第一篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)復(fù)習(xí)總結(jié)

第一章

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的在線方式和離線方式？

答：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)過(guò)程和計(jì)算機(jī)直接連接，并受計(jì)算機(jī)控制的方式稱(chēng)為在線方式；生產(chǎn)過(guò)程不和計(jì)算機(jī)相連，且不受計(jì)算機(jī)控制，而是靠人進(jìn)行聯(lián)系并做相應(yīng)操作的方式稱(chēng)為離線方式。

2、實(shí)時(shí)的含義？（名詞解釋?zhuān)?/p>

答：所謂實(shí)時(shí)，是指信號(hào)的輸入、計(jì)算和輸出都要在一定得時(shí)間范圍內(nèi)完成。

3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成？

答：由工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程組成。

4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式？

答： 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線

控制系統(tǒng)。

第二章

5、什么是接口？什么是過(guò)程通道？

答：接口是計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備交換信息的橋梁；

過(guò)程通道是在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道。

6、CPU與外設(shè)所交換的信息種類(lèi)有哪些？

答：數(shù)據(jù)信息、控制信息、狀態(tài)信息。

7、CPU與外設(shè)之間的傳送方式有哪幾種？

答：程序查詢(xún)方式、中斷控制方式、直接存儲(chǔ)器存取方式。

8、l/O接口的編址方式及區(qū)別？

答：l/O映射方式，l/O地址和存儲(chǔ)器地址在空間上是獨(dú)立的，獨(dú)立編址；

存儲(chǔ)器映射方式，把l/O接口當(dāng)做處理器一樣處理，統(tǒng)一編址。

9、數(shù)字量輸入接口與輸出接口的作用？

答：輸入接口起到緩沖輸入數(shù)據(jù)的作用；輸出接口起到鎖存輸出數(shù)據(jù)的作用。

10、A/D轉(zhuǎn)換的種類(lèi)和每種的特點(diǎn)？

答：逐次逼近式，轉(zhuǎn)換時(shí)間短（幾微秒～幾百微秒），抗干擾能力差；

雙斜積分式，轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)（幾毫秒～幾百毫秒），抗干擾能力強(qiáng)。

11、采樣保持器的作用？

答：A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中，保證模擬量不變化；A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，保證輸入信號(hào)跟隨模擬量

變化。

12、模擬量輸出通道輸出方式及其特點(diǎn)？（未完待續(xù)）

答：電壓輸出，電流輸出，在過(guò)程控制中基本使用電流輸出，穩(wěn)定性強(qiáng)。

13、計(jì)算機(jī)抗干擾系統(tǒng)的三要素？抗干擾措施？干擾的傳播途徑？干擾的作用方式及抑制方法？答：有干擾源、干擾對(duì)象、傳播途徑；

硬件措施、軟件措施、軟硬件結(jié)合措施；

電場(chǎng)耦合、磁場(chǎng)耦合、公共阻抗耦合；

串模干擾，對(duì)來(lái)自空間電磁耦合所產(chǎn)生的串模干擾可采用雙絞線作為信號(hào)線，也可

采用金屬屏蔽線或屏蔽雙絞線；

根據(jù)串模干擾的頻率與被測(cè)信號(hào)的頻率分布特性采用相應(yīng)的濾波器；

當(dāng)對(duì)稱(chēng)性交變串模干擾電壓或尖峰形串模干擾成為主要干擾時(shí)選用雙積分式A/D轉(zhuǎn)

換器；

當(dāng)被測(cè)信號(hào)與干擾信號(hào)的頻譜相互交錯(cuò)時(shí)采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)。

共模干擾，采用變壓器隔離；光電隔離；浮地屏蔽；采用儀表放大器提高共模抑制比。長(zhǎng)線傳輸，終端匹配；始端匹配。

14、接地系統(tǒng)抗干擾技術(shù)接地的目的？都有哪些地？

答：安全接地、工作接地；

模擬地、數(shù)字地、安全地、系統(tǒng)地。

15、軟件抗干擾技術(shù)數(shù)字濾波技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)（與模擬濾波相比）？有哪些方法？各適合什么樣的干擾？

答：優(yōu)點(diǎn)①用程序?qū)崿F(xiàn)，不用增加硬件設(shè)備，可靠性高，穩(wěn)定性好；

②可對(duì)頻率低的信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波；

③根據(jù)信號(hào)的不同，選擇不同的濾波方法和濾波參數(shù)，具有靈活性和和方便性。缺點(diǎn)①比硬件濾波速度要慢；

方法①算術(shù)平均值法，適用于周期性的干擾；

②加權(quán)平均值法，適用于純遲延較大的系統(tǒng)；

③中位值濾波法，適用于偶然的脈沖干擾；

④限幅濾波法，（未完）

⑤慣性濾波法，適用于高頻及低頻的干擾。

16、輸入數(shù)字信號(hào)與輸出數(shù)字信號(hào)的抗干擾措施？

答：輸入數(shù)字信號(hào)，多次重復(fù)采集，直到連續(xù)兩次或兩次以上得到相同的采樣值為止；輸出數(shù)字信號(hào)，重復(fù)輸出同一個(gè)數(shù)據(jù)。

第三章

17、什么叫系統(tǒng)誤差？誤差的特點(diǎn)？產(chǎn)生的原因？消除的方法？

答：⑴指相同條件下，經(jīng)多次測(cè)量誤差的數(shù)值保持恒定或按其某種已知規(guī)律變化；⑵在一定的測(cè)量條件下，誤差的變化規(guī)律可以掌握，產(chǎn)生誤差也是知道的；

⑶在系統(tǒng)測(cè)量輸入通道中存在零點(diǎn)偏移和溫度漂移，產(chǎn)生放大電路的增益誤差及器

件參數(shù)的不穩(wěn)定現(xiàn)象；

⑷①數(shù)字調(diào)零②自動(dòng)校準(zhǔn)。

第四章

18、位置式和增量式PID算法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？比例積分微分的作用？（未完）

