計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及其應(yīng)用思考題與習(xí)題的指導(dǎo)信息

的指導(dǎo)信息-2-1-指1章概述通常可用機(jī)械、電氣等裝置來實(shí)現(xiàn)。通常相對(duì)手動(dòng)控控制系統(tǒng)(controlsystem)：通過控制來實(shí)現(xiàn)特定作用要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)整體?？刂葡到y(tǒng)通常有一定的規(guī)模和復(fù)雜性，否則常稱為控制或多個(gè)控制系統(tǒng)或裝置按規(guī)定要求和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程。自動(dòng)化強(qiáng)調(diào)的是自動(dòng)控制過程，其核心概念是信-2-1-指關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)中控制和通訊的科學(xué)》一書以來，控制論的思想和方法已經(jīng)滲透到了幾乎有的自然科學(xué)和 控制過程本質(zhì)上是一系列的信息過程，如信息獲取、信息傳輸、信息加工、信息施效等?？刂葡到y(tǒng)中的目標(biāo)信息、被控對(duì)象的初始信息、被控對(duì)象和環(huán)境的反饋信息、指令信息、執(zhí)行信息等，通常由電子或 自動(dòng)控制中的基本問題包括：自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)為一系列的信息過程，如信息獲取、信息傳輸、信息制品質(zhì)即為控制的質(zhì)量，可通過系統(tǒng)的性能指標(biāo)來評(píng)-2-1-指。。4.一個(gè)控制系統(tǒng)由哪些部分組成？試結(jié)合一個(gè)實(shí)一個(gè)控制系統(tǒng)可以由控制單元、執(zhí)行單元、反饋單元、被控對(duì)象、目標(biāo)規(guī)則組成，它們的相互關(guān)系參信息獲信息獲取反饋單元被控對(duì)象執(zhí)行單元信息施效控制單元規(guī)則信息傳輸信息加工控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有哪些？試結(jié)合一個(gè)實(shí)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有傳統(tǒng)意義上的性能指標(biāo)和準(zhǔn)確性等。廣義的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括可靠性、操作性、互-2-1-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員管理人員操作人員輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員管理人員操作人員輸入通道交互設(shè)備輸入輸出接口輸入輸出接口輸出通道過程通道通信設(shè)備外圍設(shè)備其他系統(tǒng)軟件系統(tǒng)(系統(tǒng)軟件+應(yīng)用軟件)指 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、輸入輸出接口、過程通道(輸入通道和輸出通道)、外部設(shè)備(交互設(shè)備和通信設(shè)備等)，軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為控反饋反饋單元被控對(duì)象執(zhí)行單元計(jì)算機(jī)典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖分類方法有：按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類、按控制器與被控對(duì)象的關(guān)系分類、按計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的地位和-2-1-指其中DDC(DirectDigitalControl)、SCC(SupervisoryComputerControl)、DCSDistributedControlSystemFCSFieldbusControlSystem)是按計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的地位和工制任務(wù)，相當(dāng)于“一線員工”。。DCS由多臺(tái)分布在不同物理位置的計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，以“分散控制、集中操作、分級(jí)管理”為原則而FCS是建立在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的高級(jí)分布式控制系-2-1-指接。這些計(jì)算機(jī)的功能不僅僅在于對(duì)一般信息處理， 不同控制規(guī)律分類有恒值控制、隨動(dòng)控制、PID控制、順序控制、程序控制、模糊控制、最優(yōu)控制、恒值控制：控制目標(biāo)是系統(tǒng)的輸出根據(jù)輸入的給定值保持不變，輸入通常是在某一時(shí)間范圍內(nèi)恒定不變或變化不大的模擬量。如恒溫爐的溫度控制，供水隨動(dòng)控制：控制目標(biāo)是要求系統(tǒng)的輸出跟蹤輸入PID控制：根據(jù)給定值與輸出值之間偏差的比例-2-1-指許多連續(xù)變化的物理量如溫度、流量、壓力、水位、順序控制：根據(jù)給定的動(dòng)作序列、狀態(tài)和時(shí)間要求而進(jìn)行的控制。如交通信號(hào)燈的控制、電梯升降的程序控制(數(shù)值控制、數(shù)字控制)：指根據(jù)預(yù)先給定的運(yùn)動(dòng)軌跡來控制部件行動(dòng)。如線切割機(jī)的控制、模糊控制：基于模糊集合和模糊運(yùn)算，采用語言、最優(yōu)控制(最佳控制)：使系統(tǒng)的某些指標(biāo)達(dá)到最時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的環(huán)境和工作狀況，并可隨時(shí)修正當(dāng)前算-2-1-自學(xué)習(xí)控制：能夠根據(jù)運(yùn)行結(jié)果積累經(jīng)驗(yàn)，自行改變和完善控制的算法，使控制品質(zhì)愈來愈好。