，则采用高通滤波器来抑制低频串模干扰；如果串模干扰频率落在被测信号频谱的两侧，则应用带通滤波器。一般情况下，串模干扰均比被测信

5、号变化快，故常用二级阻容低通滤波网络作为模/数转换器的输入滤波器。当被测信号变化较快时，应相应改变网络参数，以适当减小时间常数。当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，用双积分式 A/D 转换器可以削弱串模干扰的影响。因为此类转换器是对输入信号的积分值进行测量，而不是测量信号的瞬时值。若干扰信号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍，则积分后干扰值为零，对测量结果不产生误差。对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应尽可能早地进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声比的目的；或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施。从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰

6、。采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应，并且使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。选用带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，并对测量仪表进行电磁屏蔽。（3）所谓共模干扰是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。共模干扰也称为共态干扰。（4）共模干扰的抑制方法：变压器隔离光电隔离浮地屏蔽采用仪表放大器提高共模抑制比11、长线传输干扰及其抑制方法：干扰包括：一是长线传输易受到外界干扰；二是具有信号延时；三是高速度变化的信号在长线中传输时，还会出现波反射现象。抑制方法：采用终端阻抗匹配或始端阻抗匹配，可以消除长线传输中的波反射或者把它抑制到最低限度。双绞线的波阻抗一般在 100 至

7、 200之间，绞花越密，波阻抗越低。12、计算机控制系统的地线类别：模拟地，数字地，安全地，交流地，系统地。13、计算机控制系统的低频接地方式：一点接地方式；实用的低频接地；通道馈线的接地技术。主机外壳接地但机芯浮空多机系统的接地第三章：数字控制技术1.逐点比较法圆弧插补（20 ）第二象限或者第三象限。AB。A(4。0)。B(0。4)。举例：加工第一象限逆圆弧 AB，已知起点的坐标为 A(4,0),终点坐标为 B(0,4),进行插补计算作出走步轨迹图-第四章：数字 PID4.数字 PID 算法的改进：1）积分饱和现象：执行机构所能执行的控制信号是有范围的。2）积分分离算法：积分分离法：设置一个

8、积分分离阀值 ，当e（k）时，采用 PID 控制；当e（k）时，采用 PD 控制，从而消除因 e（k）造成的积分饱和效应 。 数字 PID 控制器的改进：积分项的改进：（1） 、积分分离 （2） 、抗积分饱和 （3） 、梯形积分 （4） 、消除积分不灵敏区：增加 D/A 和 A/D 转换位数，加长运算字长，提高运算精度； 连续 n次出现小于输出精度的情况时，不要把它们作为 0 舍掉，把它们累加起来直到累加值大于精度时，才输出，同时把累加单元清零微分项的改进：（1） 、不完全微分 PID 控制算法 （2） 、微分先行 PID 控制算法Nxy=0x8=x7-1=0,y8=4F8= 7-2x7+1=

9、0-xF708 Nxy=1x7=x6-1=1,y7=4F7=F6-2x6+1=1-xF605Nxy=4x4=3,y4=y3+1=3F4=F3+2y3+1=2+yF33 ）是奇数，并按大小顺序排列，再取中间值作为本次的有效数据。（3） 、限幅滤波：当| y(n)-y(n-1)|=y0 时，取 y(n）=y（n-1）2、线性标度转换公式：Y=(Ymax-Ymin）*（X-Nmin）/（Nmax-Nmin）+YminYmax：参数量程最大值 Ymin：参数量程最小值 Nmax：Ymax 对应的 A/D 转换后的输入值 Nmin：Ymin 对应的 A/D 转换后的输入值X:测量值 Y 对应的 A/D

10、转换值第八章：1.DCS 系统的体系结构：第一层：分散过程控制级（操作站）集中操作监控级（工程师站）：综合信息管理级。DCS 特点：（1） 、硬件积木化 （2） 、软件积木化 （3） 、控制系统组态 （4） 、通信网络的应用 （5） 、可靠性高2.PCS 系统：生产过程控制系统，针对生产过程的需求和特点，运用控制理论对控制系统进行分析和综合，采用适当的技术手段加以实现，以满足生产过程的安全性、经济性和稳定性等经济技术指标，目的是让生产过程处于最佳运行状态.3.FCS 系统的体系结构：a.现场通信网络 b.现场设备互联 c.互操作性 d.分散功能块 e.通信线供电 f.开放式互连网络。 4.著名的 FCS 产品：CAN、 Lonworks 、ProfiBUS、 HART、 FF