答：位置式算法的當(dāng)前一次輸出與過(guò)去狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)誤差累加，計(jì)算機(jī)運(yùn)算工

作量大，而且輸出對(duì)應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，如果計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置大幅度變化；

增量式算法的控制器輸出對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化量，計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)影響范圍

小，手動(dòng)自動(dòng)切換沖擊小，算式中不需要累加。

19、數(shù)字PID控制器積分項(xiàng)和微分項(xiàng)的改進(jìn)有哪幾種方法？（要會(huì)做課后四題）

答：⑴①積分分離②抗積分飽和③梯形積分④消除積分不靈敏區(qū)。

⑵①不完全微分PID控制算法②微分先行PID控制算式。

20、最少拍控制器的局限性？

答：①最少拍控制器對(duì)典型輸入的適應(yīng)性差；

②最少拍控制器的可實(shí)現(xiàn)性問(wèn)題；

③最少拍控制器的穩(wěn)定性問(wèn)題。

21、最少拍有紋波控制器的缺點(diǎn)和產(chǎn)生紋波的原因？

答：缺點(diǎn)，只保證在最少的幾個(gè)采樣周期后，系統(tǒng)響應(yīng)在采樣點(diǎn)時(shí)穩(wěn)態(tài)誤差為零，不能

保證任意兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的穩(wěn)態(tài)誤差為零，系統(tǒng)輸出有紋波存在。

原因，控制器的輸出在若干拍后不為零或常值，而是振蕩收斂的。

22、設(shè)計(jì)最少拍無(wú)紋波控制器的必要條件？

答：①r（t）＝1t，t≥NT時(shí)，y（t）＝常值；

②r（t）＝ t，t≥NT時(shí)，y（t）′＝常值；

③r（t）＝?t平方，t≥NT時(shí)，y（t）′′＝常值。

Gc（S）中必須含有足夠的積分環(huán)節(jié)。

23、串級(jí)控制有什么優(yōu)點(diǎn)？主副控制器如何選型？

答：優(yōu)點(diǎn)①具有很強(qiáng)的抗干擾能力；

②克服對(duì)象純滯后的影響，改善系統(tǒng)的控制性能；

③副回路是隨動(dòng)系統(tǒng)，把非線性對(duì)象包含在副回路中能適應(yīng)操作條件和負(fù)荷的變化。選型，主控制器采用PID控制規(guī)律，副控制器采用PI控制規(guī)律。

24、前饋-反饋相結(jié)合有什么特點(diǎn)？

答：既能發(fā)揮前饋控制的抗擾動(dòng)作用，又能保留反饋控制對(duì)偏差的控制作用。

第二篇：微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)復(fù)習(xí)總結(jié)

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

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

DATA=D020+D121+ D222+…… +Dn-12n-1來(lái)表示。其中Di=0或1(i=0,1…n-1)；20，21，…2n-1分別為對(duì)應(yīng)數(shù)位的權(quán)。

在D/A轉(zhuǎn)換中，要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，必須先把每一位代碼按其“權(quán)”的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后將各分量相加，其總和就是與數(shù)字量相應(yīng)的模擬量，這就是D/A轉(zhuǎn)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(dāng)發(fā)光二極管有正向電流通過(guò)時(shí)，即產(chǎn)生紅外光，光敏三極管接受光照后導(dǎo)通。而當(dāng)該電流撤去時(shí)，發(fā)光二極管熄滅，三級(jí)管隨即截止，利用這種特性即可達(dá)到開(kāi)關(guān)控制的目的。由于該器件是通過(guò)電-氣-電的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出設(shè)備進(jìn)行控制，它在過(guò)程通道中實(shí)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(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成當(dāng)陽(yáng)極A加上正向電壓時(shí)，BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時(shí)，如果從控制極G輸入一個(gè)正向觸發(fā)信號(hào)，BG2便有基流ib2流過(guò)，經(jīng)BG2放大，其集電極電流ic2=β2ib2。因?yàn)锽G2的集電極直接與BG1的基極相連，所以ib1=ic2。此時(shí)，電流ic2再經(jīng)BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。這個(gè)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(jié)果，兩個(gè)管子的電流劇增，可控硅使飽和導(dǎo)通。

由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋?zhàn)饔茫砸坏┛煽毓鑼?dǎo)通后，即使控制極G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號(hào)只起觸發(fā)作用，沒(méi)有關(guān)斷功能，所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。

5，鎖存器的功能；鎖存器(Latch)是一種對(duì)脈沖電平敏感的存儲(chǔ)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(hào)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(shè)的不同步問(wèn)題，再其次是解決驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題，最后是解決一個(gè) I/O 口既能輸出也能輸入的問(wèn)題。

6，多路開(kāi)關(guān)和反多路開(kāi)關(guān)燈的作用及特點(diǎn)；多路開(kāi)關(guān)（把多個(gè)模擬量參數(shù)分時(shí)的接通，常用于多路參數(shù)共用于一臺(tái)A/D轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)，即完成多到一的轉(zhuǎn)換）反多路開(kāi)關(guān)（把經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，且由D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成的模擬信號(hào)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(zhuǎn)換）特點(diǎn)答：半導(dǎo)體多路開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是：

（1采用標(biāo)準(zhǔn)的雙列直插式結(jié)構(gòu)，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(fù)雙極性輸入5 轉(zhuǎn)換速度快6 壽命長(zhǎng)，無(wú)機(jī)械磨損7 接通電阻低一般小于100Ω，有的可達(dá)幾歐姆8 斷開(kāi)電阻高，通常達(dá)到109Ω以上 7，多位LED顯示器顯示方法有哪兩種？?jī)煞N顯示都需要解決的問(wèn)題是什麼？ 怎樣解決？

