第一篇：微型計算機控制技術總結

微型計算機控制技術總結

隨著科學技術的發(fā)展，人們越來越多的用計算機來實現(xiàn)控制。近年來，計算機技術、自動控制技術、檢測與傳感器技術、CRT顯示技術、通信與網(wǎng)絡技術和微電子技術的高速發(fā)展，給計算機控制技術帶來了巨大的發(fā)展。然而，設計一個性能好的計算機控制系統(tǒng)是非常重要的。計算機控制技術這門課程是自動化、測控技術與儀器專業(yè)以及相關專業(yè)的一門專業(yè)課，主要講述計算機控制系統(tǒng)的基本結構、基本原理，計算機控制系統(tǒng)的數(shù)學描述及設計方法，計算機控制系統(tǒng)軟、硬件的設計方法與實現(xiàn)途徑。主要是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，從實際出發(fā)分析問題、研究問題和解決問題的能力，將學生所學知識系統(tǒng)化。

采用計算機進行控制的系統(tǒng)稱為計算機控制系統(tǒng)，也稱它為數(shù)字控制系統(tǒng)。若不考慮量化問題，計算機控制系統(tǒng)即為采樣系統(tǒng)。進一步，若將連續(xù)的控制對象和保持器一起離散化，那么采樣控制系統(tǒng)即為離散控制系統(tǒng)。所以采樣和離散系統(tǒng)理論是研究計算機控制系統(tǒng)的理論基礎。

隨著科學技術的迅速發(fā)展，計算機控制技術的應用領域日益廣泛，在冶金、化工、電力、自動化機床、工業(yè)機器人控制、柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)等工業(yè)控制方面已取得了令人矚目的研究與應用成果，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越大的作用。計算機控制技術的應用領域日益廣泛，如在機械、冶金、化工、電力、建材等方面，已經(jīng)取得了令人矚目的研究與應用成果，并且在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越大的作用。計算機控制技術以自動控制理論和計算機技術為基礎，自動控制理論的發(fā)展給計算機控制系統(tǒng)增添了理論工具，而計算機技術的發(fā)展為新型控制規(guī)律的實現(xiàn)、構造高性能的計算機控制系統(tǒng)提供了物質(zhì)基礎，兩者的結合極大地推動了計算機控制技術的發(fā)展。

計算機控制系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大部分組成，而一個完整的計算機系統(tǒng)應由下列幾部分組成：被控對象、主機、外部設備、外圍設備、自動化儀表和軟件系統(tǒng)。

而我們學習的課本《微型計算機控制技術》主要分為九章，這些章節(jié)主要講述了計算機控制系統(tǒng)的概述，典型形式等，主要讓我們對計算機控制系統(tǒng)有了初步的入門知識；計算機控制系統(tǒng)的硬件設計技術，討論了輸入輸出接口與過程通道的硬件和軟件設計；數(shù)字控制技術討論了數(shù)字程序控制技術，重點介紹了逐點比較法插補原理和步進電機控制技術；常規(guī)復雜控制技術，主要學習數(shù)字控制器的連續(xù)化設計技術、數(shù)字控制器的離散化設計技術以及相關的各類控制算法，了解了常規(guī)及復雜控制技術；現(xiàn)代控制技術，主要介紹了采用狀態(tài)空間的輸出反饋設計法、極點配置設計法、最優(yōu)化設計法；先進控制技術，控制技術中的模糊控制技術、神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術、專家控制技術和預測控制技術；計算機控制系統(tǒng)軟件的設計，計算機控制系統(tǒng)的應用程序設計與實現(xiàn)技術，重點放在數(shù)據(jù)處理、數(shù)字控制器的工程實現(xiàn)以及軟件抗干擾技術；分布式測控網(wǎng)絡技術，學習了分散型測控網(wǎng)絡技術，講述了通信網(wǎng)絡技術、DCS控制技術，另外還學習了現(xiàn)場總線技

術；計算機控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，計算機控制系統(tǒng)的設計。

另外本課程還開設了實驗課程，讓我們在學習理論的同時有了一個實踐的機會，不僅鞏固了理論知識，而且使所學知識得到了驗證。

在經(jīng)過一個學期的時間后，我們也將這門課和這么課的課程設計圓滿的結束了。學完這門課后，自己還是有一點心得體會。這門課是一門實踐性與理論性很強的技術課程，它要求有較強的編程、操作及理論、算法分析能力。學習的重點是理解各種控制系統(tǒng)的工作原理，理解掌握不同控制系統(tǒng)的算法，要學會自己設計控制器。通過本課程的學習，使自己掌握計算機控制系統(tǒng)的基本設計方法。使自己在學完微機原理及應用的基礎上，掌握了輸入輸出接口電路設計方法；進而學習了將生產(chǎn)現(xiàn)場各種物理量引入計算機中的方法。通過學習典型計算機控制系統(tǒng)設計，提高了計算機控制系統(tǒng)設計的能力。在學習的過程中會遇到很多的比較難得問題，這就需要自己及時的向同學和老師尋求幫助，我覺得遇到問題能夠及時的解決，這對自己是很有幫助的。因為自己遇到的問題很可能牽扯到其他的知識點，只有將自己的難題及時的得到解決，才會使自己的學習更加的順暢。還有就是在上課的時候注意聽講老師所提到的知識點，遇到重要的點后要及時的做好筆記。在上完課的時候要及時的拿出筆記進行鞏固所學到的知識。

丁老師在本課程的教學中，注重與同學之間的交流，在上課的過程中能及時的解決問題，有時上課時會提問一些問題來了解同學們的掌握情況，還有就是能及時的鞭策學生去好好的學習，在此要感謝授課老師丁健老師的辛勤教導，雖然自己學的可能并不好，但相信自己所學到的知識對自己還是有很大幫助的，非常感謝丁老師！

第二篇：微型計算機控制技術復習總結

1.a/d轉換器工作原理：A/D轉換器是用來通過一定的電路將模擬量轉變?yōu)閿?shù)字量。模擬量可以是電壓、電流等電信號，也可以是壓力、溫度、濕度、位移、聲音等非電信號。但在A/D轉換前，輸入到A/D轉換器的輸入信號必須經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉換成電壓信號。A/D轉換后，輸出的數(shù)字信號可以有8位、10位、12位和16位等。

2.D/A轉換器工作原理D/A轉換器輸入的數(shù)字量是由二進制代碼按數(shù)位組合起來表示的，任何一個n位的二進制數(shù)，均可用表達式

DATA=D020+D121+ D222+…… +Dn-12n-1來表示。其中Di=0或1(i=0,1…n-1)；20，21，…2n-1分別為對應數(shù)位的權。

在D/A轉換中，要將數(shù)字量轉換成模擬量，必須先把每一位代碼按其“權”的大小轉換成相應的模擬量，然后將各分量相加，其總和就是與數(shù)字量相應的模擬量，這就是D/A轉換的基本原理。

3.光電隔離器工作原理作用;由GaAs紅外發(fā)光二極管和光敏三極管組成，當發(fā)光二極管有正向電流通過時，即產(chǎn)生紅外光，光敏三極管接受光照后導通。而當該電流撤去時，發(fā)光二極管熄滅，三級管隨即截止，利用這種特性即可達到開關控制的目的。由于該器件是通過電-氣-電的轉換來實現(xiàn)對輸出設備進行控制，它在過程通道中實現(xiàn)了輸入和輸出在電氣上的完全隔離，從而起到隔離作用。4雙向可控硅原理；1.可控硅是P1N1P2N2四層三端結構元件，共有三個PN結，分析原理時，可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成當陽極A加上正向電壓時，BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時，如果從控制極G輸入一個正向觸發(fā)信號，BG2便有基流ib2流過，經(jīng)BG2放大，其集電極電流ic2=β2ib2。因為BG2的集電極直接與BG1的基極相連，所以ib1=ic2。此時，電流ic2再經(jīng)BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個電流又流回到BG2的基極，表成正反饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環(huán)的結果，兩個管子的電流劇增，可控硅使飽和導通。