它有一個(gè)積累經(jīng)驗(yàn)和主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，可以適時(shí)地調(diào)整算計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及其發(fā)展。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的獲取信息、傳遞信息、加工信息、執(zhí)行信息等過程都有相應(yīng)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，而這些過程中的信息大部分由電子信號(hào)來表示，信息處理技術(shù)包括控制用計(jì)算機(jī)技術(shù)、輸入輸出接口與過程通道技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)、控制系統(tǒng)的人機(jī)交互技術(shù)、控制系統(tǒng)的 -2-1-指學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可遵循的原則有系統(tǒng)化、信系統(tǒng)化原則：要認(rèn)識(shí)到控制系統(tǒng)是具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)整體，可將其分解為相互聯(lián)系、相互作信息化原則：可從信息化的本質(zhì)來看待一個(gè)控制過程。計(jì)算機(jī)是一個(gè)強(qiáng)大的信息處理工具，一個(gè)合適的信息表達(dá)形式是信息得到有效處理的前提，控制規(guī)律的數(shù)據(jù)形式表達(dá)是信息加工的關(guān)鍵，而時(shí)間和空間是信息處理的兩大限約要素，因此計(jì)算機(jī)的速度和存規(guī)范化原則：為提高系統(tǒng)的構(gòu)建效率，降低維護(hù)應(yīng)了解和掌握控制系統(tǒng)從底層的標(biāo)準(zhǔn)元器件、信號(hào)類型、總線標(biāo)準(zhǔn)、通信協(xié)議到組態(tài)軟件的編程語言、開放式的監(jiān)控軟件。這些規(guī)范化技術(shù)通常有較長(zhǎng)的生命周期，重點(diǎn)掌握這些技術(shù)也是提高學(xué)習(xí)效率的一個(gè)要-2-1-指實(shí)用化原則：從實(shí)用化的角度來理解控制技術(shù)的應(yīng)用水平。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境下，生命力強(qiáng)的技術(shù)必然會(huì)有性能和價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，性價(jià)比高的產(chǎn)品必然會(huì)得到應(yīng)用廣泛，低碳環(huán)保的產(chǎn)品會(huì)受到更多用戶的歡迎。因此，我們要隨時(shí)了解當(dāng)前技術(shù)、產(chǎn)品性能和價(jià)避免重復(fù)使用低級(jí)落后技術(shù)，減少低性能、高價(jià)格、 (略)(略)-2-1-指第2章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)1.簡(jiǎn)述輸入輸出描述方法和狀態(tài)空間描述方法的系統(tǒng)的描述方法。輸入輸出描述方法也稱激勵(lì)響應(yīng)法，它是基于系統(tǒng)的輸入與輸出之間的因果關(guān)系來描述系統(tǒng)特性的，主要適用于描述單變量輸入和單變量輸出的系統(tǒng)。輸入輸出描述方法中，系統(tǒng)的輸出不僅與當(dāng)前的輸入有狀態(tài)空間描述方法是基于系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為核心，不僅適用于描述單變量輸入和單變量輸出的系統(tǒng)，也能適用于多變量的場(chǎng)合。系統(tǒng)的輸出僅與當(dāng)前的系統(tǒng)2.連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)分別使用哪些數(shù)學(xué)工具來描述方法。對(duì)連續(xù)系統(tǒng)用到的數(shù)學(xué)工具有微分方程、拉氏變換和傳遞函數(shù)，對(duì)離散系統(tǒng)用到的數(shù)學(xué)工具有差分方-2-1-對(duì)連續(xù)系統(tǒng)，可用微分方程、沖激響應(yīng)、傳遞函數(shù)建立系統(tǒng)模型；對(duì)離散系統(tǒng)，可用差分方程、脈沖對(duì)連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)，都可用方框圖來描述系3.什么是連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？什么是離散系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義為零初始條件下系統(tǒng)輸離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)(也稱Z傳遞函數(shù))可定-2-1-傳遞函數(shù)或脈沖傳遞函數(shù)都反映了系統(tǒng)固有本質(zhì)屬性，它與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和特征參數(shù)有關(guān)，而與輸入量無關(guān)。利用傳遞函數(shù)的表達(dá)式就能分析出系統(tǒng)的特性，如穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性、靜態(tài)特性等；利用傳遞函數(shù)可通過求解方程代數(shù)而不是求解微分方程，就可特別指出，通過實(shí)驗(yàn)的方法，求出離散系統(tǒng)的脈 框圖。系統(tǒng)的方框圖是線圖形式的系統(tǒng)模型，由方框、有向線段和相加節(jié)點(diǎn)組成，方框圖的變換規(guī)則有：并[指導(dǎo)信息]:參見2.1.7狀態(tài)空間概念和模型框圖和態(tài)空間描述。