答：一種是動(dòng)態(tài)顯示【微型計(jì)算機(jī)定時(shí)對(duì)顯示器件進(jìn)行掃描】，另一種是靜態(tài)顯示【微型計(jì)算機(jī)一次輸出顯示模型后，保持該顯示結(jié)果】。兩種顯示方式都需要解決的問(wèn)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(shí)現(xiàn)，也可以用軟件程序完成。

8，LCD顯示屏驅(qū)動(dòng)方式：直接驅(qū)動(dòng)和多極驅(qū)動(dòng)

9，共陰共陽(yáng)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(jī)的轉(zhuǎn)速控制：直流電機(jī)調(diào)速原理，通過(guò)改變電機(jī)電樞電壓接通時(shí)間與通電周期的比值來(lái)控制電機(jī)速度。

11步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制：步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收

到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)

是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組，而是由40個(gè)矩形小齒均勻分布在圓周上，相鄰之間的夾角為9°，當(dāng)某組繞

組通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁極就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子形成磁路，若此時(shí)定子的小齒與轉(zhuǎn)子的小齒沒(méi)有對(duì)

齊，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使轉(zhuǎn)子齒和定子齒對(duì)齊，由此可見(jiàn)，錯(cuò)齒是促進(jìn)步

進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因。.12.步進(jìn)電機(jī)定位精度控制：控制步進(jìn)電機(jī)步數(shù)。步進(jìn)電機(jī)變速控制：改變控制方法，均勻改變脈

沖時(shí)間間隔，采用定時(shí)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(guò)檢測(cè)元件對(duì)一個(gè)或多個(gè)被控參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè)，經(jīng)輸入通道送給微機(jī)，微機(jī)將檢測(cè)結(jié)果與

設(shè)定值進(jìn)行比較，再進(jìn)行控制運(yùn)算，然后通過(guò)輸出通道控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達(dá)到預(yù)定的要求。DDC系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是微機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最普遍的一種應(yīng)用形式。計(jì)算機(jī)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(shí)際情況，因?yàn)樵贒DC系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)只是

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

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

發(fā)展

13.ADC0809轉(zhuǎn)換原理：含8位AD轉(zhuǎn)換器、8路多路開(kāi)關(guān)以及與微型計(jì)算機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS

組件，AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有一個(gè)高阻抗斬波穩(wěn)定比較器，一個(gè)帶模擬開(kāi)關(guān)樹(shù)組的256電阻分壓器，以

及一個(gè)逐次逼近型寄存器，8路的模擬開(kāi)關(guān)的通斷由地址鎖存器和譯碼器控制，可以在8個(gè)通道中

任意訪問(wèn)一個(gè)單邊的模擬信號(hào)。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后，發(fā)出一個(gè)正脈沖，表示

AD轉(zhuǎn)換完畢，此信號(hào)可用作AD轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的檢測(cè)信號(hào)，或向CPU申請(qǐng)中斷的信號(hào)。

14.PID控制：根據(jù)偏差的比例(P)、積分(I)、微分(D)進(jìn)行控制，是控制系統(tǒng)中應(yīng)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(yīng)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(huì)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(shí)間，積分控制將能完全消除誤差，積分作用太強(qiáng)會(huì)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(xiǎn)超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速

度，減小調(diào)整時(shí)間，改善系統(tǒng)的動(dòng)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(diǎn)

程序判斷濾波 ：detE確定不太靈活，因?yàn)椴荒芨鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況不斷更換新值，不能反映采樣點(diǎn)數(shù)

大于3的各采樣值受干擾的情況

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

有效 只適用于物理變化相對(duì)較緩慢的工作場(chǎng)合算數(shù)平均值濾波 ：對(duì)電壓、流量等周期脈動(dòng)的參數(shù)采樣值進(jìn)行平滑加工，所測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定。不

適宜用于克服隨機(jī)（脈沖性）干擾

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

滑動(dòng)平均值濾波：對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用平滑度高靈敏度低，對(duì)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(yán)重的場(chǎng)合低通濾波：可以消除高頻干擾對(duì)測(cè)量精度的影響

復(fù)合數(shù)字濾波：可用于既有脈動(dòng)干擾又有脈沖干擾的環(huán)境

16.量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換： 為了放大不同的信號(hào)，減少硬件設(shè)備，已經(jīng)研制出可編程增益放大器，簡(jiǎn)稱(chēng)

PGA,它是一種通用性很強(qiáng)的放大器其放大倍數(shù)可以根據(jù)需要用程序進(jìn)行控制，采用這種放大器，可通過(guò)程序調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使A/D轉(zhuǎn)換器滿(mǎn)量程信號(hào)達(dá)到均一化，因而大大提高測(cè)量精度

可編程自動(dòng)放大器有兩種：組合型PGA 集成PGA

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

在使用時(shí)可以通過(guò)對(duì)控制管腳的不同設(shè)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(hào)輸入線，高電平有效。CS：片選

信號(hào)輸入線，低電平有效。WR1：為輸入寄存器的寫(xiě)選通信號(hào)。當(dāng)WR1為低電平時(shí)，將輸入

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

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

制信號(hào)輸入線，低電平有效；該信號(hào)和WR2信號(hào)聯(lián)合使用構(gòu)成第二級(jí)輸入鎖存控制。WR2：

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

傳送到DAC寄存器中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。Iout1:DAC電流輸出1。當(dāng)輸入全為1時(shí)Iout1最大，輸入

全為0時(shí)，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(shí)，Iout2常常接地。Rfb:反饋信號(hào)輸入線,為外部運(yùn)算放大器提供一個(gè)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(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地；DGND:數(shù)字地,兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好，一般情況下，這兩種地最后終有一點(diǎn)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(rèn)：通過(guò)檢測(cè)電平狀態(tài)（高或低），便可確認(rèn)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(shí)按下無(wú)效的原則（若系統(tǒng)設(shè)有復(fù)合鍵，應(yīng)該另當(dāng)別論），為排除重建的影響，編制程序時(shí)，可以將鍵的釋放作為按鍵的結(jié)束，等鍵