由于BG1和BG2所構成的正反饋作用，所以一旦可控硅導通后，即使控制極G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用，沒有關斷功能，所以這種可控硅是不可關斷的。

5，鎖存器的功能；鎖存器(Latch)是一種對脈沖電平敏感的存儲單元電路，它們可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。鎖存，就是把信號暫存以維持某種電平狀態(tài)。鎖存器的最主要作用是緩存，其次完成高速的控制其與慢速的外設的不同步問題，再其次是解決驅(qū)動的問題，最后是解決一個 I/O 口既能輸出也能輸入的問題。

6，多路開關和反多路開關燈的作用及特點；多路開關（把多個模擬量參數(shù)分時的接通，常用于多路參數(shù)共用于一臺A/D轉換器的系統(tǒng)，即完成多到一的轉換）反多路開關（把經(jīng)計算機處理，且由D/A轉換器轉換成的模擬信號按照一定的順序輸出到不同的控制回路中，即完成一到多的轉換）特點答：半導體多路開關的特點是：

（1采用標準的雙列直插式結構，尺寸小，便于安排 2 直接與TTL（或CMOS）電平相兼容3 內(nèi)部帶有通道選擇譯碼器，使用方便4 可采用正或負雙極性輸入5 轉換速度快6 壽命長，無機械磨損7 接通電阻低一般小于100Ω，有的可達幾歐姆8 斷開電阻高，通常達到109Ω以上 7，多位LED顯示器顯示方法有哪兩種？兩種顯示都需要解決的問題是什麼？ 怎樣解決？

答：一種是動態(tài)顯示【微型計算機定時對顯示器件進行掃描】，另一種是靜態(tài)顯示【微型計算機一次輸出顯示模型后，保持該顯示結果】。兩種顯示方式都需要解決的問題是將待顯示的字符變成LED顯示碼，即譯碼?？梢杂糜布g碼器實現(xiàn)，也可以用軟件程序完成。

8，LCD顯示屏驅(qū)動方式：直接驅(qū)動和多極驅(qū)動

9，共陰共陽LED數(shù)碼管：共陰數(shù)碼DIN段碼SEGA-SEGG位選碼DIG7-DIG0；段選碼到8155A口，位選碼到8155B口。

10，電機的轉速控制：直流電機調(diào)速原理，通過改變電機電樞電壓接通時間與通電周期的比值來控制電機速度。

11步進電機的運轉控制：步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅(qū)動器接收

到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉

是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機的轉子上沒有繞組，而是由40個矩形小齒均勻分布在圓周上，相鄰之間的夾角為9°，當某組繞

組通電時，對應的磁極就會產(chǎn)生磁場，并與轉子形成磁路，若此時定子的小齒與轉子的小齒沒有對

齊，則在磁場的作用下，轉子轉動一定的角度，使轉子齒和定子齒對齊，由此可見，錯齒是促進步

進電機旋轉的根本原因。.12.步進電機定位精度控制：控制步進電機步數(shù)。步進電機變速控制：改變控制方法，均勻改變脈

沖時間間隔，采用定時器

13.DDC和SCC系統(tǒng)工作原理如何？它們之間有何區(qū)別和聯(lián)系？直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))：系統(tǒng)

就是通過檢測元件對一個或多個被控參數(shù)進行巡回檢測，經(jīng)輸入通道送給微機，微機將檢測結果與

設定值進行比較，再進行控制運算，然后通過輸出通道控制執(zhí)行機構，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達到預定的要求。DDC系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是微機在工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍的一種應用形式。計算機監(jiān)督控制

系統(tǒng)(SCC系統(tǒng))：SCC系統(tǒng)比DDC系統(tǒng)更接近生產(chǎn)變化的實際情況，因為在DDC系統(tǒng)中計算機只是

代替模擬調(diào)節(jié)器進行控制，系統(tǒng)不能運行在最佳狀態(tài)，而SCC系統(tǒng)不僅可以進行給定值控制，并且

還可以進行順序控制、最優(yōu)控制以及自適應控制等。SCC是操作指導控制系統(tǒng)和DDC系統(tǒng)的綜合與

發(fā)展

13.ADC0809轉換原理：含8位AD轉換器、8路多路開關以及與微型計算機兼容的控制邏輯的CMOS

組件，AD轉換器內(nèi)部有一個高阻抗斬波穩(wěn)定比較器，一個帶模擬開關樹組的256電阻分壓器，以

及一個逐次逼近型寄存器，8路的模擬開關的通斷由地址鎖存器和譯碼器控制，可以在8個通道中

任意訪問一個單邊的模擬信號。EOC：轉換結束信號，當AD轉換結束后，發(fā)出一個正脈沖，表示

AD轉換完畢，此信號可用作AD轉換是否結束的檢測信號，或向CPU申請中斷的信號。

14.PID控制：根據(jù)偏差的比例(P)、積分(I)、微分(D)進行控制，是控制系統(tǒng)中應用最為廣泛的一

種控制規(guī)律。

比例控制的作用：能迅速反應誤差,從而減小誤差,但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差,Kp的加大，會引

起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

積分控制的作用：只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷的積累，輸出控制量以消除誤差，只要

有足夠的時間，積分控制將能完全消除誤差，積分作用太強會使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振

蕩。

微分控制的作用：可以艱險超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時加快系統(tǒng)的動態(tài)響應速

度，減小調(diào)整時間，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。

15．常用的數(shù)字濾波器有哪幾種，各自的優(yōu)缺點

程序判斷濾波 ：detE確定不太靈活，因為不能根據(jù)現(xiàn)場的情況不斷更換新值，不能反映采樣點數(shù)

大于3的各采樣值受干擾的情況

中值濾波 ：對于克服偶然因素引起的波動干擾，或者采樣器本身的不穩(wěn)定所引起的脈動干擾較為

有效 只適用于物理變化相對較緩慢的工作場合算數(shù)平均值濾波 ：對電壓、流量等周期脈動的參數(shù)采樣值進行平滑加工，所測數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定。不

適宜用于克服隨機（脈沖性）干擾

加權平均值濾波：可以根據(jù)需要突出信號的某一部分，抑制信號的另以部分。

滑動平均值濾波：對周期性干擾有良好的抑制作用平滑度高靈敏度低，對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾抑

制作用差，很難消除由于脈沖干擾引起的采樣值的誤差，因此不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合低通濾波：可以消除高頻干擾對測量精度的影響

復合數(shù)字濾波：可用于既有脈動干擾又有脈沖干擾的環(huán)境

16.量程自動轉換： 為了放大不同的信號，減少硬件設備，已經(jīng)研制出可編程增益放大器，簡稱

PGA,它是一種通用性很強的放大器其放大倍數(shù)可以根據(jù)需要用程序進行控制，采用這種放大器，可通過程序調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使A/D轉換器滿量程信號達到均一化，因而大大提高測量精度

