第2章 集散型控制系统习题及答案

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1、第2章集散型控制系统（DCS）的导论2.1什么是集散型控制系统？它的主要特点是什么？答：集散控制系统又称为分布式控制系统，是计算机技术(computer)、通信技术(communication)、图形显示技术(CRT)、控制技术(control)（简称4C技术）的发展产物，它是一个通过通信网络将现场控制站、操作员站、工程师站联系起来，共同完成分级控制、集中管理的综合控制系统。它的主要特点是：①可靠性高②灵活的扩展性③完善的自主控制性④完善的通信网络。2.2集散型控制系统的设计思想是什么？答：集散控制系统的设计思想是：危险分散、控制功能分散，而操作和管理集中。2.3集散型控

2、制系统一般由哪几部分组成？各自主要功能是什么？答：集散控制系统一般由过程控制单元、数据采集器、CRT显示操作站、管理计算机以及高速数据通路五部分组成。过程控制单元：实现对DCS的一个或多个回路的较复杂闭环控制。数据采集器：针对生产过程中非控制变量而言，实现数据采集、预处理以及实时数据的进一步加工，供CRT操作站显示和打印，实现开环监视。CRT显示操作站：它是DCS与外界联系的人机接口，具有显示控制过程中各种信息、监视操作、输出报表，还对DCS的PCU和PIU进行组态，实现系统的操作和管理。高速数据通路：它将过程控制单元、操作站、管理计算机等设备连接成一个完整的DCS，以一

3、定速率在各单元之间完成数据、指令及其它信息的传输，一般设置成冗余结构。管理计算机：综合监视DCS的单元，管理DCS的所有信息，具有进行大型复杂运算的能力以及多输入、多输出控制功能，以实现系统的最优控制和全厂的优化管理。2.4什么是计算机网络？集散型控制系统的通信网络常采用什么类型的网络形式？答：凡是将地理位置不同而且具有独立功能的各个计算机系统通过通信设备和线路将它们连接起来，由功能完善的网络软件（网络协议、信息交换方式、控制程序和网络操作系统）实现网络资源（硬件、软件、信息）共享。集散控制系统常用总线网和环形总线网络。2.5什么是通信网络协议？常用的通信网络协议有哪几种

4、？答：由网络全体“成员”共同遵守的一套“约定”，以实现彼此通信和共享资源，这就是网络协议。常见的网络协议有：开放系统互连参考模型OSI；IEEE802标准局域网标准；MAP制造业自动化通信协议；PROWAY过程数据高速公路。2.6试分别画出数字量：（1）65H和（2）BAH的不归零、归零及差分曼彻斯特编码的信号波形图。答：65H转换为二进制是：01100101BBAH转换为二进制是：10111010B2.7已知数据传输中发送端的码元序列为01101101B，试求接收端码元序列分别为01101100B和01100011B时的差错码元序列。答：当接收端的码元序列为011011

5、00B时的差错码元序列为当接收端的码元序列为01100011B时的差错码元序列为2.8已知信息码=1011，要生成循环码（8，4），设采用的循环码生成多项式为：，求生成的循环码。答：由题意，信息码为=1011，对应的多项式为为了获得循环冗余码，将两边乘以，得利用余式定理，再除以生成多项式，得余式为于是，循环冗余码所对应的多项式为对应二进制循环冗余码为101110112.9已知数据传送的信噪比为10，频带宽度为3kHz，试求（1）无噪声信道上理论极限传输能力；（2）噪声信道上理论极限传输能力；（3）双绞线噪声信道实际传输能力。答：由题意，信噪比为，频带宽度为。无噪声信道上理

6、论极限传输能力为bit/s噪声信道上理论极限传输能力为bit/s双绞线噪声信道实际传输能力为9600bit/s2.10OSI参考模型分为几层？各层的主要作用是什么？答：OSI参考模型分为七层，各层的主要作用如下表所示。层次定义1．物理层它是通信网上各设备之间的物理接口，直接把数据位信息从一台设备传送到另一台设备。2．数据链路层它负责将传送的数据按帧结构格式化，组织成帧，实现差错控制和介质访问控制，实现对物理层的管理。3．网络层它的主要功能是信息包的路径选择和链路的协调管理，防止链路的死锁和堵塞。4．传输层它为会话层提供可靠而透明的端对端传送服务，使信息传送无差错。5．会话

7、层提供用户进程之间的一次会话，其目的在于通过进程之间连接的建立和调节，使得连接双方的交互活动变得简易。6．表示层它的功能是实现用户与服务之间的翻译与转换。7．应用层它为用户进程通信执行面向应用的任务，包括必要的监督和管理。2.11IEEE802标准包括哪些内容？答：IEEE802标准的内容包括：IEEE802.1：系统结构和网络互连；IEEE802.2：逻辑链路控制；IEEE802.3：CSMA/CD总线访问方法和物理层技术规范；IEEE802.4：TokenPassingBus访问方法和物理层技术规范；IEEE802.5：T