计算机控制技术习题

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1、WORD文档可编辑第一章概述2、控制的本质是什么?[指导信息]:参见1.1.2自动控制中的基本问题。控制过程本质上是一系列的信息过程,如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等。控制系统中的目标信息、被控对象的初始信息、被控对象和环境的反馈信息、指令信息、执行信息等,通常由电子或机械的信号来表示。3、自动控制中有哪些基本问题?[指导信息]:参见1.1.2自动控制中的基本问题。自动控制中的基本问题包括:自动控制系统的结构、过程、目标和品质等。结构包括组成及其关系两个部分;控制过程主要为一系列的信息过程,

2、如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等;目标规则体现了系统的功能;控制品质即为控制的质量,可通过系统的性能指标来评价。6、一个典型的计算机控制系统由哪些部分组成?它们的关系如何?[指导信息]:参见1.2.1计算机控制系统的结构。计算机系统分为硬件系统和软件系统,硬件系统包括计算机、输入输出接口、过程通道(输入通道和输出通道)、外部设备(交互设备和通信设备等),软件系统包括系统软件和应用软件,其中计算机系统作为控制单元,见图16所示。典型计算机控制系统的结构框图7、计算机控制系统有哪些分类?试比较D

3、DC、SCC、DCS和FCS的各自特点。[指导信息]:参见1.2.2计算机控制系统的分类。分类方法有:按系统结构的分类、按控制器与被控对象的关系分类、按计算机在控制系统中的地位和工作方式分类、按控制规律分类。其中DDC(DirectDigitalControl)、SCC(SupervisoryComputerControl)、DCS(DistributedControlSystem)和FCS(FieldbusControlSystem)是按计算机在控制系统中的地位和工作方式来分类的。DDC中的计算机直

4、接承担现场的检测、运算、控制任务,相当于“一线员工”。SCC系统中的SCC计算机主要完成监督控制,指挥下级DDC计算机完成现场的控制,相当于“车间主任”或“线长”。DCS由多台分布在不同物理位置的计算机为基础,以“分散控制、集中操作、分级管理”为原则而构建的控制系统,DCS中的计算机充当各个部门的“管理人员”,如过程管理、生产管理、经营管理等职能。技术资料专业分享WORD文档可编辑FCS是建立在网络基础上的高级分布式控制系统。在FCS中,控制器、智能传感器和执行器、交互设备、通信设备都含有计算机,并通

5、过现场总线相连接。这些计算机的功能不仅仅在于对一般信息处理,而是更强调计算机的信息交换功能。8、试通过实例来说明不同控制规律的特征。[指导信息]:参见1.2.2计算机控制系统的分类。不同控制规律分类有恒值控制、随动控制、PID控制、顺序控制、程序控制、模糊控制、最优控制、自适应控制、自学习控制等。恒值控制:控制目标是系统的输出根据输入的给定值保持不变,输入通常是在某一时间范围内恒定不变或变化不大的模拟量。如恒温炉的温度控制,供水系统的水压控制,传动机构的速度控制。随动控制:控制目标是要求系统的输出跟踪

6、输入而变化,而输入的值通常是随机变化的模拟量,往往不能预测。如自动导航系统、自动驾驶系统、阳光自动跟踪系统、雷达天线的控制等。PID控制:根据给定值与输出值之间偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)进行的反馈控制,是工业上适用面较广、历史较长、目前仍得到广泛应用的控制规律。许多连续变化的物理量如温度、流量、压力、水位、速度等的控制,都可采用PID控制。许多恒值控制和某些随动控制也可采用PID规律来实现。顺序控制:根据给定的动作序列、状态和时间要求而进行的控制。如交通信号灯的控制、电梯升降的控制、自动

7、包装机、自动流水线的控制。程序控制(数值控制、数字控制):指根据预先给定的运动轨迹来控制部件行动。如线切割机的控制、电脑绣花机的控制。模糊控制:基于模糊集合和模糊运算,采用语言规则表示法进行的控制。在许多家用电器(电饭煲、洗衣机等)、工业过程控制等领域得到了越来越多的应用。最优控制(最佳控制):使系统的某些指标达到最优,而这些指标往往不能直接测量,如时间、能耗等。自适应控制:在工作条件改变的情况下,仍能使控制系统对被控对象的控制处于最佳状态。它需要随时检测系统的环境和工作状况,并可随时修正当前算法的一

8、些参数,以适应环境和工作状况的改变。自学习控制:能够根据运行结果积累经验,自行改变和完善控制的算法,使控制品质愈来愈好。它有一个积累经验和主动学习的过程,可以适时地调整算法的结构和参数,以不断地提高自身算法质量。第二章计算机控制系统的理论基础3、什么是连续系统的传递函数?什么是离散系统的脉冲传递函数?它们有什么实用意义?[指导信息]:参见2.1.5用传递函数表示的系统模型,2.3.6脉冲传递函数。连续系统的传递函数定义为零初始条件下系统输出y(t)的拉氏

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