可編程自動放大器有兩種：組合型PGA 集成PGA

17．.DAC0832的結構組成及每部分功能：具有兩級輸入數(shù)據(jù)緩沖器和一個R-2R T型電阻網(wǎng)絡。

在使用時可以通過對控制管腳的不同設置而決定是采用雙緩沖、單緩沖、直通。D7-D0：數(shù)據(jù)輸

入線，TLL電平，D7最高位。ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。CS：片選

信號輸入線，低電平有效。WR1：為輸入寄存器的寫選通信號。當WR1為低電平時，將輸入

數(shù)據(jù)傳送到輸入鎖存器；當WR1為高電平時，輸入鎖存器中的數(shù)據(jù)被鎖存；只有當ILE為高

電平時且CS和WR1同時為低電平時，方能將鎖存器中的數(shù)據(jù)進行更新。XFER：數(shù)據(jù)傳送控

制信號輸入線，低電平有效；該信號和WR2信號聯(lián)合使用構成第二級輸入鎖存控制。WR2：

為DAC寄存器寫選通輸入線，低電平有效。該信號與XFER信號配合，可使鎖存器中的數(shù)據(jù)

傳送到DAC寄存器中進行轉換。Iout1:DAC電流輸出1。當輸入全為1時Iout1最大，輸入

全為0時，為最小值。Iout2:DAC 電流輸出2。其值與Iout1之和為一常數(shù)，采用單極性輸

入時，Iout2常常接地。Rfb:反饋信號輸入線,為外部運算放大器提供一個反饋電壓。VCC:電

源輸入線(+5v~+15v)。VREF:參考電壓輸入線(-10v~+10v)，要求外接一精密電板。AGND:

模擬地,摸擬信號和基準電源的參考地；DGND:數(shù)字地,兩種地線在基準電源處共地比較好，一般情況下，這兩種地最后終有一點連在一起，以提高抗干擾的能力。

18.按鍵處理方式：按鍵的確認：通過檢測電平狀態(tài)（高或低），便可確認按鍵是否已被按下。

重鍵和連擊的處理：通常是單鍵按下有效，多鍵同時按下無效的原則（若系統(tǒng)設有復合鍵，應該另當別論），為排除重建的影響，編制程序時，可以將鍵的釋放作為按鍵的結束，等鍵

釋放點評后再轉去執(zhí)行相應的功能程序，以防止一次擊鍵多次執(zhí)行的錯誤發(fā)生。按鍵防抖動

技術：為了使CPU對一次按鍵動作只確認一次，必須排除抖動的影響（硬件防抖技術：濾波

防抖電路、雙穩(wěn)態(tài)防抖電路；軟件防抖動）

19.數(shù)字濾波幾種方法的特點及區(qū)別：1程序判斷濾波（根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，確定出相鄰兩次采樣

信號之間可能出現(xiàn)的最大偏差△Y，若超過此偏差值，則表明該輸入信號是干擾信號，應該

去掉，若小于此偏差值，則可將該信號作為本次采樣值，分為限幅濾波和限速濾波）、2算

術平均值濾波（把一個采樣周期內(nèi)的N次采樣值相加，然后再把所得的和除以采樣次數(shù)N，得到該周期的采樣值，為了提高計數(shù)精度，采用3字點浮點運算）、3加權平均值濾波（將

各采樣值取不同的比例，然后再相加，一般采樣次數(shù)越靠后，取得比例越大，這樣可以增加

新的采樣值在平均值中所占的比例，可以根據(jù)需要突出信號的某一部分來抑制信號的另一部

分）、4滑動平均值濾波（即先在RAM中建立一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，依順序存放N個采樣數(shù)據(jù)，每采進一個新數(shù)據(jù)，就將最早采集的那個數(shù)據(jù)丟掉，而后求包括新數(shù)據(jù)在內(nèi)的N個數(shù)據(jù)的算

術平均值或加權平均值，這樣，每進行一次采樣，就可計算出一個新的平均值，從而加快了

數(shù)據(jù)處理的速度）、5RC低通數(shù)字濾波（仿照模擬系統(tǒng)RC低通濾波器的方法，用數(shù)字形式

實現(xiàn)低通濾波）、6復合數(shù)字濾波（為提高濾波效果，把兩種或兩種以上有不同功能的數(shù)字

濾波器組合起來。算術和加權只能對周期性的脈沖采樣值進行平滑加工，對于隨機的脈沖干

擾，無法消除，復合數(shù)字把采樣值先按從大到小的順序排列起來，然后將最大值和最小值去

掉，再把余下的部分求和并取平均值）。

第三篇：微型計算機控制技術學習心得

微型計算機控制技術學習心得

轉眼間，一個學期又過去了。微機原理與控制技術課程已經(jīng)結束了。通過從大三下學期的微機原理與接口技術到這學期的微機原理與控制技術的學習，回想起來受益匪淺，主要是加深了對計算機的一些硬件情況和運行原理的理解和匯編語言的編寫，期間也聽老師講過，微機原理這門課程是比較偏硬件一點的。正是因為這一點我還是對它比較喜歡的，因為它和我的專業(yè)方向“機電工程”有很大的聯(lián)系，在機電工程領域很多場合要應用到微機，而且是微機原理是考研復試面試時必考問的專業(yè)課，因為我要考研，本著一定要考上的心態(tài)，因此對該課程的學習還是有濃厚的興趣和動力的。下面談談這期學習該課程的心得與體會：

總體介紹下這門課程的輪廓吧（也就是教學大綱）：

一、課程性質(zhì)與設置目的

（一）課程性質(zhì)

微型計算機控制技術是高等院校計算機應用專業(yè)本科教學中的一門選修專業(yè)課，是從微型計算機原理到微型計算機控制，從理論到實際的必經(jīng)橋梁，是著重解決和處理工程實際問題的一門課程。在該課程的教學過程中，將課堂教學與實驗教學有機結合，注意培養(yǎng)同學分析問題、解決問題的方法和能力。

該課程主要介紹微型計算機應用在工業(yè)控制中的各種技術，重點講述微型機用于實時控制中的軟件、硬件設計方法，以及它們之間的結合問題。課程注重理論聯(lián)系實際，從工程實際出發(fā)，在設計方法，即實驗技術、操作運行、系統(tǒng)調(diào)試等方面對學生進行訓練，為學生的畢業(yè)設計及將來的實際工作奠定基礎。

（二）教學目的

通過本課程的學習，可使我們對微型機在工業(yè)過程控制和智能化儀器方面的應用有個比較全面的了解，為以后的工作和畢業(yè)設計打下基礎。

二、下面我對該門課程的教學內(nèi)容做了一個詳細的總結

1.第1章 微型計算機控制系統(tǒng)概述

2.教學要點

1.微型計算機控制系統(tǒng)的組成 2.微型計算機控制系統(tǒng)的分類

3.微型計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展 3.教學內(nèi)容

通過對本章的學習，應當對微型計算機控制系統(tǒng)有一個完整的概念，具體掌握以下幾方面的內(nèi)容。

4.1.了解微型計算機控制系統(tǒng)的組成。

2.學習并掌握微型計算機控制系統(tǒng)的分類及各系統(tǒng)之間的區(qū)別。

3.了解微型計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展概況。

4.為后邊各章的學習打下基礎?？己艘?/p>

主要講述微型計算機控制系統(tǒng)的基本概念、組成及分類，同時對微型計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展概況做了介紹。重點：微型計算機控制系統(tǒng)的組成及分類。了解本課程研究的對象，各類系統(tǒng)的特點及應用場合。

1.微型計算機控制系統(tǒng)的組成，要求達到“識記”層次。

1.1 微型計算機控制系統(tǒng)硬件結構。

1.2 微型計算機控制系統(tǒng)軟件組成。

2.微型計算機控制系統(tǒng)的分類，要求達到“識記”層次。

2.1 操作指導控制系統(tǒng)

2.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）5.2.3 計算機監(jiān)督系統(tǒng)（SCC）