離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述與連續(xù)系統(tǒng)類似，其模-2-1-AA狀態(tài)記憶BC系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換rDy++離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述方法過程和采樣定理。Tt-2-1-指香農(nóng)(C.E.Shannon)的采樣定理(也稱抽樣定理或取樣定理)：只要采樣頻率fs大于信號(hào)(包括噪聲)e(t)中就能包含e(t)中的所有信息，也就是說，通過理想濾7.已知某離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)模型如下表達(dá)離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述。0.2+0.1z1z20.2.(1+2.5.z1).(12.z1)H(z)==x(k+1)=A.x(k)+B.r(k)y(k)=C.x(k)+D.r(k)-2-1-指205454836x2x4x2x1200-1012345601234567kkz方程。x1(k)、x2(k)、x3(k)、x4(k)所對(duì)應(yīng)的序列表達(dá)式-2-1-指x3(k)＝0+106(k-1)+116(k-2)x64200k123560k123x00k1230k123x864212123k5678500x0k1230k123方程。-2-1-指迭代法求解差分方程計(jì)算過程kk<001234x(k)02001801701600析。根據(jù)自動(dòng)控制理論，連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)傳遞函數(shù)的特征根全部位于s域左半平面，而對(duì)離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)的特征[指導(dǎo)信息]:參見2.2.2連續(xù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性可通過多項(xiàng)性能指標(biāo)來描述，常 -2-1-r(k)+-控制器p(k)被控對(duì)象析。因?yàn)?.5(10.6z1)0.2z1(1+0.8z1)0.5z1(1+0.8z1)，所以D(z).G(z)=1+0.5z1.(1z1)(10.6z1)=(1+0.5z1)(1z1)(1z1)2ssKvmzz則ee(k)=ssKv-2-1-指第3章數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.簡(jiǎn)述數(shù)字控制器近似設(shè)計(jì)與解析設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)-2-1-G(z)=G(G(z)=G(s)1z1指和梯形變換法求出相應(yīng)的脈沖傳遞函數(shù)，設(shè)采樣周期法。=TTs=.21z1s=.T1+z12TT3333====TT=83148-2-1-指225==0.10.13變法和帶保持器的階躍響應(yīng)不變法求出相應(yīng)的脈沖傳1[指導(dǎo)信息]:參見3.2.2零極點(diǎn)匹配法和3.2.3等效零極點(diǎn)匹配法(略)。~……法和梯形變換法求出相應(yīng)的D(z),要求將表達(dá)式整理-2-1-指[指導(dǎo)信息]:參見3.2.1積分變換法和3.3.2數(shù)字PID控制算法。-2-1-指比例度法、擴(kuò)充響應(yīng)曲線法、歸一參數(shù)法和經(jīng)驗(yàn)整定擴(kuò)充臨界比例度法在閉環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行，在整定過擴(kuò)充響應(yīng)曲線法通過開環(huán)實(shí)驗(yàn)獲得對(duì)象的動(dòng)態(tài)特 -2-1-主要的改進(jìn)包括積分項(xiàng)的改進(jìn)、微分項(xiàng)的改進(jìn)、串接濾波單元：基于連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的數(shù)字濾階躍信號(hào)、單位速度信號(hào)激勵(lì)下，按最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。躍信號(hào)激勵(lì)下:-2-1-指b=1(z)z1D(z)==G(z).Ge(z)G(z).Ge(z)D(z)==(1+10.80.60.40.2024082408k1864200246k8210-140284028k18642024082408k-2-1-指k:k:0123456r(k):1e(k):0.000p(k):0.432y(k):1.000711111.0000.0002.000-0.2590.0001.0000.0000.000-2.0000.1561.0001.00010.0000.0001.200-0.0931.0001.000110.000-0.7201.000)在單位速度信號(hào)激勵(lì)下:ee-2-1-指eD(z)==G(z).Ge(z)G(z).Ge(z)D(z)==555k5k42005051000k5500505k:01234567r(k):01234567e(k):0.0001.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000-2-1-指p(kp(k):0.0004.000-2.0002.400-0.2401.3440.3940.964y(k):0.0000.0002.0003.0004.0005.0006.0007.000信號(hào)、單位速度信號(hào)激勵(lì)下，按最少拍隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)少拍隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。