釋放點(diǎn)評(píng)后再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能程序，以防止一次擊鍵多次執(zhí)行的錯(cuò)誤發(fā)生。按鍵防抖動(dòng)

技術(shù)：為了使CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次，必須排除抖動(dòng)的影響（硬件防抖技術(shù)：濾波

防抖電路、雙穩(wěn)態(tài)防抖電路；軟件防抖動(dòng)）

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

信號(hào)之間可能出現(xiàn)的最大偏差△Y，若超過(guò)此偏差值，則表明該輸入信號(hào)是干擾信號(hào)，應(yīng)該

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

術(shù)平均值濾波（把一個(gè)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(jì)數(shù)精度，采用3字點(diǎn)浮點(diǎn)運(yùn)算）、3加權(quán)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(hào)的某一部分來(lái)抑制信號(hào)的另一部

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

術(shù)平均值或加權(quán)平均值，這樣，每進(jìn)行一次采樣，就可計(jì)算出一個(gè)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(shí)現(xiàn)低通濾波）、6復(fù)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(lái)。算術(shù)和加權(quán)只能對(duì)周期性的脈沖采樣值進(jìn)行平滑加工，對(duì)于隨機(jī)的脈沖干

擾，無(wú)法消除，復(fù)合數(shù)字把采樣值先按從大到小的順序排列起來(lái)，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：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)總結(jié)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)總結(jié)

5.17去了東區(qū)做完了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)這門(mén)課算是落下了帷幕。這門(mén)課雖然結(jié)束了，但這門(mén)課里面所講述的內(nèi)容，對(duì)我們以后的工作將是意義深遠(yuǎn)。上學(xué)期我們學(xué)習(xí)了自動(dòng)控制技術(shù)，但是這門(mén)課更多的是包含了自動(dòng)控制技術(shù)里的理論知識(shí)和一些定理的推算證明，此外也涉及到了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，這是一門(mén)以計(jì)算機(jī)為控制核心的學(xué)科。如今計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已成為當(dāng)今自動(dòng)控制的主流系統(tǒng)，已逐步取代傳統(tǒng)的模擬檢測(cè)、調(diào)節(jié)、顯示、記錄、控制等儀器設(shè)備和很大部分人工操作管理，并且可以采用較復(fù)雜的計(jì)算機(jī)方法和處理方法，是受控對(duì)象的動(dòng)態(tài)過(guò)程按規(guī)定方式和技術(shù)要求運(yùn)行，完成各種過(guò)程控制、操作管理等任務(wù)。

這本書(shū)我們一共學(xué)習(xí)了7章，下面我將一章一章的進(jìn)行總結(jié)。

第一章 緒論

（1）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是有各種各樣的計(jì)算機(jī)參與控制的一類(lèi)控制系統(tǒng)

（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成：由計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備、操作臺(tái)、輸入通道、輸出通道、檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象以及相應(yīng)的軟件

（3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分類(lèi)：計(jì)算機(jī)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)算積分及控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)

（4）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)信號(hào)的采樣與恢復(fù)

（5）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

第二章 Z變換及Z傳遞函數(shù)

（1）Z變換的定義

?時(shí)域（2）

f*(t)??f(kT)?(t?kT)k?0

F*?s???f?kT?e?skT

k?0?

s 域

?

Z[f(t)]?Z[f*(t)]?F(z)??f(kT)z?kZ域

k?0

（3）求Z變換方法：級(jí)數(shù)求和法、部分分式法

（4）常用信號(hào)Z的變換（P19-20），常用Z變化表（P27）

（5）z 變換的基本定理：線性定理、滯后定理、超前定理、終值定理、卷積和定理、求和定理、初值定理、位移定理、微分定理

（6）求Z反變換：長(zhǎng)除法、部分分式法、留數(shù)計(jì)算法

（7）廣義Z變換：超前情況、滯后情況

（8）Z傳遞函數(shù)的求法：用拉氏反變換求脈沖過(guò)渡函數(shù)，將g(t)按采樣周期T離散化，得g(kT)，應(yīng)用定義求出Z傳遞函數(shù)

第三章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析

（1）離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：閉環(huán)Z傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)應(yīng)位于Z平面的單位圓內(nèi)。

（2）Routh穩(wěn)定性準(zhǔn)則在離散系統(tǒng)的應(yīng)用（P41）

z?或 z?（3）被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值附近±5%或±3%的范圍內(nèi)就可以表明過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)結(jié)束

第四章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的離散化設(shè)計(jì)

（1）最少拍系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則:1對(duì)于特定的參考輸入信號(hào)，到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)

在采樣時(shí)刻精確實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的跟蹤。2系統(tǒng)以最快速度達(dá)到穩(wěn)態(tài)。3D(z)應(yīng)是物理可實(shí)現(xiàn)的。4閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)是穩(wěn)定的。

(2)三個(gè)假設(shè)條件:1G(z)在單位圓上和圓外無(wú)極點(diǎn)，（1，j0）點(diǎn)除外；2 G(z)在單位圓上和圓外無(wú)零點(diǎn)；3 G0(s)中不含純滯后，q是T的整數(shù)倍。

(3)避免發(fā)生D(z)與G(z)的不穩(wěn)定零極點(diǎn)對(duì)消，應(yīng)滿(mǎn)足如下穩(wěn)定性條件: 1．We(z)的零點(diǎn)應(yīng)包含G(z)中全部不穩(wěn)定的極點(diǎn)。2．G(z)在單位圓上或圓的零點(diǎn)應(yīng)全部包含在希望閉環(huán)Z傳遞函數(shù)W(z)的零點(diǎn)中。3．如果G(z)中含有純滯后的環(huán)節(jié)即z-N（N為整數(shù)），則G(z)分子中的z-1因子應(yīng)全部包含在W(z)分子中，這會(huì)使系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間延長(zhǎng)。