2.4 分布控制系統(tǒng)（DCS）

2.5 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMC）

2.6 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）

3．微型計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展，要求達到“識記”層次。6.第2章 模擬量輸入/輸出通道的接口技術

教學要點

1.多路開關及采樣/保持器。

2.模擬量輸出通道接口技術。

3.模擬量輸入通道接口技術。

7.教學內(nèi)容

本章是組成微型計算機控制系統(tǒng)的硬件基礎。重點介紹了組成模擬量輸入輸出通道的主要器件及它們與微型計算機的接口技術和軟件編程。通過本章的學習，要求能夠分析和設計模擬量輸入/輸出接口?？己艘?/p>

這一章是組成微型計算機控制系統(tǒng)的硬件基礎，也是本課程的重點內(nèi)容之一，學習時重點掌握A/D、D/A轉換器（以ADC0809、DAC0832為主），多路開關和S/H的應用。要求能根據(jù)題目要求進行硬件設計，并編寫相應程序。

難點：DAC0832的工作方式，ADC0809的巡回檢測。

1.多路開關及采樣-保持器

1.1 采樣定理，要求達到“識記”層次。

1.2 多路開關，要求達到“簡單應用”層次。

1.3 采樣-保持器，要求達到“領會”層次。

2.模擬量輸出通道接口技術

2.1 D/A轉換原理，要求達到“識記”層次。

2.2 8位D/A轉換器DAC0832及其接口技術，要求達到“綜合應用”層次。

2.3 12位D/A轉換器AD667及其接口技術，要求達到“領會”層次。

3.模擬量輸入通道接口技術

3.1 A/D轉換原理，要求達到“識記”層次。

3.2 8位A/D轉換器ADC0809的接口及程序設計，要求達到“綜合應用”層次。

3.3 12位A/D轉換器AD574的接口及程序設計，要求達到“領會”層次。8.第3章 人機交互接口技術 9.教學要點

1.鍵盤接口技術

2.LED顯示接口技術

3.LCD顯示接口技術 10.教學內(nèi)容

本章介紹微型計算機控制系統(tǒng)中兩個重要的人機交互接口，即LED顯示與鍵盤。通過本章的學習，了解人機交互接口的意義及設計方法。要求同學掌握人機交互接口的實際設計。考核要求

本章重點講述了非編碼鍵盤、顯示接口電路的設計，軟件程序的編寫，要求同學掌握人機交互接口的實際設計，重點是非編碼鍵盤的硬件設計及鍵盤處理程序的編寫，LED顯示接口電路的軟硬件設計。11.1.鍵盤接口技術

12.1.1 設計鍵盤應解決的幾個問題，要求達到“識記”層次。

1.2 少量功能鍵接口技術，要求達到“簡單應用”層次。

1.3 矩陣鍵盤接口技術，要求達到“領會”層次。

1.4 鍵盤特殊功能處理，要求達到“領會”層次。

2.LED顯示接口技術

2.1 LED數(shù)碼管的結構及顯示原理，要求達到“領會”層次。

2.2 LED動態(tài)顯示接口技術，要求達到“簡單應用”層次。

2.3 LED靜態(tài)顯示接口技術，要求達到“綜合應用”層次。

2.4 硬件譯碼顯示電路，要求達到“識記”層次

2.5 LED光柱模擬顯示器件，要求達到“識記”層次

3.LCD顯示接口技術

3.1 LCD的基本結構及工作原理，要求達到“識記”層次。

3.2 LCD的驅(qū)動方式，要求達到“識記”層次。

3.3 4位LCD靜態(tài)驅(qū)動芯片ICM7211，要求達到“簡單應用”層次。

3.4 點陣式LCD的接口技術，要求達到“綜合應用”層次。13.第4章 常用控制程序的設計 14.教學要點

1.報警程序的設計

2.開關量的輸出接口技術

3.馬達接口技術

4.步進電機接口技術 15.教學內(nèi)容

本章介紹微型計算機控制系統(tǒng)常用控制程序的設計方法，主要介紹馬達和步進電機控制軟硬件的設計方法。它們是工業(yè)過程控制中兩個重要的人機交互接口。通過本章的學習，了解控制接口的設計方法?？己艘?/p>

本章講述對兩種執(zhí)行機構（電動機和步進電機）的控制，主要掌握電動機和步 進電機的接口技術、程序設計方法。

1.報警程序的設計，要求達到“簡單應用”層次。

1.1 常用的報警方式

1.2 簡單報警程序的設計

1.3 越限報警程序的設計

2.開關量的輸出接口技術，要求達到“簡單應用”層次。

2.1 光電隔離技術

2.2 繼電器輸出接口技術

2.3 固態(tài)繼電器輸出接口技術

2.4 大功率場效應管開關接口技術

2.5 可控硅接口技術

2.6 電磁閥接口技術 16.3.馬達接口技術

3.1 小功率直流電機調(diào)速原理，要求達到“識記”層次。

3.2 開環(huán)脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)，要求達到“識記”層次。

3.3 PWM調(diào)速系統(tǒng)設計，要求達到“簡單應用”層次。

4.步進電機控制接口技術

4.1 進電機工作原理，要求達到“領會”層次。

4.2 電機控制系統(tǒng)原理，要求達到“領會”層次。

4.3 步進電機與單片機的接口及程序設計，要求達到“綜合應用”層次。

4.4 步進電機步數(shù)及速度的確定方法，要求達到“綜合應用”層次。17.第 5 章 IC卡及RFID技術 18.教學要點

1.IC卡

2.RFID卡 19.教學內(nèi)容

20.這一章介紹目前物聯(lián)網(wǎng)技術所需要的關鍵技術：（1）IC卡；（2）RFID技術。這是近幾年發(fā)展起來的技術?？己艘?/p>

本章重點掌握兩種IC卡的原理及應用。

1.IC卡

1.1 IC卡簡介，要求達到“識記”層次。

1.2 IC卡結構多機SPI系統(tǒng)，要求達到“領會”層次。21.2.RFID卡

2.1 RFID卡概述，要求達到“識記”層次。

2.2 RFID卡讀寫器原理，要求達到“領會”層次。

2.3 13.56 MHz RFID技術，要求達到“領會”層次。22.第 6 章 總線接口技術 23.教學要點

1.SPI總線

2.I2C總線 24.教學內(nèi)容

25.這一章介紹微型機系統(tǒng)常用的接口總線，包括串行總線和并行總線，它們是信息傳送的通道。本章重點講述兩種近年來常用于單片機系統(tǒng)的串行總線。

26.考核要求

2本章重點掌握IC總線的原理及應用。

1.RS-232/RS-485/SPI總線

RS-232/RS-485/SPI總線簡介，要求達到“識記”層次。27.2.I2C總線 2.1 IC總線概述，要求達到“識記”層次。

2.2 IC總線的數(shù)據(jù)傳送，要求達到“識記”層次。

2.3 尋址，要求達到“識記”層次。

2.4 IC總線電氣，要求達到“識記”層次。

2.5 IC總線的應用，要求達到“領會”層次。28.第7章 過程控制數(shù)據(jù)處理的方法 29.教學要點

1.數(shù)字濾波

2.量程自動轉換及標度變換

3.數(shù)據(jù)予處理 30.教學內(nèi)容

本章解決的問題是如何對工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進行處理,講述了數(shù)字濾波、量程自動轉換、標度變換、測量數(shù)據(jù)予處理及DSP技術。