躍信號(hào)激勵(lì)下:zz子和(1+1.5z1)；G(z)分母和R(z)均有e-2-1-===b=1.5.ab=0.6ee(z)z1D(z)==G(z).Ge(z)G(z).Ge(z)10.502408240810k0.20.10-0.1024k024kk:0121024082408k10.50240862408k345-2-1-指667r(k):11111111e(k):1.0000.600-0.000-0.000-0.000-0.000-0.000-0.000p(k):0.2000.000-0.000-0.1800.0000.042-0.000-0.004y(k):0.0001.0001.0000.4001.0001.0001.0001.000)在單位速度信號(hào)激勵(lì)下:ee(參考MATLAB命令：-2-1-指))e550240862408k024601024601024068102406k550204682046k:067r(k):0671122334455-2-1-指e(ke(k):0.0001.0000.9600.0000.000p(k):0.051y(k):4.0000.0000.0000.0590.0005.0000.0000.5200.0580.0006.0000.000-0.2680.0581.0407.0000.1293.000 [指導(dǎo)信息]:參見3.4.3最少拍無紋波隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)躍信號(hào)激勵(lì)下:-2-1-'(0.6*a)=b');)將上面兩式代入，可求出數(shù)字控制器的脈沖傳遞Φ(z)D(z)==100042086k840242086k8402110002468642800246864280kk注意：按最少拍無紋波隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，kk注意：按最少拍無紋波隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，-2-1-k:01234567r(k):11111111e(k):0.0001.0000.3750.0000.0000.0000.0000.000p(k):0.0001.250-0.5000.0000.0000.0000.0000.000y(k):1.0000.0000.6251.0001.0001.0001.0001.000)在單位速度信號(hào)激勵(lì)下:-2-1-(a=(2+c)(參考MATLAB命令：-c');)將上面兩式代入，可求出數(shù)字控制器的脈沖傳遞D(z)=-2-1-5502408240810k1240082400810k3102550002460024681024600246810kkk注意：按最少拍無紋波隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，p(k)k:01234567r(k):01234567e(k):0.0001.0000.5160.001-2-1-0.0010.0010.0020.0020.002p(k):0.0002.9680.0620.7500.7500.7500.7500.750y(k):0.0000.0001.4842.9993.9994.9985.9986.998躍信號(hào)激勵(lì)下:12.z1(1+1.5z1)(1+0.1z1)(|(z)=1Ge(z)=az1(1+1.5z1)(1+0.1z1)(1+bz1)(參考MATLAB命令：將上面兩式代入，可求出數(shù)字控制器的脈沖傳遞D(z)=Φ(z)G(z)Ge(z)100246024k00-0.1024024k1024082408k1024082408kk:01234567r(kr(k):11111111e(k):1.0000.0000.0000.6360.0000.0550.0000.000p(k):0.1820.000-0.000-0.1450.0000.022-0.000-0.000y(k):0.0001.0001.0000.3641.0000.9451.0001.000)在單位速度信號(hào)激勵(lì)下:(|(z)=1Ge(z)=az1(1+1.5z1)(1+0.1z1)(1+bz1)(參考MATLAB命令：[a,b,c,d]=solveabdabadc將上面兩式代入，可求出數(shù)字控制器的脈沖傳遞D(z)=Φ(z)G(z)Ge(z)86420240240k100246024k00246810kk86420240240k-2-1-指指k:k:01234567r(k):60172345e(k):0.0001.0001.0210.0920.0000.0000.0000.000p(k):0.0000.489-0.2100.0950.0580.0580.0580.058y(k):0.0000.0000.9792.9084.0005.0006.0007.000)在三個(gè)階躍信號(hào)激勵(lì)下:1Φ(z)1.25.(10.4z1)D(z)==321005101520250k1005101520250k-2-1-指1005101520250321005101520250k64200202502025k100-10202502025k10-105101520250k644200202502025k(2)在三個(gè)單位速度信號(hào)激勵(lì)下:Φ(z)2.968.(10.4z1)(1-0.578z1)D(z)==-2-1-644200515051520k10-10515051520k8260400005k15205005k1520Φ(z)2/11.(10.6z1)(10.2z1)D(z)==321005101520250k1005101520250k-2-1-指00-0.105101520250321005101520250kΦ(z)296/605.(193/148z1)(10.6z1)(10.2z1)D(z)==64200202502025k10-105101520250k0005101520250k864200202502025k 行實(shí)現(xiàn)法和并行實(shí)現(xiàn)法的實(shí)現(xiàn)框圖和相應(yīng)的輸出方程-2-1-+++3D1(z)=、D2(z)=現(xiàn)框圖與算法。(1)對(duì)D1(z)，采用直接式1和直接式2的實(shí)現(xiàn)+x2-2-1-23+++(2)對(duì)D2(z)，采用直接式1和直接式2的實(shí)現(xiàn)+x2〈-2-1--2-1-指第4章控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)[指導(dǎo)信息]:參見4.1.1工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和結(jié)對(duì)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的要求主要體現(xiàn)在其所具有特?；赑C機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)其結(jié)構(gòu)與普通PC機(jī)不同之處是前者在機(jī)械結(jié)構(gòu)、元器件選用和電源配置等2.