第五章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的模擬化設(shè)計(jì)

(1)模擬控制器的離散化方法：沖擊不變法，加零階保持器的Z變換法，差分變化法，雙線性變換法，頻率預(yù)畸雙線性變換法，零、極點(diǎn)匹配法

（2）數(shù)字PID控制算法：位置式、增量式

（3）算法改進(jìn)：積分分離PID算法，不完全微分PID算法，微分先行PID算法，帶死區(qū)PID算法，抗積分飽和PID算法

（4）參數(shù)調(diào)定：試湊法

第八章 復(fù)雜控制規(guī)律系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）Smith預(yù)估控制的基本原理：引入預(yù)估補(bǔ)償器，使得補(bǔ)償 以后的閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程中不包含純滯后特性。

(2)純滯后補(bǔ)償控制的數(shù)字控制算法步驟:① 計(jì)算反饋回路的偏差② 計(jì)算純滯后補(bǔ)償器的輸出③計(jì)算偏差④計(jì)算控制器的輸出

（3）純滯后補(bǔ)償控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用:減溫器溫度純滯后補(bǔ)償控制,精餾塔的溫度純滯后補(bǔ)償控制

（4）串級(jí)控制系統(tǒng)控制原理: 單回路負(fù)反饋控制。

（5）串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:系統(tǒng)中的主要擾動(dòng)應(yīng)該包含在副控回路之中, 副控回路中應(yīng)該盡量包含積分環(huán)節(jié)

（6）串級(jí)控制系統(tǒng)基本概念:主調(diào)節(jié)回路用于保證控制精度，系統(tǒng)中起“細(xì)調(diào) ”作用，主調(diào)節(jié)器一般采用 PID 控制器。副調(diào)節(jié)回路用于克服主要干擾，系統(tǒng)中起“粗調(diào) ”作用，副調(diào)節(jié)器一般采用 P或PI 控制器。

第十二章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(1)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則:1．系統(tǒng)應(yīng)具有優(yōu)良的操作性能2．通用性好、便于擴(kuò)充3．可靠性高4．實(shí)時(shí)性好5．設(shè)計(jì)周期要短，價(jià)格要便宜

(2)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟:

1．研究被控對(duì)象、確定控制任務(wù)

2．確定系統(tǒng)整體方案

3．建立數(shù)學(xué)模型，確定控制算法

4．硬件的設(shè)計(jì)

5．軟件的設(shè)計(jì)

6．系統(tǒng)仿真與調(diào)試

7．現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試

(3)干擾的抑制方法:1接地方式2．屏蔽技術(shù)3．隔離技術(shù)4．串模干擾的抑制5．共模干擾的抑制6．電源噪聲的抑制7．提高軟件可靠性

由于上課時(shí)間有限，自己學(xué)習(xí)能力還有待于加強(qiáng)，關(guān)于這門(mén)課以后還需要我們多花點(diǎn)時(shí)間去多翻翻書(shū)。以后如有機(jī)會(huì)到計(jì)算機(jī)類(lèi)軟硬件公司、電子設(shè)備公司、各類(lèi)企事業(yè)單位等從事有關(guān)控制系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)、技術(shù)支持等工作，都會(huì)用到這門(mén)課。盡管這是一門(mén)考查課，但我們不能放松。否則一旦踏上工作崗位會(huì)有“書(shū)到用時(shí)方很少” 的悔感，那是我們就后悔也莫及了，所以一定要在畢業(yè)之前掌握好各門(mén)專(zhuān)業(yè)課。最后真心要感謝葉樹(shù)霞老師，不僅是教了我們這門(mén)課，更多的是一種敬佩。我們上課的時(shí)候，由于一部分無(wú)心學(xué)習(xí)的同學(xué)，教室里吵雜。但是老師總是會(huì)把該講的都講到，不會(huì)因?yàn)槟承┩瑢W(xué)不想學(xué)就不教，教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真負(fù)責(zé)。

第四篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)總結(jié)

第一章

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理

?實(shí)時(shí)決策控制：對(duì)采集到的被控量進(jìn)行分析處理，并按已定的控制規(guī)律，決定控制行為。

?實(shí)時(shí)控制輸出： 根據(jù)控制決策，適時(shí)地對(duì)控制機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。

2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)（工業(yè)控制機(jī)）和生產(chǎn)過(guò)程兩部分組成。

工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過(guò)程控制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過(guò)程包括被控對(duì)象和測(cè)量變送、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣開(kāi)關(guān)等裝置。

3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式

答：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)，監(jiān)督控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

第二章

什么是總線

所謂總線，就是計(jì)算機(jī)各個(gè)模塊之間互聯(lián)和傳送信息的一組信號(hào)線?？偩€可以分為內(nèi)部總線和外部總線，而內(nèi)部總線又可分為片級(jí)總線和系統(tǒng)總線。

模擬量輸入通道：是把從系統(tǒng)中檢測(cè)到的模擬信號(hào)，變成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，經(jīng)接口送往計(jì)算機(jī)。

模擬量輸入通道的組成一般由I/V變換、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、接口及控制邏輯等組成。

信號(hào)調(diào)理：為了將外部開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī),必須將現(xiàn)場(chǎng)輸入的狀態(tài)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換、保護(hù)、濾波、隔離等措施轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所能接受的邏輯信號(hào)，這個(gè)過(guò)程叫信號(hào)調(diào)理。

采樣過(guò)程：按一定的時(shí)間間隔T，把時(shí)間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬量信號(hào)、轉(zhuǎn)變成在時(shí)刻0、T、1 T、2 T、…K T的一連串脈沖輸出信號(hào)的過(guò)程成為采樣過(guò)程。

量化：采用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來(lái)逼近離散模擬信 號(hào)的幅值，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。量化過(guò)程：將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為量化過(guò)程。