重點：掌握各種算法及其實現(xiàn)，并能根據(jù)不同的場合正確選用?？己艘?/p>

本章主要掌握數(shù)字濾波、量程自動轉換、標度變換、測量數(shù)據(jù)予處理及DSP技術的原理及應用。

1.數(shù)字濾波技術

1.1 程序判斷濾波，要求達到“識記”層次。

1.2 中值濾波，要求達到“識記”層次。

1.3 算術平均值濾波，要求達到“綜合應用”層次。

1.4 加權平均值濾波，要求達到“綜合應用”層次。

1.5 滑動平均值濾波，要求達到“識記”層次。

1.6 RC低通數(shù)字濾波，要求達到“識記”層次。

1.7 復合數(shù)字濾波，要求達到“綜合應用”層次。

1.8 各種數(shù)字濾波性能比較，要求達到“領會”層次。

2.量程自動轉換和標度變換

2.1 量程自動轉換，要求達到“識記”層次。

2.2 線性參數(shù)標度變換，要求達到“綜合應用”層次。

2.3 非線性參數(shù)標度變換，要求達到“識記”層次。

3.測量數(shù)據(jù)予處理技術

3.1 線性插值算法，要求達到“識記”層次。

3.2 分段插值算法程序設計方法，要求達到“綜合應用”層次。

3.3 插值算法在流量測量中的應用，要求達到“識記”層次。

3.4 系統(tǒng)誤差的自動校正，要求達到“識記”層次。31.第 8 章 數(shù)字PID及其算法

32.教學要點

1.PID調(diào)節(jié)的數(shù)字化

2.PID調(diào)節(jié)中的幾個實際問題

3.PID算法的發(fā)展

4.PID參數(shù)的整定方法 33.教學內(nèi)容

本章為微型計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器提供了控制算法,講述了PID調(diào)節(jié)及其發(fā)展相關參數(shù)的整定方法和應用中的實際問題。

重點：PID 調(diào)節(jié)規(guī)律，幾種PID算式的特點及應用場合，參數(shù)整定的意義?？己艘?/p>

1.PID算法的數(shù)字實現(xiàn)

1.1 PID算法的數(shù)字化，要求達到“領會”層次。

1.2 PID算法的程序設計，要求達到“領會”層次。

2.數(shù)字PID調(diào)節(jié)中的幾個實際問題，要求達到“識記”層次。

2.1 正、反作用問題

2.2 飽和作用的抑制

2.3 手動/自動跟蹤及手動后援問題

3.PID算法的發(fā)展，要求達到“領會”層次。

3.1 完全微分的PID算式

3.2 積分分離的PID算式

3.3 變速積分的PID算式

3.4 帶死區(qū)的PID算式

3.5 PID比率控制

4.PID參數(shù)的整定方法，要求達到“識記”層次。

4.1 采樣周期T的確定

4.2 擴充臨界比例度法

4.3 擴充響應曲線法

4.4 歸一參數(shù)整定法

4.5 優(yōu)選法 34.35.36.第9 章 模糊控制技術

37.教學要點

1.模糊控制概述

2.模糊控制算法的設計 38.3.基本模糊控制器

39.4.模糊數(shù)模型的建立

5.模糊-PID復合控制器 40.教學內(nèi)容

本章為微型計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器提供了一種新的控制算法，它是近些年發(fā)展起來的一種實用性很強的控制方法。它的最大優(yōu)點是不但不用求出系統(tǒng)模型，而且更接近系統(tǒng)的真實情況。因而得到了廣泛的應用。

重點：模糊控制算法，模糊控制模型的建立?？己艘?/p>

1.模糊控制算法的設計 41.1.1 常見的模糊控制規(guī)則 42.1.2 反映控制規(guī)則的模糊關系

43.2.基本模糊控制器 44.2.1 查詢表的建立

45.2.2 基本模糊控制器實例 46.3.模糊數(shù)模型的建立

47.3.1 模糊控制器語言變量值的選取

48.3.2 雙輸入單輸出模糊控制器的模糊控制規(guī)則 49.4.模糊-PID復合控制器 50.4.1 比例-模糊-PI控制器

51.4.2 參數(shù)模糊自整定PID控制器 52.53.第10章 微型機控制系統(tǒng)的設計

54.教學要點

1.微型計算機控制系統(tǒng)設計方法

2.微型計算機控制的自動裝箱系統(tǒng)

3.微型計算機溫度控制系統(tǒng) 55.教學內(nèi)容

本章主要是對前面章節(jié)的總結和應用，重點講述微型計算機控制系統(tǒng)的設計方法。

考核要求

重點掌握微型計算機控制系統(tǒng)設計方法及實用系統(tǒng)的設計方法。

1.微型計算機控制系統(tǒng)的設計方法（要求達到“識記”層次）

1.1 控制系統(tǒng)總體方案的確定

1.2 微型機及接口的選擇

1.3 控制算法的選擇

1.4 微型機控制系統(tǒng)硬件設計

1.5 微型機控制系統(tǒng)軟件設計

1.6 微型機控制系統(tǒng)的調(diào)試

2.微型計算機控制自動裝箱系統(tǒng)（要求達到“領會”層次）

2.1 自動裝箱控制系統(tǒng)原理

2.2 控制系統(tǒng)硬件設計

2.3 控制系統(tǒng)軟件設計 56.3.加熱爐溫度控制系統(tǒng)（要求達到“領會”層次）57.3.1 溫度控制系統(tǒng)的組成 58.3.2 溫度控制系統(tǒng)的硬件設計 59.3.3 數(shù)字控制器的數(shù)學模型 60.3.4 溫度控制系統(tǒng)的軟件設計 61.3.5 手動后援問題

其中關于上面的“課程內(nèi)容與考核目標”中有關提法解釋一下

所謂識記即要求我們能夠識別和記憶本課程中規(guī)定的有關知識點的主要內(nèi)容(如定義、定理、定律、表達式、公式、原則、重要結論、方法、步驟及特征、特點等)，并能夠根據(jù)考核的不同要求，做出正確的表述、選擇和判斷。

領會：要求我們能夠領悟和理解本課程中規(guī)定的有關知識點的內(nèi)涵與外延，熟悉其內(nèi)容要點和它們之間的區(qū)別? 根據(jù)考核的不同要求，做出說明和論述。

簡單應用：要求我們能夠運用本課程中規(guī)定的少量知識點，分析和解決一般應用問題，如繪圖、分析、論證等。

綜合應用：要求我們能夠運用本課程中規(guī)定的多個知識點，分析和解決較復雜的應用問題，如計算、繪圖、簡單設計、編程、分析、論證等。

最后，我總結了下關于這門課程的幾本經(jīng)典的教材參考書，圖書館都能借到的。

[1]賴壽宏.微型計算機控制技術．北京：機械工業(yè)出版社

[2]周雪琴.計算機控制系統(tǒng).西安：西北工業(yè)大學出版社，1998 [3]李惠光.微型計算機控制技術.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [4]楊天怡.微型計算機控制技術.重慶：重慶大學出版社 [5]蔣靜坪.計算機實時控制系統(tǒng).杭州：浙江大學出版社

以上就是我這一個學期學習微機原理與控制技術的總結和心得，以后我還會繼續(xù)學習并關注有關這門課程的知識。

第四篇：微型計算機控制總結

典型計算機控制系統(tǒng)組成：通用外圍設備、主機及操作臺、I/O接口電路、I/O通道、信號檢測及變換、被控對象。

計算機控制系統(tǒng)特點：1）在結構上常規(guī)連續(xù)系統(tǒng)中均使用模擬部件而計算機控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字部件的混合系統(tǒng)2）連續(xù)系統(tǒng)中各處信號均為連續(xù)模擬信號，計算機系統(tǒng)中還有離散模擬、離散數(shù)字等多種信號形式3）計算機系統(tǒng)包含連續(xù)信號和數(shù)字信號需采用專門的理論來分析和設計4）計算機系統(tǒng)中控制規(guī)律用軟件實現(xiàn)使系統(tǒng)具有很大靈活性和適應性