工業(yè)控制中的嵌入式系統(tǒng)可選擇哪些設(shè)計(jì)模 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常與其架構(gòu)有關(guān)，通常有基于片上系統(tǒng)(SoC:SystemonChip)、系統(tǒng)級(jí)封裝 指[指導(dǎo)信息]:建議利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱有關(guān)資料。提示：可查閱有關(guān)微控制器廠商的網(wǎng)站，了解目[指導(dǎo)信息]:利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱有關(guān)資料。提示：可查閱某工業(yè)控制計(jì)算機(jī)廠商的網(wǎng)站，了6.接口技術(shù)中有哪些數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?？各有什?-2-1-指根據(jù)定時(shí)和協(xié)調(diào)的不同要求，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)有直接傳輸、程序查詢、定時(shí)查詢、中斷傳輸和DMA人機(jī)交互接口、存儲(chǔ)設(shè)備接口和通信接口。按接口的數(shù)據(jù)傳輸特征進(jìn)行分類，有并行接口和串行接口；按接口和總線連接部件的技術(shù)特征可分為芯片級(jí)總線、板級(jí)總線(也稱系統(tǒng)總線)和通信總線(也稱外部總線)。 提示：可通過傳輸方式、傳輸速率、傳輸距離、信號(hào)類型、連接方式、能否組網(wǎng)、應(yīng)用情況等方面來 -2-1-指提示：可通過總線結(jié)構(gòu)、時(shí)序、傳輸速率、傳輸 FCS中，形成最底層的控制網(wǎng)稱為Infranet。Infranet的網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)包括控制現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、HMI監(jiān)控器)等。Infranet可與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet相連，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部管理、網(wǎng)Internet相連，實(shí)現(xiàn)企業(yè)之間的信息交流。最終可字通信；(2).互操作性和互換性；(3).傳輸介質(zhì)的多樣化；(4).適應(yīng)性和可靠性等。-2-1-指 交互及其要求。主要包括可理解性和易操作性?？衫斫庑园ù_定性、關(guān)聯(lián)性、層次性、一致性等要素。易操作性包 指第5章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的過程通道變送器。輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器通常稱為變送器。變送器有較2.變送器輸出的信號(hào)通常為多少？變送器與輸入 器。通用的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為直流電流4~20mA或直流電壓1~5V等。另外，對(duì)智能變送器還能輸出規(guī)范的數(shù)字信號(hào)。變送器信號(hào)的傳輸連接方式通常有四線制、或檢測(cè)器(Sensor)，也可以是一種執(zhí)行器(Actuator)，-2-1-指或者是兩種的組合，它可以作為信息系統(tǒng)與外界聯(lián)系 步進(jìn)電機(jī)。提示：可通過結(jié)構(gòu)和工作原理、控制精度、矩頻特性、過載能力、成本等方面比較。伺服電機(jī)及其構(gòu)成的伺服系統(tǒng)，特別是交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)，在控制性能要求不是很高的場(chǎng)合可變頻器主要用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行。電動(dòng)執(zhí)行器(也稱電動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu))接受來自調(diào)節(jié)器、工控機(jī)、DCS、計(jì)算機(jī)等儀表系統(tǒng)的控制信號(hào)，變成位移推力-2-1-導(dǎo)[息導(dǎo)信息]:參見5.2.1控制系統(tǒng)中的信號(hào)種類及特表52信號(hào)類型和處理要求。7.什么是信號(hào)調(diào)理？輸入通道中的信號(hào)調(diào)理包括[指導(dǎo)信息]:參見5.2.1控制系統(tǒng)中的信號(hào)種類及特信號(hào)調(diào)理(SignalConditioning)是指將敏感元件檢數(shù)字量輸入通道中的信號(hào)調(diào)理主要包括消抖、濾雷(Gray)碼特點(diǎn)是數(shù)值上大小相鄰的編碼，在-2-1-指邏輯上也相鄰。邏輯上相鄰的編碼僅有1位不同，這樣可保證按數(shù)值大小遞增遞減變化時(shí)，輸出邏輯上相鄰的編碼，不會(huì)出現(xiàn)多于1位的碼同時(shí)變化，這樣可處理方式。 處理方式。主要性能指標(biāo)有(1).接口特性(Interfacing)；(2).處理方式。-2-1-指12.某水箱水位正常工作時(shí)的變化范圍為0cm~ [指導(dǎo)信息]:參見5.2.3模擬量信號(hào)處理方式和5.1.1輸出結(jié)果(2V/5V*255)。若采用了采樣保持器后，理論上輸入信號(hào)的頻率最高[指導(dǎo)信息]:參見5.2.4數(shù)據(jù)采集的原理和實(shí)現(xiàn)。指理論上輸入信號(hào)的頻率最高可為最大采樣頻率f=1＝100kHz。sMAXtA/D數(shù)據(jù)采集的原理和實(shí)現(xiàn)。數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)選擇器/多路開關(guān)數(shù)據(jù)輸出選擇控制數(shù)據(jù)采集的原理和實(shí)現(xiàn)。-2-1-指模擬信號(hào)數(shù)據(jù)濾波采樣保持濾波采樣保持(1)放大選擇控制AA/D轉(zhuǎn)換16.