《计算机控制》考点总结.docx

精品名师归纳总结运算机掌握考点总结第一章1、单回路运算机掌握系统噪声典课型程的的单主回要路计内算容机掌握扰动噪声执行器被控对象传感器简洁化、主动学习、双向沟通D/A运算机A/D单片机 , IPC,PLC ,微型机等 软件、显示终端、打印机等设定值掌握 , 优化 , 监视 ,储备 , 报警等2、分计级算运算机机控系统制系统的分类分级运算机掌握系统分级运算机掌握系统是一个多级（层）掌握系统,其目的是实现全厂范畴的综合自动化集散掌握系统DCS现场总线掌握系统 FCS运算机集成制造系统 CIMS3、层次化计模算型机掌握系统的分类企业级 经营治理运算机层次化模型至其它工厂至其它工厂工厂级集中掌握运算机金字塔模型车间级监控运算机（ SCC）车间级监控运算机（ SCC）装置掌握级（ DDC）装置掌握级（ DDC）装置掌握级（ DDC）装置掌握级（ DDC）工厂对象A工厂对象B工厂对象C工厂对象D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、集散掌握系统的核心思想是：集中治理,分散掌握。5、FCS 和 DCS 的区分FCS 的结构比 DCS 简洁, FCS 系统中没有了掌握器,其掌握功能已有现场外表及设备来实现。二者的传输介质差别很大,DCS 每个检测点需要 1 根传输 420MA标准型号的导线, 而 FCS 全部检测信号的传输仅需1 根传输数字信号的双绞线。FCS 系统比 DCS 系统更好的表达了“集中治理,分散掌握”的思想,FCS 可做到系统从上到下全开放。 DCS 只能做到操作站以上开放,而掌握层不能开放。由于结构上的转变, FCS 比 DCS 更节约硬件设备,外表精度得到极大的提高,掌握周期大为缩短,改善了调剂性能。6、CIMS 与 DCS、FCS 的区分运算机掌握系统的组成DCS 、FCS 侧重（掌握）过程掌握,生产监视,以保证生产的平稳运行。 CIMS 侧重（治理）决策分析、调度优化,以实现企业利润的最大化。 DCS 、FCS 是分层集散掌握,CIMS 是分层递阶掌握。7、运算机掌握系统的组成和分类掌握回路掌握回路典型微机掌握系统原理图软件：完成各种功能的运算机程序的总和系统软件：由厂家供应,用以治理运算机本身应用计软件算：机由用控户根制据系掌握统系的统的组需成要设计,面对用户的程序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系统软件软件操作系统开发系统诊断系统掌握程序编辑程序编译程序连接、装配程序调试程序子程序库数据牢靠性检查程序AD转换及采样程序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结数据采集及处理程序数字滤波程序 线性化处理程序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结应用软件过程监视程序数据治理程序数据采集程序越限报警程序事故预报程序画面显示程序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算机掌握系统的分类可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结操作指导掌握系统间直接数字掌握系统（ DDC ）时序运算机监督掌握系统顺（ SCC）分级运算机掌握系统直接数字掌握系统：Direct Digit Control DDC治理命令报告人工监管给定值测量值DDC 微型可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一台微型机代替多个模拟调剂器可以同时掌握多达十几个回路 可以实现复杂掌握律运算机监督掌握系统：SupervisoryComputerControl SCCSCC 系统有两种不同的结构形式:（1） SCC+模拟调剂器掌握系统（2） SCC+DDC 掌握系统反多路开关D/A机生产过程A/D多路开关检测元件可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 SCC 与 DDC 的不同： DDC 系统中的设定值是人为给定的。SCC 系统中设定值是由运算机依据计特定算数学机模型控计制算出系来的统最优的值。分类可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结治理命令报告SC人C工计监管算机.给定值测量值治理命令报告SC人C工监计管算机给定值测量值.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A/DDDCA/D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结生产过程多路开关. .检测元件. .D/A反多路开关生产过程多路开关检测元件. .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SCC+ 模拟调剂器SCC+DCC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其次章1、采样采样过程：用采样开关将模拟信号按肯定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。香农采样定理：采样信号xSt 唯独的复原信号 xt 的最低采样频率必需满意采样周期 T 的确定：适中原就。s2max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于全部的信号并非都是有限带宽,用理论运算的方法求出T 是困难的。一般采纳体会法。为什么需要采样 /保持器？A/D转换需要肯定的时间,要求在A/D 转换过程中采样值保持不变,以获得平滑的模拟量输出。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结采样 /保持器有两种工作方式：采样、保持采样 /保持采器样的工/保作持原理器最简洁的采样 /保持器是由开关和电容组成采样/ 保持器的 工作原理最简洁的采样 / 保持器是由开关和电容组成输入掌握开关输出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结KR.VxCVout可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结采样/保持器主要特性：可以和 TTL 、PMOS 、CMOS 规律输入兼容。典型保持电容： 1000pF、0.01 F。采样保持集成芯片 LFl982、采样（离散）掌握系统与连续掌握系统的根本区分区分在于采样系统中既包含有连续信号,又包含离散信号, 是一个混和信号系统。 分析和设计采样系统的数学工具是Z 变换,采纳的数学模型是差分方程、脉冲传递函数、离散状态空间。3、差分方程对于一般的线性定常离散系统,k 时刻的输出 yk 不但与 k 时刻的输入xk 有关,而且与 k 时刻以前的输入xk-1 , xk- 2, 有关,同时仍与k 时刻以前的输出yk-1,yk- 2, 有关。这种关系可以用以下阶后向差分方程描述：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结y（ k）a1y（k1） a2y（k2）an y（kn）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b x（k）b x（k1）bx（km）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0上式可表示为ny（ k）a i1 iy（ k1mi）bj0mj x（ kj）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结式中 a 和 b 为常数 m<n ,上式称为阶线性常系数差分方程,它在数学上代表一个线性定常离散系统假设一个采样系统的一阶微分方程为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ytytket kyt kr t kr t kyt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其一阶差分方程为（前向差分）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结y k1T kT1 ykT kTr kT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、脉冲传递函数（ Z 传递函数）在线性连续系统中, 初始条件为零的条件下系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比,定义为传递函数。