3.采樣保持器

（1）孔徑時(shí)間和孔徑誤差的消除

? 孔徑時(shí)間：A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量所需的時(shí)間，稱(chēng)為孔徑時(shí)間。

?孔徑誤差：對(duì)于隨時(shí)間變化的模擬信號(hào)來(lái)說(shuō)，孔徑時(shí)間決定了每一個(gè)采樣時(shí)刻的最大轉(zhuǎn)換誤差。對(duì)于一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間，誤差的百分?jǐn)?shù)和信號(hào)頻率成正比。

?孔徑誤差的消除： 采用帶有采樣保持器，限制信號(hào)的頻率范圍。

模擬量輸出通道任務(wù)是把計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流信號(hào)，以便驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制的目的。

模擬量輸出通道一般由接口電路、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I變換等組成模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式

1.一個(gè)通路設(shè)置一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式（數(shù)字保持方案）

優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快、工作可靠。

缺點(diǎn)：使用較多的D/A轉(zhuǎn)換器。

2.多個(gè)通路共用一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式（模擬保持方案）

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省數(shù)/模轉(zhuǎn)換器

缺點(diǎn)：分時(shí)工作，適用于通路數(shù)量多且速度要求不高的場(chǎng)合；

要用多路開(kāi)關(guān)，且要求輸出采樣保持的保持時(shí)間與采樣時(shí)間之比較大； 可靠性差。

2.6 硬件抗干擾技術(shù)

3種過(guò)程通道抗干擾技術(shù)主機(jī)抗干擾技術(shù)系統(tǒng)供電與接地技術(shù)

干擾既可能來(lái)源于外部，也有可能來(lái)自?xún)?nèi)部。外部干擾由外界環(huán)境因素決定；內(nèi)部干擾是由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制造工藝等決定。

過(guò)程通道抗干擾技術(shù)

1.串模干擾及其抑制方法

（1）串模干擾

定義： 有用信號(hào)以外的噪聲或造成計(jì)算機(jī)設(shè)備不能正常工作的破壞因素。

（2）串模干擾的抑制方法 答：?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)來(lái)自測(cè)量變送裝置的被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)和輸入。

–如果串模干擾的頻率與被測(cè)信號(hào)頻率不同時(shí)，可以采用濾波器來(lái)抑制干擾；

–當(dāng)尖峰型串模干擾為主要干擾源時(shí)，用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器可以削弱串模干擾影響；

–對(duì)于串模干擾主要來(lái)自電磁感應(yīng)時(shí)，信號(hào)應(yīng)僅可能早地前置放大，提高信噪比；

–利用邏輯器件的特性來(lái)抑制串模干擾；

–采用良好的屏蔽，以減少電磁干擾。

2.共模干擾及其抑制方法

（1）共模干擾

定義：所謂共模干擾是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸入端上公有的干擾電壓。

（2）共模干擾的抑制方法

變壓器隔離、光電隔離、浮地屏蔽、采用儀表放大器提高共模抑制比。

數(shù)字PID控制器的改進(jìn)

積分項(xiàng)的改進(jìn)

（1）積分分離（2）抗積分飽和（3）梯形積分（4）消除積分不靈敏區(qū)

?微分項(xiàng)的改進(jìn)

（1）不完全微分PID控制

改進(jìn)原因：在PID控制中，對(duì)具有高頻擾動(dòng)的生產(chǎn)過(guò)程，微分作用響應(yīng)過(guò)于靈敏，容易引起控制過(guò)程振蕩，降低調(diào)節(jié)品質(zhì)。

改進(jìn)方法：串聯(lián)一階慣性環(huán)節(jié)，組成不完全微分PID控制器。

兩種PID控制的階躍響應(yīng)：

（2）微分先行PID控制算式

改進(jìn)原因：為避免給定值的升降給系統(tǒng)帶來(lái)沖擊，如超調(diào)過(guò)大，調(diào)節(jié)閥動(dòng)作劇烈。

改進(jìn)方法：只對(duì)被控量y(t)微分，不對(duì)偏差e(t)微分。

?帶死區(qū)的PID控制算法

作用：避免控制動(dòng)作過(guò)于頻繁，消除頻繁動(dòng)作所引起的振蕩。

施密斯預(yù)估控制的思想

施密斯預(yù)估控制原理是：與D(s)并接一補(bǔ)償環(huán)節(jié)，用來(lái)補(bǔ)償被控制對(duì)象中的純滯后部分。這個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)為預(yù)估器，其傳遞函數(shù)為Gp(s)(1--e-ts),t為純滯后時(shí)間。由施密斯預(yù)估器和控制器D（s）組成的補(bǔ)償回路稱(chēng)為純滯后補(bǔ)償器，其傳遞函數(shù)為D’(s),經(jīng)補(bǔ)償后，消除了純滯后部分對(duì)控制系統(tǒng)的影響，且不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

所謂振鈴現(xiàn)象，是指數(shù)字控制器的輸出以二分之一采樣頻率大幅度衰減的振蕩。

振鈴現(xiàn)象的消除 第一種方法是先找出D（z）中引起振鈴現(xiàn)象的因子（z=-1附近的極點(diǎn)），然后令其中的z=1,根據(jù)終值定理，這樣處理不影響輸出量的穩(wěn)定值。

第二種方法是從保證閉環(huán)系統(tǒng)的特性出發(fā)，選擇合適的采樣周期T及系統(tǒng)閉環(huán)時(shí)間常數(shù)Tt，使得數(shù)字控制器的輸出避免產(chǎn)生強(qiáng)烈的振鈴現(xiàn)象。

軟件抗干擾技術(shù)

經(jīng)常采用的軟件抗干擾技術(shù)技術(shù)是數(shù)字濾波技術(shù)、開(kāi)關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)、指令冗余技術(shù)、軟件陷阱等。先進(jìn)控制技術(shù)：模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、專(zhuān)家控制技術(shù)和預(yù)測(cè)控制技術(shù)。