開關(guān)量的功率驅(qū)動(dòng)有哪些器件？各有什么特 道中的開關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。開關(guān)量的功率驅(qū)動(dòng)可以由晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管或集 道中的模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)。主要性能指標(biāo)有分辨率、線性度、轉(zhuǎn)換精度、建立時(shí)間、溫度系數(shù)、電源抑制比、輸入形式、輸出形-2-1-指出通道中的模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)。時(shí)的輸出電流(10mA)，再計(jì)算加熱器接受電流信號(hào)后的輸出功率((10-4)/16*8kW)。出通道中的模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)。輸出到D/A芯片的二進(jìn)制數(shù)為提示：可參考圖563直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路框-2-1-指 結(jié)合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)序，參考表517THB6064引腳的功能描述和圖571THB6064的應(yīng)用電路，可-2-1-指第6章控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾技術(shù)念?？刂葡到y(tǒng)的可靠性通常是指在一定條件下，在規(guī)定時(shí)間段完成規(guī)定功能的能力?？煽啃缘母拍钣袃蓪雍x：一是系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)盡可能減少錯(cuò)誤和故2.錯(cuò)誤(Error)和故障(Failure)有何區(qū)別？如何 念。瞬時(shí)性的、功能上出現(xiàn)偏差的異常狀態(tài)，稱之為錯(cuò)誤，錯(cuò)誤不經(jīng)停機(jī)修理也可恢復(fù)到正常工作狀態(tài)； -2-1-指念。早期故障的發(fā)生是由于元器件質(zhì)量差，軟件、硬件設(shè)計(jì)欠完善等“先天不足”原因所造成的。應(yīng)對(duì)的耗損故障的發(fā)生是由于元器件使用壽命已到所致。應(yīng)對(duì)的策略有：預(yù)先更換壽命將到期的元器件，偶發(fā)故障是隨機(jī)的，通常發(fā)生于早期故障和耗損故障之間，在故障發(fā)生后，需進(jìn)行應(yīng)急維修。應(yīng)對(duì)的并非指電與磁之間的兼容，而是指在不損害信號(hào)所含信息的條件下，信號(hào)和干擾能夠共存的程度。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)EMC的定義是：設(shè)備或系統(tǒng)在其電-2-1-指磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不電磁兼容實(shí)際有兩方面的含義，一方面是設(shè)備或系統(tǒng)本身不應(yīng)對(duì)周圍其他設(shè)備或系統(tǒng)造成不能承受的噪聲的發(fā)生(即有噪聲源的存在)、噪聲的接收(即 .3噪聲的分類和耦合方式。噪聲的分類有按噪聲產(chǎn)生的位置、原因、傳導(dǎo)模-2-1-指噪聲的分類和耦合方式。串模噪聲又稱差動(dòng)噪聲、常模噪聲、橫向噪聲、線間感應(yīng)噪聲或?qū)ΨQ噪聲等，串模噪聲與有用信號(hào)串串模噪聲往往較難清除，當(dāng)噪聲的頻率范圍與有共模噪聲又稱地感應(yīng)噪聲、縱向噪聲或不對(duì)稱噪聲。共模噪聲同時(shí)疊加在輸入信號(hào)兩端，只要線路處對(duì)有用信號(hào)產(chǎn)生影響。抑制共模噪聲的方法較多，如隔離、屏蔽、接地 [指導(dǎo)信息]:參見6.1.4控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的基本-2-1-指4.采用可靠性技術(shù)。耦電路。相同之處：兩者都是利用濾波技術(shù)來抑制干擾；不同之處：濾波通過提供一低阻抗的通路來抑制來自信號(hào)處理電路和通過電源串入的干擾；去耦電路(也稱退耦電路)主要抑制共用電源內(nèi)阻上由于尖峰電流 離與屏蔽技術(shù)。隔離技術(shù)就是切斷噪聲源與受擾體之間噪聲通道切斷通過阻抗進(jìn)行耦合的可能。具體的隔離方式有光-2-1-指與大地連接，以切斷通過空間的靜電耦合、感應(yīng)耦合或交變電磁場(chǎng)耦合形成的電磁噪聲傳播途徑。屏蔽可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁屏蔽三類。在控制系統(tǒng)中，采用雙絞線可有效地抑制信號(hào)傳輸過程中的電 。數(shù)字濾波方法主要有兩類，一是基于程序邏輯判斷的方法，二是基于模擬濾波器的方法。前者以邏輯中值法、抑制脈沖算術(shù)平均法和遞推平均濾波法等。后者以模擬濾波器的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，采用離散化方寫出圖6-32所示串行輸入輸出接口電路的開機(jī)自檢程-2-1- 故障診斷。結(jié)合圖632可進(jìn)行自檢的串/并轉(zhuǎn)換輸入輸出接和CLK發(fā)送一系列數(shù)據(jù)至74HC595，再移位至74HC165中，最后通過S_OUT和CLK接收來自-2-1-指第7章控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件及其特點(diǎn)。特點(diǎn)有通用性、擴(kuò)展性、可維護(hù)性、可移植性、 的功能。 普通工程人員通過短期培訓(xùn)就能迅速掌握多數(shù)工程項(xiàng)-2-1-指 SMCGS軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部S用戶組態(tài)生成的結(jié)果存放在擴(kuò)展名為.MCG的工程文件中，工程文件又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)行環(huán)境是持，它按照工程文件指定的方式進(jìn)行各種處理，完成運(yùn)行環(huán)境與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)一起作為一個(gè)整體，構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。