计算机控制复习分析.doc

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1、2.1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。2.2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。2.3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。2.4把计算机输出的数字量转换成模拟量。2.5光电耦合器的作用：从工业现场获取的开关量或数字量的信号电平往往高于计算机系统的逻辑电平，即使输入开关

2、量电压本身不高，也有可能从现场引入意外的高压信号，因此必须采取电隔离措施，以保障计算机系统的安全。常用的隔离措施是采用光电耦合器件实现的。光电耦合器的用法：下图为原理图。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。2.5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

3、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

4、，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。无论是输入隔离还是输出隔离，只要采取光电隔离措施，就必须保证被隔离部分之间电气完全隔离，否则就起不到隔离作用了。2.9完成采样操作的装置称为采样开关。根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。(1)周期采样(2)同步采样(3)非同步采样(4)多速采样(5)随机采样10.为提高计算机控制系统的可靠

5、性，通常采取的措施有哪些？(1)提高元器件和设备的可靠性。(2)采取抗干扰措施，提高系统对环境的适应能力。(3)采用可靠性设计技术。(4)采用故障诊断技术。10.1说明计算机控制系统中干扰的来源。①从系统电源和电源引线（包括地线）引入的干扰②从系统的信号输入/输出传输通道引入的干扰③空间电磁干扰④ 静电噪声⑤其它环境因素的影响10.2列举三种电源抗扰措施。①    远离干扰源②    安装电源低通滤波器③    采取变压器屏蔽和分路供电措施④    采取措施拓宽对电网波动的适应能力⑤    使用压敏

6、电阻和均衡器⑥    直流侧去耦措施稳定性条件：⑦    供电系统应合理配线和布线⑧    电柜接地和公共接地的处理4.11解：⑨尖峰脉冲干扰的综合防治6.1解：最少拍控制系统是指系统在典型输入信号作用下，经过最少拍使系统输出稳态误差为零。不足之处：只针对某种典型输入进行设计，当输入形式改变时，系统性能变坏，输出响应不一定理想。1.画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下：2.根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类

7、型。(1)周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。(2)同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。(3)非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。(4)多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。(5)随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。3.简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。答：(1)比例调节器：比例调节器对

8、偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数KP。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数KP可以减小静差，但是KP过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。(2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