计算机控制系统-太原理工大学-考试-知识点-总结-(13届葬仪落整理).docx

第一章绪论 1、计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术的基础上产生的。 2、画出典型计算机控制系统的基本框图, 并分别说明各单元的作用。① A/D 转换器:将电信号转换成数字信号反馈给计算机; ②控制器: 将反馈信号与给定值信号进行比较, 得到的偏差信号按照一定的控制算法输出数字控制信号③ D/A 转换器:将数字控制信号转换为模拟控制信号驱动执行器④执行器:接受模拟控制信号,改变被控对象的控制参数值⑤被控对象:工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。 2、简述计算机控制系统的一般控制过程。(1) 数据采集及处理,即对被控对象的被控参数进行实时检测,并输给计算机进行处理。(2) 实时控制,即按已设计的控制规律计算出控制量,实时向执行器发出控制信号。 3、计算机控制系统的组成 4、与连续控制系统相比,计算机控制系统具有哪些特点? (1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。(2) 在计算机控制系统中,控制规律是由计算机通过程序实现的(数字控制器), 修改一个控制规律,只需修改程序,因此具有很大的灵活性和适应性。(3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。(4) 计算机控制系统并不是连续控制的,而是离散控制的。(5) 一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式, 同时控制多个回路。(6) 采用计算机控制,如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等, 便于实现控制与管理一体化, 使工业企业的自动化程度进一步提高。 5、计算机控制系统的类型(1) 操作指导控制系统:计算机的输出不直接控制被控对象,只是采集信息,操作人员根据结果操作执行机构,是一种开环控制结构。(2) 直接数字控制系统:计算机通过检测元件对一个或多个系统参数进行巡回检测, 并经过输入通道送入计算机。计算机根据规定的控制规律进行运算, 然后发出控制信号直接去控制执行机构, 使系统的被控参数达到预定值。(3) 监督计算机控制系统: 由计算机按照描述生产过程的数学模型, 计算出最佳控制输出送给模拟调节器或者 DDC 计算机,最后由模拟调节器或者 DDC 计算机控制生产过程,从而使生产过程始终处于最佳工作状态。(4) 分级计算机控制系统:装置控制级、工厂集中控制级、车间监督级、企业管理级第二章计算机控制系统设计的硬件基础 1 、开关量信号输入通道的主要作用是什么? 在计算机控制系统中, 为了获取系统的运行状态或设定信息, 经常需要进行开关量信号的输入。 2 、模拟量信号输入通道的主要作用是什么? 把从控制对象检测到的模拟信号, 转换成二进制数字信号,经 I/O 接口送入计算机。 3 、开关量信号输出通道的主要作用是什么? 答:在计算机控制系统中,经常需要控制执行机构的开/ 关或启/停, 某些控制算法也需要控制执行机构在一定时间 T 内全负荷工作一段时间 t(0 ≤t≤ T) ,这些控制可通过计算机开关量输出通道来实现。 4 、模拟量信号输出通道的主要作用是什么? 把计算机输出的数字量转换成模拟量。 5、说明光电耦合器的作用、用法及注意事项。光电耦合器的作用:从工业现场获取的信号电平往往高于计算机系统的逻辑电平, 可能从现场引入高压信号损害计算机系统的安全。因此用光电耦合器进行电气隔离。( 电气隔离和电平转换) 光电耦合器的用法:当输入侧(即发光二极管) 流过一定的电流 IF 时, 发光二极管开始发光,它触发光敏三极管使其导通; 当撤去该电流时,发光二极管熄灭、三极管截止。这样,就实现了以光路来传递信号, 保证了两侧电路没有电气联系, 从而达到了隔离的目的。光电耦合器的注意事项: ①输入侧导通电流:要使光电隔离器件导通,必须在其输入侧提供足够大的导通电流, 以使发光二极管发光。不同的光电隔离器件的导通电流也不同,典型的导通电流 IF=10mA 。②频率特性:受发光二极管和光敏元件响应时间的影响,光电隔离器件只能通过一定频率以下的脉冲信号。因此,在传送高频信号时, 应该考虑光电隔离器件的频率特性,选择通过频率较高的光电隔离器。③输出端工作电流:光电隔离器输出端的灌电流不能超过额定值, 否则就会使元件发生损坏。一般输出端额定电流在 mA 量级, 不能直接驱动大功率外部设备, 因此通常从光电隔离器至外设之间还需设置驱动电路。④输出端暗电流:这是指光电隔离器处于截止状态时,流经输出端元件的电流, 此值越小越好。在设计接口电路时, 应考虑由于输出端暗电流而可能引起的误触发,并予以处理。⑤隔离电压:它是光电隔离器的一个重要参数,表示了其电压隔离的能力。⑥电源隔离:光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。光电隔离器件两侧的供电电源也必须完全隔离。 6、开关量输出的输出信号处理。(1) 隔离处理(2) 电平转换和功率放大(小功率低压开关量输出、继电器输出、晶闸管输出、功率