一旦組態(tài)工作完成，運(yùn)行環(huán)境和組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)可以離開組態(tài)環(huán)境而獨(dú)立運(yùn)行在監(jiān)控運(yùn)行環(huán)境由工程師設(shè)計(jì)建立；運(yùn)行環(huán)境由操作人-2-1-指MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備每一部分可分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作。用戶組態(tài)生成的結(jié)果存放在文件的后綴名(擴(kuò)展名)為.MCG的工程文件中，工程文件又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)MCGS主控窗口是整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的主框架，可在該窗口里建立菜單系統(tǒng)，創(chuàng)建各種菜單命令，展現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的總體面貌，以及設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行流程及特征參 -2-1-指設(shè)備窗口建立了系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接關(guān)系，使系統(tǒng)能夠從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備在設(shè)備窗口下的組態(tài)操作有：選擇構(gòu)件、設(shè)置屬 MCGS用戶窗口下主要完成設(shè)計(jì)運(yùn)行環(huán)境下的人機(jī)交互界面。運(yùn)行環(huán)境下的人機(jī)交互界面由一系列的等屬性(需要注意的是“用戶窗口”一指MCGS工程有人機(jī)交互界面都是由一個(gè)或多個(gè)用戶窗口對(duì)象組合各種圖形對(duì)象，通過對(duì)圖形對(duì)象的組態(tài)設(shè)置，建立與-2-1-指和報(bào)警屬性，其中基本屬性包括對(duì)象類型(開關(guān)型、數(shù)注釋內(nèi)容、初值和取值范圍等；存盤屬性包括是否需要存盤、定時(shí)保不同類型的數(shù)據(jù)對(duì)象，屬性不同，用途也不同。組對(duì)象只是在組態(tài)時(shí)對(duì)某一類對(duì)象的整體表示方法，實(shí)際。11.MCGS組態(tài)軟件中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)包含了哪些內(nèi)名是什么？實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是工程各個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)交換和處理的中-2-1-指據(jù)，用對(duì)象變量代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的值變量，通過數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理所有數(shù)據(jù)對(duì)象的集合而形成了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。名文件后綴名為.MDB。運(yùn)行策略窗口主要完成工程運(yùn)行流程的編寫和各種功能構(gòu)件選用(如數(shù)據(jù)提取、歷史曲線、定時(shí)器、配實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程自由控制所組態(tài)生成的一系列功語言編寫的腳本程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程及設(shè)備的“循環(huán)策略”為系統(tǒng)固有的三個(gè)策略塊，另外，還有-2-1-指根據(jù)需要自行定義，每個(gè)策略都有自己的專用名稱，MCGS系統(tǒng)的各個(gè)部分通過策略的名稱來對(duì)策略進(jìn)行編程語言編寫的程序。主要用于編制各種特定的流程[指導(dǎo)信息]:建議利用網(wǎng)絡(luò)資源，查閱各組態(tài)軟件開發(fā)商網(wǎng)站(參考附錄)，了解組態(tài)軟件的發(fā)展概況。-2-1-指1.DCS控制系統(tǒng)是在什么控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展DCS是在傳統(tǒng)過程控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來2.DCS可分為哪幾層結(jié)構(gòu)？每層的主要功能是什 集中操作監(jiān)控層、綜合信息管理層，并通過通信網(wǎng)絡(luò)在分散過程控制層中，通信網(wǎng)絡(luò)將控制器與I/O單元，以及與現(xiàn)場(chǎng)儀表、傳感器、執(zhí)行器連接起來，該網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)時(shí)性、互換性、互操作性和本質(zhì)安全，-2-1-指集中操作監(jiān)控層與分散過程控制層之間的大多都實(shí)時(shí)性和可靠性，較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并有一定傳綜合信息管理層內(nèi)部以及與集中操作監(jiān)控層之間可采用企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet技術(shù)，在安全性保障的前一個(gè)控制站可以有上千個(gè)控制點(diǎn)，它的可靠性和安全操作站有時(shí)也稱操作員站，通常由安裝監(jiān)控軟件的PC機(jī)或工控機(jī)組成，可配置專用的操作鍵盤和鼠標(biāo)或觸摸屏。