5）計算機控制系統(tǒng)中，一個控制器經(jīng)?？刹捎梅謺r控制的方式而同時控制多個回路6）采用計算機控制便于實現(xiàn)控制和管理一體化，使工業(yè)企業(yè)的自動化程度進一步提高。

計算機在控制中的典型應用方式：1）操作指導控制系統(tǒng)2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)3）監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)4）分級計算機控制系統(tǒng)

I/O接口電路是主機與外圍設備之間交換信息的連接部件。必要性：1）解決主機CPU和外圍設備之間的時序配合和通信聯(lián)絡問題2）解決CPU和外圍設備之間的數(shù)據(jù)格式轉換和匹配問題3)解決CPU的負載能力和外圍設備端口選擇問題

I/O通道：是計算機和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道。I/O信號的種類：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息三類。數(shù)據(jù)信息：是主機和外圍設備交換的基本信息。分為：數(shù)字量、模擬量、開關量、脈沖量。狀態(tài)信息：外圍設備通過接口向CPU提供的反映外圍設備所處的工作狀態(tài)的信息?？刂菩畔ⅲ篊PU通過接口傳送給外圍設備的。

計算機和外部的通信方式：1并行通信2串行通信1）全雙工方式2）半雙工方式3）同步通信4）異步通信

三種 I/O控制方式：程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式

程序控制I/O方式：CPU和外圍設備之間的信息傳送，實在程序控制下進行的。

中斷控制I/O方式：當外圍設備需要請求服務時，向CPU發(fā)出中斷請求，CPU響應外圍設備中斷，停止執(zhí)行當前程序，轉去執(zhí)行一個外圍設備服務的程序，中斷處理完畢，CPU又返回來執(zhí)行原來的程序。

直接存儲器存取方式：不經(jīng)CPU，而在外設和存儲器之間直接高速交換數(shù)據(jù)

I/O接口的編址方式：1）I/O接口與存儲器統(tǒng)一編址2）I/O接口獨立編址

I/O通道的主要任務是將由檢測器件測取的各種參量變換成計算機所能接收的信息形式送入計算機。

I/O通道分為：模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量輸入通道、數(shù)字量輸出通道。模擬量輸入通道組成：信號處理裝置、采樣單元、采樣保持器、數(shù)據(jù)放大器、A/D轉換器和控制電路等部分。

為什么加采樣保持器：A/D轉換器將模擬信號轉換成數(shù)字量需要一定時間，完成一次A/D轉換所需時間稱為孔徑時間，對隨時間變化的模擬信號來說孔徑時間決定了每一個采樣時刻的最大轉換誤差。對于一定的轉換時間tA/D,誤差的百分數(shù)和信號頻率成正比，為確保A/D轉換的精度必須限制信號的頻率范圍。如被采樣模擬信號的變化頻率相對于A/D轉換器的轉換速度來說是較高的話，為了保證轉換精度就要在A/D轉換之前加上采樣保持電路使在A/D轉換期間保持輸入模擬信號不變。

采樣保持電路組成：輸入緩沖放大器A1、模擬開關AS、模擬信號存儲電容Ch、輸出緩沖放大器A2

采樣過程：是用采樣開關將模擬信號按一定時間間隔抽樣成離散模擬信號的過程

量化過程：用一組數(shù)碼來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉換成數(shù)字信號

模擬量輸出通道組成：D/A轉換器、輸出保持器、多路切換開關、低通濾波電路和功放電路

進入I/O通道的干擾：串模干擾、共模干擾。串模干擾抑制方法：1）加輸入濾波器2）

為避免干擾從傳輸導線竄入檢測回路，采用帶屏蔽層的雙絞線或同軸電纜連接一次儀表和轉換設備，屏蔽層應良好接地3）在靠近傳感器位置將被測信號前置放大，從而提高回路的信號噪音比，再利用邏輯器件的特性來抑制干擾4）采用數(shù)字濾波技術。共模抑制干擾方法;1)采用共模抑制比高的、雙端輸入的運算放大器作被測信號的前置放大器，將有用的測量信號放大，使干擾信號受到抑制2）采用光耦合器或隔離變壓器把各種模擬負載和數(shù)字信號源隔離開來，也就是把模擬地和數(shù)字地斷開3)采用隔離放大器

離散化方法;差分變換法、零階保持器法、雙線性變換法。為什么加零階保持器：由于計算機只能處理離散數(shù)字信號，因此輸入信號必須經(jīng)A/D轉換器對e（t）進行采樣得到e?（t），然后需經(jīng)過保持器H（s）將此離散信號變成近似e（t）的信號eh（t)，即eh（t)才等效于e（t），才能加到D（s）上去，所以D（z）近似D（s）求Z變換表達式時，應包括H（s）在內(nèi)。

增量式PID控制算法與位置式PID控制算法比較有哪些優(yōu)點：1）位置式算法每次輸出與整個過去狀態(tài)有關，容易產(chǎn)生較大積累誤差，而增量式中只需計算增量，算式中不需要累加，對控制量計算的影響較小，獲得比較好的控制效果2）由于計算機只輸出控制增量，所以誤動作時影響小，且必要時可用邏輯判斷的方法去掉，對系統(tǒng)安全運行有利3）手動——自動切換時沖擊比較小

積分整量化誤差產(chǎn)生原因：在PID增量式算法中，積分項為Kie（k）。當采樣周期T較小，而積分時間T1較大時，Kie（k）項很可能小于計算機的最低有效位，在運算時被計算機取整而舍掉，從而產(chǎn)生積分整量化誤差。防止方法：1）擴大計算機運算的字長，提高計算精度2）當積分項Kie（k）＜?時，積分項單獨累加，直到產(chǎn)生溢出。

積分飽和原因：在數(shù)字PID控制系統(tǒng)中，當系統(tǒng)開、停或大幅度變動給定值時，系統(tǒng)輸出會出現(xiàn)較大的偏差，經(jīng)過積分項累積后可能使控制量u（k）＞umax或u（k）＜umin，此時，控制量并不能真正取得計算值，而只能取Umax或Umin，從而影響控制效果。由于主要是積分項的存在，引起了PID運算的飽和，因此這種飽和叫積分飽和。積分飽和增加了系統(tǒng)的調(diào)整時間和起調(diào)量，稱為飽和效應，對系統(tǒng)不利。積分飽和的防止方法：積分分離法和遇限削弱積分法。

在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于物料或能量傳輸?shù)难舆t，常常存在著純滯后現(xiàn)象。如何消除：

1、史密斯純滯后補償原理

2、帶純滯后補償?shù)臄?shù)字控制器 史密斯純滯后補償原理：與D（s）并接一補償環(huán)節(jié)Gp(s)(1-e??s)，用來補償被控對象中的純滯后部分，這個環(huán)節(jié)稱,為預估器 整個純滯后補償器的傳遞函數(shù)：D(s)?D(s)補償后系統(tǒng)的閉1?D(s)Gp(s)(1?e??s)

環(huán)傳遞函數(shù)：?（s）?D(s)Gp(s)??se 1?D(s)Gp(s)

對最少拍控制系統(tǒng)設計的具體要求如下：準確性要求、快速性要求、穩(wěn)定性要求

大林算法的設計原則：以大林算法為模型的數(shù)字控制器，使閉環(huán)系統(tǒng)的特性為具有時間滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，且滯后時間與被控對象的滯后時間相同。振鈴現(xiàn)象：大林把這種控制量以1/2的采樣頻率振蕩的現(xiàn)象稱為振鈴，這種振蕩一般是衰減的。消除方法：令數(shù)字控制器中產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象的極點的因子中的z=1，就可消除振鈴現(xiàn)象。