模糊控制系統(tǒng)通常由模糊控制器、輸入輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測(cè)量裝置和被控對(duì)象等5個(gè)部分組成。

6.6.1數(shù)字濾波技術(shù)

數(shù)字濾波是通過(guò)一定得的計(jì)算或判斷程序，減少干擾在有用信號(hào)中比重。

與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)：

程序?qū)崿F(xiàn)，不需硬件，可靠性高，穩(wěn)定性好。

可以對(duì)很低頻率進(jìn)行濾波，克服模擬濾波器的缺點(diǎn)，根據(jù)信號(hào)不同，采用不同的濾波方法，靈活、方便、功能強(qiáng)。

1平均值濾波：適用于周期性干擾

2中位濾波：使用偶然的脈沖干擾

3限幅濾波：使用偶然的脈沖干擾

4慣性濾波：適用于高頻干擾

6.6.2開(kāi)關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)

1.開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入抗干擾措施

干擾特點(diǎn)：多呈毛刺狀，作用時(shí)間短。

解決方法：兩次采樣、多次采樣，完全一致方為有效。

2.開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出抗干擾措施

慣性大的輸出設(shè)備（如各類(lèi)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)），對(duì)毛刺干擾有一定的耐受能力。

慣性小的設(shè)備（如通訊口），耐受能力小，需要輸出抗干擾。

解決方案：重復(fù)輸出統(tǒng)一數(shù)據(jù)，重復(fù)中期盡可能短，外設(shè)階受到干擾信號(hào)，還來(lái)不及做出反應(yīng)，一個(gè)正確的輸出信息又來(lái)到了。

6.6.3 指令冗余技術(shù)

解決方案：在關(guān)鍵地方插入單字節(jié)指令（NOP)，這就是指令冗余。

6.6.4 軟件陷阱技術(shù)

什么是軟件陷阱：就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專(zhuān)門(mén)對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。

軟件陷阱的實(shí)現(xiàn)：無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令

軟件陷阱的位置（1）未使用的中間向量區(qū)（2）未使用的大片ROM區(qū)3）表格（4）程序區(qū)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星形、環(huán)形、總線型、樹(shù)形。

1.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

（1）星形結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：中心結(jié)點(diǎn)是主結(jié)點(diǎn)，它接受各分散結(jié)點(diǎn)的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)結(jié)點(diǎn)，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。

特點(diǎn)：：①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于控制和管理，建網(wǎng)容易；

②網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，傳輸錯(cuò)誤率較低；

③網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，一旦中央結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓；

④網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點(diǎn)上，相互結(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)中央結(jié)點(diǎn)才能轉(zhuǎn)發(fā)信息；

⑤通訊電路都是專(zhuān)用線路，利用率不高，故網(wǎng)絡(luò)成本較高。

（2）環(huán)形結(jié)構(gòu)：：結(jié)構(gòu)：各結(jié)點(diǎn)通過(guò)環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一結(jié)點(diǎn)。

特點(diǎn)：①信息流在網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動(dòng)，故兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的通路，簡(jiǎn)化了路徑選擇控制； ②環(huán)路中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，因此控制軟件較簡(jiǎn)單；

③環(huán)路中，當(dāng)某結(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性；

④環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點(diǎn)數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率，故擴(kuò)展受到一定的限制。

（3）總線形：；結(jié)構(gòu)：個(gè)結(jié)點(diǎn)經(jīng)其接口，通過(guò)一條或幾條通訊線路與公共總線連接。其任何結(jié)點(diǎn)的信息都可以沿著總線傳輸，并且能被任一結(jié)點(diǎn)接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散，因此又稱(chēng)為廣播式網(wǎng)絡(luò)。特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，擴(kuò)展方便；

②可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快；

③共享資源能力強(qiáng)，便于廣播式工作；

④設(shè)備少，價(jià)格低，安裝和使用方便；

⑤由于所有結(jié)點(diǎn)共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易發(fā)生沖突和碰撞，故不易用在實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)合。

（4）樹(shù)形：：結(jié)構(gòu)：分層結(jié)構(gòu)，適用于分級(jí)管理和控制系統(tǒng)。

特點(diǎn)：①通訊線路總長(zhǎng)度較短，連網(wǎng)成本低，易于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較星形復(fù)雜；

②網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點(diǎn)外，任一結(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)

什么介質(zhì)訪問(wèn)控制?

各結(jié)點(diǎn)通過(guò)公共通道傳輸信息，因此存在如何合理分配信道的問(wèn)題，訪問(wèn)控制方式的功能是合理解決信道的分配。

（1）沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA/CD）——適用于總線形

工作原理

當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，首先要偵聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)中有無(wú)其它結(jié)點(diǎn)正在發(fā)送信息，若沒(méi)有則立即發(fā)送；否則，等待一段時(shí)間，直至信道空閑，開(kāi)始發(fā)送。

確定等待時(shí)間的方法

①當(dāng)某結(jié)點(diǎn)檢測(cè)到信道被占用后，繼續(xù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)空閑，立即發(fā)送；

②當(dāng)某點(diǎn)檢測(cè)到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再檢測(cè)。重復(fù)這一過(guò)程，直到信道空閑，開(kāi)始發(fā)送。

（2）令牌環(huán)——適用于環(huán)網(wǎng)

令牌的定義

是控制標(biāo)志，網(wǎng)中只設(shè)一張令牌，并依次沿各結(jié)點(diǎn)傳送。

（3）令牌總線——適用于總線形式

原理：把總線形傳輸介質(zhì)的各個(gè)結(jié)點(diǎn)形成一個(gè)邏輯環(huán)，即人為地給各個(gè)規(guī)定一個(gè)順序?？刂品绞筋?lèi)似于令牌環(huán)。.差錯(cuò)控制技術(shù)