操作站的主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的-2-1-指監(jiān)視和運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置。操作站通常提供豐富的人機(jī)工程站也稱工程師站、工程工作站，通常由安裝組態(tài)軟件和系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的高性能PC機(jī)或工控機(jī)組成。工程站的主要作用是為設(shè)計(jì)人員提供工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)擴(kuò)展或維護(hù)修改的操作平臺(tái)。在工程工作站上，工程設(shè)計(jì)人員完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)和診斷等工JX-300XP通過SCnetII過程控制網(wǎng)最多可連接個(gè)控制區(qū)域。控制站以主控制卡為核心部件。一個(gè)控制站可以配置一對(duì)互為冗余的主控制卡，一對(duì)冗余的-2-1-指一個(gè)控制區(qū)域允許配置的I/O信號(hào)點(diǎn)數(shù)最多達(dá)15×C四重冗余設(shè)計(jì)。每個(gè)機(jī)柜、每個(gè)每個(gè)I/O都有冗余的單元或外部線路出現(xiàn)故障時(shí)，仍能保證系統(tǒng)的正常供等之分，這些接地分類匯總后，最終與總接地板聯(lián)結(jié)-2-1-指接入大地，系統(tǒng)接地樁應(yīng)與其他大電流或高壓設(shè)備的接入點(diǎn)保持大于5米的距離，與避雷地樁之間的距離軟硬件的核心，協(xié)調(diào)控制站內(nèi)軟硬件關(guān)系和各項(xiàng)控制任務(wù)。它是一個(gè)智能化獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以主控制卡采用雙微處理器結(jié)構(gòu)，協(xié)同處理控制站的任務(wù)，具有較好的實(shí)時(shí)性、可靠性和自診斷功能；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡(卡編號(hào)為XP233)是I/O機(jī)籠的核心-2-1-指1~8個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡(即連接1到8個(gè)I/O單元機(jī)籠)，IO卡件一覽表的信息，關(guān)注典每個(gè)控制站包括兩塊互為冗余主控制卡。同一塊-2-1-指主控制卡有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，享用相同的主機(jī)號(hào)和兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)。操作員站、工程師站也有兩塊互為冗余的網(wǎng)卡，享用相同的一個(gè)主機(jī)號(hào)和兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)?；蚋邔有畔⒐芾砭W(wǎng)(Intranet)用于大容量文件的高-2-1-指信息交換，后者實(shí)現(xiàn)主控制卡與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡之間的信 SCKey組態(tài)軟件用于控制系統(tǒng)的硬件配置；SCControl圖形化組態(tài)軟件和SCLangC語言組態(tài)軟件用于設(shè)計(jì)各種控制算法；SCDraw流程圖軟件和-2-1-指第9章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的解決方案[指導(dǎo)信息]:參見第9章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的解決方案制定計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)解決方案的主要任務(wù)有全面了解被控對(duì)象的特點(diǎn)和控制目標(biāo)的要求，還需要考慮諸多因素，如技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性、結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性和可靠性、開發(fā)和維護(hù)人員的應(yīng)用水平、設(shè)備和器件2.基于嵌入式系統(tǒng)的解決方案有哪些特點(diǎn)和適應(yīng)特點(diǎn)?；谇度胧较到y(tǒng)的解決方案特點(diǎn)在于系統(tǒng)的控制單元、執(zhí)行單元、反饋單元與被控對(duì)象高度融合，用這種解決方案非常適用于批量生產(chǎn)的自動(dòng)控制產(chǎn)品。作為批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，在可靠性、適應(yīng)性、可維-2-1-指護(hù)性、成本、體積、功耗等都會(huì)有特殊的要求，需要有經(jīng)驗(yàn)豐富的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員及其開發(fā)環(huán)境的支洗衣機(jī)。通過收集資料，結(jié)合某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，提出基特點(diǎn)?；谥悄芸刂苾x表的解決方案是以智能控制儀表為控制核心，利用其集成的基本輸入輸出通道和簡(jiǎn)單的數(shù)碼顯示裝置，配置通用的傳感器和執(zhí)行器，通過手動(dòng)或上位機(jī)設(shè)置控制參數(shù)，提供或通過上位機(jī)進(jìn)行-2-1-指智能控制儀表結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、配置容易、操作簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、技術(shù)成熟，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自適應(yīng)場(chǎng)合：以模擬信號(hào)控制為主的單一變量或小