微型計算機控制系統(tǒng)設計的步驟：系統(tǒng)總體控制方案設計，微型計算機選擇，控制算法設計，硬件設計，軟件設計，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。

軟件分類：系統(tǒng)軟件和應用軟件。系統(tǒng)軟件分：操作系統(tǒng)、語言加工系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)。

語言加工系統(tǒng)分：編輯程序、編譯程序、連接裝配程序、調(diào)試程序、子程序庫。應用軟件分：控制程序、數(shù)據(jù)采集及處理程序、巡回檢測程序、數(shù)據(jù)管理程序。應用程序的語言選擇：機器語言、匯編語言、高級語言。結構化程序三種基本結構：順序結構，選擇。，循環(huán)。

數(shù)字濾波：數(shù)字濾波是通過一定的計算程序?qū)π盘栕鲾?shù)字化的處理，以減少干擾在信號中的比重。數(shù)字濾波的算法分：算術平均值濾波、中值濾波、一階滯后濾波、程序判斷濾波。

線性化處理：在計算機控制系統(tǒng)中需要對一些非線性關系進行處理，通過一定的數(shù)據(jù)處理程序?qū)⒎蔷€性關系轉化為線性關系。

多微處理機控制系統(tǒng)的定義：多機系統(tǒng)泛指多微處理器系統(tǒng)和多計算機系統(tǒng)。所謂多微處理機控制系統(tǒng)是指一個具有兩個或多個微處理機并能相互進行通信以協(xié)同解決一個大的給定問題的微機系統(tǒng)。

多微處理機控制系統(tǒng)的優(yōu)點：1）有較高的處理速度2）提高系統(tǒng)的可靠性3）系統(tǒng)便于擴充和修改4）實現(xiàn)復雜分散控制和管理一體化5）通過多微處理機實現(xiàn)并行處理，是開發(fā)超級計算機的重要途徑。

多微處理機控制系統(tǒng)中應解決的問題：1）系統(tǒng)的結構形式和通信方案2）任務分割和開發(fā)并行性問題3）正確處理資源競爭和死鎖問題4）提高系統(tǒng)可靠性和動態(tài)重組問題。

多微處理機控制系統(tǒng)的結構形式：緊耦合系統(tǒng)、松耦合系統(tǒng)和分級結構系統(tǒng)

緊耦合系統(tǒng)：耦合系統(tǒng)是指通過電信號連接在一起的系統(tǒng)，或者說是一個共享公共硬件資源的系統(tǒng)。緊耦合多處理機是通過一個共享的高速主存來實現(xiàn)處理機間更緊密的聯(lián)系，各微處理機之間可在指令一級上實現(xiàn)并行處理。松耦合系統(tǒng)：每個微處理機有一個大容量的局部存儲器，不同計算機間通信是通過一個消息傳送系統(tǒng)交換消息來實現(xiàn)的。這種耦合程度很松，任務之間的交互作用很小，通常把它看成是一個分部系統(tǒng)。分級結構系統(tǒng)：分級結構呈樹狀結構，在這類結構中，各微處理機之間存在著較明顯的層次關系

數(shù)據(jù)通信的四種方式：1）總線連接的通信方式2）調(diào)制-解調(diào)連接的通信方式3）用過程輸入/輸出裝置連接的通信方式4）高速數(shù)據(jù)通道連接的通信方式。

內(nèi)部總線：又稱微型計算機總線，用于計算機系統(tǒng)內(nèi)部模塊與模塊之間進行通信的總線。外部總線：又稱通信總線，是用于計算機系統(tǒng)與系統(tǒng)之間或計算機系統(tǒng)與設備之間進行通信的總線。

總線優(yōu)先級控制方法：

1、串聯(lián)總線優(yōu)先級控制

2、并聯(lián)總線優(yōu)先級控制

集散控制系統(tǒng)組成：監(jiān)督計算機、高速數(shù)據(jù)通道、CRT操作站、數(shù)據(jù)采集器、基本控制器。

第五篇：微型計算機控制總結

第一章

? 控制：為達到規(guī)定的目標，對元件或系統(tǒng)的工作特性所進行的調(diào)節(jié)或操作。

? 控制系統(tǒng)：是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系

統(tǒng)。

? 計算機控制系統(tǒng)：是應用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲

得一定控制目的而構成的系統(tǒng)。

? 連續(xù)控制系統(tǒng)相比，計算機控制系統(tǒng)具有哪些特點？

? 答：與連續(xù)控制系統(tǒng)相比，計算機控制系統(tǒng)具有以下特點：

(1)計算機控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字的混合系統(tǒng)。

(2)在計算機控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律是由計算機通過程序?qū)崿F(xiàn)的（數(shù)字控制器），修改一

個控制規(guī)律，只需修改程序，因此具有很大的靈活性和適應性。

(3)計算機控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)模擬電路不能實現(xiàn)的復雜控制規(guī)律。

(4)計算機控制系統(tǒng)并不是連續(xù)控制的，而是離散控制的。

(5)一個數(shù)字控制器經(jīng)常可以采用分時控制的方式，同時控制多個回路。

(6)采用計算機控制，如分級計算機控制、集散控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡等，便于實現(xiàn)控

制與管理一體化，使工業(yè)企業(yè)的自動化程度進一步提

? 計算機控制系統(tǒng)的組成：

硬件組成：計算機主機、操作臺、通用外圍設備、I/O接口與I/O通道、傳感器。

軟件組成：系統(tǒng)軟件，應用軟件。

? 計算機在控制中的典型應用方式：1.操作指導控制系統(tǒng)2.直接數(shù)字控制系統(tǒng)3.監(jiān)督計算

機控制系統(tǒng)4.分級計算機控制系統(tǒng)5.網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。

? 工業(yè)控制機的特點：1.實時性2.高可靠性3.硬件配置的可裝備可擴充性4.可維護性。? 集散控制系統(tǒng)：又稱為以微處理器為基礎的分散型信息綜合控制系統(tǒng)。

? 智能控制系統(tǒng)：所謂智能控制系統(tǒng)就是驅(qū)動自主智能及其以實現(xiàn)其目標而而無需操作人

員干預的自動控制系統(tǒng)。

第二章

? I/O接口電路也簡稱接口電路。它是主機和外圍設備之間交換信息的連接部件。

? I/O通道也稱為過程通道。它是計算機和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道。? I/O接口、I/O通道作用：I/O接口和I/O通道都是為實現(xiàn)主機和外圍設備之間信息交換

而設的器件，其功能都是保證主機和外圍設備之間能方便、可靠、高效率的交換信息。? I/O信號的種類：1.數(shù)據(jù)信息（數(shù)據(jù)信息又可分為數(shù)字量、模擬量、開關量和脈沖量）2.狀態(tài)信息3.控制信息。

? 并行通信優(yōu)缺點：其優(yōu)點是傳送速度快、信息率高。

? 全雙工方式：串行接口和外圍設備間除公共地線外，有二根數(shù)據(jù)傳輸線，串行接口可以

同時輸入和輸出數(shù)據(jù)，計算機可同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，這種串行傳送方式就成為全雙工方式。

? 串行通信可分：1.全雙工方式2.半雙工方式3.同步通信4.異步通信。

? I/O控制方式：程序控制方式、中斷控制方式、直接存儲器存取方式。

? 查詢式I/O方式的優(yōu)缺點：從理論上看，查詢式比無條件傳送方式可靠，接口電路簡單，不占用中斷輸入線，同時查詢程序也簡單，易于設計調(diào)試。特別適用于多個按一定規(guī)律順序工作的生產(chǎn)機械或生產(chǎn)過程的控制。