改善信道的點(diǎn)性能，使誤碼率降低

（1）奇偶校驗(yàn)

（2）循環(huán)冗余校驗(yàn)——CRC校驗(yàn)

（3）糾錯(cuò)方式3種：重發(fā)糾錯(cuò)，自動(dòng)糾錯(cuò)，混合糾錯(cuò)

分布式控制系統(tǒng)

答：分布式控制系統(tǒng)就是指綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、通信技術(shù)，集中了連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控制、數(shù)據(jù)采集等功能，為用戶(hù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制自動(dòng)化與信息管理想結(jié)合的管控一體化的綜合集成系統(tǒng)。什么叫現(xiàn)場(chǎng)總線

現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)總線是用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連的通信網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)場(chǎng)總線的體系結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)以下6個(gè)方面：

（1）現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)（2）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連（3）互操作性（4）分散功能塊（50通信線供電

（6）開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)

OPC OPC是用于過(guò)程控制的對(duì)象鏈接嵌入技術(shù)，OPC采用客戶(hù)/服務(wù)層結(jié)構(gòu)想下層提供接口，時(shí)信息進(jìn)入OPC服務(wù)器，向上層提供接口，實(shí)現(xiàn)向上互聯(lián)。

系統(tǒng)集成：

按系統(tǒng)整體性原理，將原來(lái)沒(méi)有聯(lián)系或聯(lián)系不緊密的元素組成為具有一定功能的，滿(mǎn)足目標(biāo)、相互聯(lián)系、彼此協(xié)調(diào)工作的新系統(tǒng)的過(guò)程、技術(shù)與科學(xué)而引出的系統(tǒng)集成工程。

第五篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程綜述

09熱工一班姚躍輝200910610118

計(jì)算機(jī)控制是自動(dòng)控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門(mén)新興學(xué)科，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。自動(dòng)控制技術(shù)在許多工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，但是由于生產(chǎn)工藝日益復(fù)雜，控制品質(zhì)的要求越來(lái)越高，簡(jiǎn)單的控制理論有時(shí)無(wú)法解決復(fù)雜的控制問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用促進(jìn)了控制理論發(fā)展，先進(jìn)的控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合推動(dòng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不斷前進(jìn)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、微電子技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表、軟件技術(shù)以及自控理論的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)水平大大提高，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用突飛猛進(jìn)。利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，人們可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成常規(guī)控制技術(shù)無(wú)法完成的任務(wù)，微型計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航空航天以及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域?？梢哉f(shuō)，21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)獲得重大發(fā)展的時(shí)代，大到載人航天飛船的研制成功，小到日用的家用電器，甚至計(jì)算機(jī)控制的家庭主婦機(jī)器人，到處可見(jiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，作為現(xiàn)代從事工業(yè)控制和智能儀表研究、開(kāi)發(fā)及使用的技術(shù)人員，必須不斷學(xué)習(xí)，加快知識(shí)更新的速度，才能適應(yīng)社會(huì)的需要，才能在工業(yè)控制領(lǐng)域里繼續(xù)邀游。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。這里的計(jì)算機(jī)通常指數(shù)字計(jì)算機(jī)，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對(duì)象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過(guò)電纜的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行聯(lián)系；也可以是無(wú)線方式，如用紅外線、微波、無(wú)線電波、光波等進(jìn)行聯(lián)系。被控對(duì)象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程、機(jī)械裝置、交通工具、機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、家庭生活設(shè)施、家用電器和兒童玩具等。控制目的可以是使被控對(duì)象的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)到某種要求，也可以是達(dá)到某種最優(yōu)化目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)（通常稱(chēng)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于工業(yè)控制機(jī)的輸入和輸出時(shí)數(shù)字信號(hào)，而現(xiàn)場(chǎng)采集到得信號(hào)或送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)大多是模擬信號(hào)，因此與常規(guī)的按偏差控制的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要有莫屬轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器這兩個(gè)環(huán)節(jié)。

計(jì)算機(jī)把通過(guò)測(cè)量元件、變送單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送來(lái)的數(shù)字信號(hào)，直接反饋到輸入端與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)要求按偏差進(jìn)行運(yùn)算，所得到數(shù)字量輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使被控變量穩(wěn)定在設(shè)

定值上。這種系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)硬件指計(jì)算機(jī)本身及外圍設(shè)備。硬件包括計(jì)算機(jī)、過(guò)程輸入輸出接口、人機(jī)接口、外部存儲(chǔ)器等。軟件系統(tǒng)是能完成各種功能計(jì)算機(jī)程序的總和，通常包括系統(tǒng)軟件跟應(yīng)用軟件。

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在這種應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)只承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集跟處理工作，而不直接參與控制。它對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各種工藝變量進(jìn)行巡回檢測(cè)、處理、記錄及變量的超限報(bào)警，同時(shí)對(duì)這些變量進(jìn)行累計(jì)分析和實(shí)時(shí)分析，得出各種趨勢(shì)分析，為操作人員提供參考。

（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)根據(jù)控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，然后將結(jié)果經(jīng)過(guò)過(guò)程輸出通道，作用到被控對(duì)象，從而使被控變量符合要求的性能指標(biāo)。與模擬系統(tǒng)不同之處在于，在模擬系統(tǒng)中，信號(hào)的傳送不需要數(shù)字化；而數(shù)字系統(tǒng)必須先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出控制信號(hào)也必須進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后才能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)有較強(qiáng)的計(jì)算能力，所以控制算法的改變很方便。

微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門(mén)跨學(xué)科以及應(yīng)用性、技術(shù)性、綜合性都很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程，要求具備較強(qiáng)的自動(dòng)控制理論、微型計(jì)算機(jī)原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)學(xué)習(xí)，要求掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制原理和分析設(shè)計(jì)方法，具備基本的設(shè)計(jì)技能，能夠設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)該課程對(duì)我們工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生是十分重要而有用的。

09熱工(1)班姚躍輝