計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課后習(xí)題答案

1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課后習(xí)題第1版謝昊飛第一章1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由哪些部分組成？并畫出方框圖。解：若將自動控制系統(tǒng)中控制器的功能用計(jì)算機(jī)或數(shù)字控制裝置來實(shí)現(xiàn)，就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其基本框圖如圖11所示。因此，簡單說來，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是由各種各樣的計(jì)算機(jī)參與控制的一類系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律是用軟件實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算機(jī)執(zhí)行預(yù)定的控制程序就能實(shí)現(xiàn)對被控參數(shù)的控制?？刂破髋c執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間是DA轉(zhuǎn)換器，負(fù)責(zé)將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號；AD轉(zhuǎn)換器則相反

2、將傳感器采集的模擬信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送給控制器。2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是怎樣分類的？按功能和控制規(guī)律可分為幾類？解：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與其所控制的對象、采取的控制方法密切相關(guān)。因此，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類方法很多，可以按照系統(tǒng)的功能、控制規(guī)律或控制方式等進(jìn)行分類。按功能及結(jié)構(gòu)分類：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)、綜合自動化系統(tǒng)。按照控制規(guī)律分類：程序和順序控制、比例積分微分控制

3、(簡稱PID控制)、最少拍控制、復(fù)雜規(guī)律的控制、智能控制。3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有哪些？解：主要有以下特點(diǎn)：1數(shù)字模擬混合的系統(tǒng)。在連續(xù)控制系統(tǒng)中，各處的信號是連續(xù)模擬信號。而在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，除仍有連續(xù)模擬信號外，還有離散信號、數(shù)字信號等多種信號。因此，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字的混合系統(tǒng)。2靈活方便、適應(yīng)性強(qiáng)。一般的模擬控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律是由硬件電路實(shí)現(xiàn)的，控制規(guī)律越復(fù)雜，所需要的模擬電路往往越多，如果要改變控制規(guī)律，一般就

4、必須更改硬件電路。而在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律是由軟件實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算機(jī)執(zhí)行預(yù)定的控制程序就能實(shí)現(xiàn)對被控參數(shù)的控制，需要改變控制規(guī)律時(shí)，一般不對硬件電路作改動，只要改變控制程序就可以了。3可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律。計(jì)算機(jī)具有豐富的指令系統(tǒng)和很強(qiáng)的邏輯判斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)模擬電路不能實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜控制規(guī)律。4離散控制。在連續(xù)控制系統(tǒng)中，給定值與反饋值的比較是連續(xù)進(jìn)行的，控制器對產(chǎn)生的偏差也是連續(xù)調(diào)節(jié)的。而在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)每隔一定時(shí)間間隔，向A

5、D轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動轉(zhuǎn)換信號，并對連續(xù)信號進(jìn)行采樣獲得離散時(shí)間信號，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后，產(chǎn)生的控制時(shí)間信號通過DA將離散信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)時(shí)間信號輸出，作用于被控對象。因此，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)并不是連續(xù)控制的，而是離散控制的。r給定值計(jì)算機(jī)被控量控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象傳感器DA圖11計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本原理圖AD計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課后習(xí)題第1版謝昊飛1放大系數(shù)對控制性能的影響擾動通道的放大系數(shù)越小，穩(wěn)態(tài)誤差也越小，控制精度就越高，故希望盡nKssenK可能

6、??；而由于完全可以由數(shù)字調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)來補(bǔ)償，所以對系統(tǒng)的性能mKpKmK沒有影響。2慣性時(shí)間常數(shù)對控制性能的影響當(dāng)加大或慣性環(huán)節(jié)的階次增加時(shí)，可以減少超調(diào)量；而越小，系統(tǒng)的反應(yīng)nT%?mT就越靈敏，控制也就越及時(shí)，控制性能就越好。3純滯后時(shí)間對控制性能的影響擾動通道的純滯后時(shí)間對控制系統(tǒng)的性能沒有影響，只是使輸出量沿時(shí)間軸n?)(tyn平移了；而控制通道的純滯后時(shí)間使控制系統(tǒng)的超調(diào)量增大，調(diào)節(jié)時(shí)間延長，n??%?st純滯后時(shí)間越大，

7、控制性能就越差。?6綜合自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)？解：綜合自動化系統(tǒng)是以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為目標(biāo)，以生產(chǎn)過程優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理為核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在線成本的預(yù)測、控制和反饋校正，以形成生產(chǎn)成本控制中心，保證生產(chǎn)過程的優(yōu)化運(yùn)行；實(shí)施生產(chǎn)全過程的優(yōu)化調(diào)度、統(tǒng)一指揮，以形成生產(chǎn)指揮中心，保證生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的質(zhì)量跟蹤、安全監(jiān)控，以形成質(zhì)量管理體系和設(shè)備保證體系，保證生產(chǎn)過程的優(yōu)化管理。因此，綜合自動化系統(tǒng)一般來說是一個(gè)多層次遞階的集成

8、控制系統(tǒng)，通常分為如圖12所示的ERPMESPCS三層模型結(jié)構(gòu)，即劃分為考慮生產(chǎn)過程問題的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)PCS（ProcessControlSystem）；考慮企業(yè)層面經(jīng)營管理問題的企業(yè)資源計(jì)劃ERP（EnterpriseResourcePlanning）系統(tǒng)以及同時(shí)考慮生產(chǎn)與管理結(jié)合問題的中間層――生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES（ManufacturingExecutionSystem，又稱制造執(zhí)行系統(tǒng)）三個(gè)層次。企業(yè)資源計(jì)劃ERP(Enter