? 中斷控制I/O時應解決的問題：第一、保存現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場；第二、正確判斷中斷源；

第三、實時響應；第四、按優(yōu)先權順序處理。

? 中斷優(yōu)先級問題的解決：1.軟件查詢方式2.雛菊鏈法3.專用硬件方式。

? 信號預處理裝置一般包括標度變換器、濾波電路、線性化處理及電參量間的轉換電路等。? 采樣定理：模擬/數(shù)字信號的轉換過程中，當采樣頻率fs.max大于信號中最高頻率fmax的2倍時，即：fs.max>=2fmax,則采樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息，一般取2.56-4倍的信號最大頻率。

? 采樣過程: 是用采樣開關(或采樣單元)將模擬信號按一定時間間隔抽樣成離散模擬信號的過程。

? 串行D／A轉換器的基本工作原理：是先把數(shù)字量轉換成一系列的脈沖，一個脈沖相當

于數(shù)字量的一個單位，再把每一個脈沖變成單位模擬量，然后將所有單位模擬量相加，從而得到和數(shù)字量成正比的總的模擬量輸出。

? D/A轉換器按工作方式分為并行和串型兩種。

? 分辨率：當輸入數(shù)字量變化1時，輸出模擬量變化的大小。

? 穩(wěn)定時間：是D/A轉換器轉換速率的量度，是指D/A轉換器代碼有滿刻度值變化時，其

輸出達到并保持在所給定的百分數(shù)誤差范圍內(nèi)所需要的時間。

? A/D轉化器種類：1.計數(shù)器式A/D轉換器2.雙積分式A/D轉換器3.逐次逼近式A/D轉換

器。

? A/D轉換器的主要技術參數(shù)：1.分辨率2.量程3.轉換精度4.轉換時間5.工作溫度范圍。? 串模干擾是疊加在被測信號上的干擾信號。

? 抑制串模干擾的方法:

1、加輸入濾波器

2、為避免干擾從傳輸導線竄入檢測回路，可采

用帶屏蔽層的雙絞線或同軸電纜連接一次儀表和轉換設備，屏蔽層應良好接地

3、在靠近傳感器位置將被測信號進行前置放大，從而提高回路的信號噪聲比。再利用邏輯器件的特性來抑制干擾。提高閾值電平可抑制低噪聲干擾；采用低速邏輯器件或加電容器降低速度，可以抑制高頻干擾

4、采用數(shù)字濾波技術。

第三章

? 為什么用計算機來實現(xiàn)數(shù)字控制：1.數(shù)字控制器能實現(xiàn)復雜控制規(guī)律的控制2.計算機具

有分時控制能力，可實現(xiàn)多回路控制3.具有靈活性4.采用計算機除實現(xiàn)PID數(shù)字控制外，還能實現(xiàn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字顯示等其他功能。

? 模擬化設計方法：當系統(tǒng)的采樣頻率足夠高時，采樣系統(tǒng)的特性接近于連續(xù)變化的模擬

系統(tǒng)。

? 離散化方法：

1、差分變換法

2、零階保持器法

3、雙線性變換法。

? PID：利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的系統(tǒng)。

? PID控制：PID控制是一種負反饋控制，特別適用于過程的動態(tài)性能良好而且控制要求

性能不太高的情況。

? PID增量算法：

? 積分整量化誤差：

? 防止積分整量化誤差的方法：1.擴大計算機運算的字長，提高精度計算2.當積分項

KIe(k)??時，積分項單獨累加，直到產(chǎn)生溢出。

? 積分飽和：由于主要是積分項的存在，引起了而PID運算的“飽和”，因此，這種飽和稱

為“積分飽和”。積分飽和增加了系統(tǒng)的調(diào)整時間和超調(diào)量，稱為“飽和效應。

? 不完全微分的PID算法：仿照模擬調(diào)節(jié)器的實際微分調(diào)節(jié)器，加入慣性環(huán)節(jié)，以克服完

全微分的缺點。

? 二自由度PID控制：就是使目標值跟蹤特性為最優(yōu)的PID參數(shù)和使外擾抑制特性最優(yōu)的PID參數(shù)，能分別獨立地進行整定，使兩特性同時達到最優(yōu)。

? PID控制器參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響：1.比例系數(shù)KP對系統(tǒng)性能的影響2.積分時間常數(shù)TI

對系統(tǒng)性能的影響3.微分時間常數(shù)TD 對系統(tǒng)性能的影響。

? 采樣周期：周期性采樣控制系統(tǒng)中兩次采樣之間的時間間隔。

第四章

? 最少拍無差系統(tǒng)：是指在典型的控制輸入信號作用下能在最少幾個采樣周期內(nèi)達到穩(wěn)態(tài)

無靜差的系統(tǒng)。

? 波紋：在采樣點之間的輸出響應可能是波動的，這種波動稱為波紋。

? 振鈴：大林把這種控制量以0.5的采樣頻率振蕩現(xiàn)象

? 怎樣抑制振鈴現(xiàn)象：大林算法提出一種簡單的修正方法，以防止振鈴現(xiàn)象，令數(shù)字控制

器中產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象的極點的因子中的z=1就可以消除振鈴現(xiàn)象。

第五章

? 模糊控制器：應用模糊語音變量按照人的思想工作的控制器。

? 論域的確定輸入輸出量化，量化因子定義為Ke?

第六章

? 微型計算機控制系統(tǒng)設計一般可分為以下幾個步驟：系統(tǒng)總體控制方案設計、微型計算

機選擇、控制算法設計、硬件設計、軟件設計、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。

? 軟件的分類：1.系統(tǒng)軟件2.應用軟件

? 應用程序的語言選擇1.機器語言2.匯編語言3.高級語言。

? 動態(tài)濾波

? 靜態(tài)濾波

第七章

? 多微處理機系統(tǒng)：是指一個具有兩個或多個微處理機并能相互進行通信以協(xié)同解決一個

大的給定問題的微機系統(tǒng)。

? 多微處理機控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：1.有較高的處理速度2.提高系統(tǒng)的可靠性3.系統(tǒng)便于擴充和修改4.實現(xiàn)復雜分散控制和管理一體化5.通過多微處理機實現(xiàn)并行處理，是開發(fā)超級計算機的重要途徑

缺點：1.系統(tǒng)的結構形式和通信方案2.任務分割和開發(fā)并行性問題3.正確處理資源競爭和死鎖問題4.提高系統(tǒng)可靠性和動態(tài)重組問題

? 集散控制系統(tǒng)：它是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的發(fā)展和過程控制要求的日益復雜而

產(chǎn)生的綜合控制系統(tǒng)。

? 集散控制系統(tǒng)的優(yōu)點：1.系統(tǒng)具有很高的可靠性2.系統(tǒng)功能全面，可實現(xiàn)控制和管理一

體化3.系統(tǒng)使用、操作方便4.性能、價格比好。

第八章

? 工作可靠性：這是指系統(tǒng)在實際運行和執(zhí)行任務時的可靠性。

? 計算機控制系統(tǒng)的可靠性：在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，該系統(tǒng)正確完成規(guī)定

功能的能力。

? 固有可靠性：由這一過程所決定的可靠性是系統(tǒng)的內(nèi)在可靠性，稱為系統(tǒng)的固有可靠性。? 提高系統(tǒng)可靠性的途徑：1.改進元、部件的可靠性2.降低使用應力水準3.簡化系統(tǒng)結構

4.采用冗余設計5.是高維護技術。

? 常見的耦合方式：阻容耦合、磁耦合、靜電耦合。

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