与此相类似,在线性离散系统中,初始条件为零的条件下系统的输出离散信号的Z 变换与输入离散信号的 z 变换之比, 定义为脉冲传递函数, 脉冲传递函数是离散系统的一个重要概可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结念,是分析离散系统的有力工具。G（z）Y（z）X（ z）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结题型 已知差分方程求脉冲传递函数：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结例: 如描述采样系统的差分方程为试求其脉冲传递函数。yk20.7 yk10.1yk5 xk1xk 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：对上面差分方程进行z 变换,令初始条件为0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结z2Y z0.7 zY z0.1Y z5zX zX z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结G zY z5z1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结X zz25、Z 变换 Z 变换的定义0.7z0.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结采样信号拉氏变换为：F * sft e0stdtf kT ek 0kTs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结令 z=esT,就F zf kT z kk 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结称 Fz 为采样信号 f*t 的 Z 变换,记做： Z 变换的方法 1：级数求和法F zZ f* t Z ft 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Z变换基学础习好资料欢迎下载Z变换的方法 1：级数求和法F zf kT zkk 0K 时刻采样值F zf 0f 1T z1f 2T z2f kT zk例题 1：今有采样序列 0 ,0.13, 0.0832, 0,0, 0, ,求 Z 变换解：F zf 000.13 z 1f T z 10.0832 z2f 2T z 200.13z 10.0832 z2例题 2：试求单位阶跃函数1t 的 z 变换f n1F z1z 1z2z3解：例题 3：试求斜坡函数11zz1z101 2 3ft=Kt的 z 变换F zf kT z k0KTz 12KTz 23KTz 3k 0KTz 112z 13z 2KTz 1KTz解： Z 变换的方法1z 1 2 z122：部分分式法（查表法）先求出已知连续时间函数ft 的拉氏变换 F s。将 F s绽开成部分分式之和的形式。再求 Z 变换 Fz。F ss3例题 4：试求s1 s2 的 z 变换F s21解：s1s2F z2 zeTze2Tz2zze T 1e zT查表可得：zz2e T e2Tn可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结附表 常用函数的拉氏变换和z 变换表序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结号拉氏变换EsEs时间函数etet Z 变换E sEs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结11 t1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结211t s11t szz z1z1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结t1Tz32可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s12t2s2 z T1z2 z1 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 1ts132T z z132 2z1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2tTz z1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s235 1e at32 z1z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s 1asae atzezaTzeaTaT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1atTze可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2te6s 1aat z TezeaTaT2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sa2teazeaTeaT21可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7at z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ss a7sbsaaa1e1e atzz z1 ze 1 zaeTaTze zaT 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sba sa baTbT8e ate bte ate btzezzez可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sasbzez可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结es229sintaTbTsintz sinT2z2 zscions TT1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s2 s222costsz2z z2zccooss TT12z2zcosT1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s1022costz z2cos T 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结atsz ze 2aTzscions TT1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 sa 22esintz22 ze aT acTosTe 2 aT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1122e at sintzesinT可编辑资料 - 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- - 欢迎下载精品名师归纳总结s si0 ss1) zeTss s21 ss1 zeTs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结lim 1szlim 1s1z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s0 ss1zeTss1 s s1zeTs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结zzz1e T 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结z1ze T z1 ze T 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6、Z 的反变换与拉氏反变换类似, z 反变换可表示为： 下面介绍三种常用的z 反变换法。 Z 反变换方法 1：长除法Z 1 F zf kT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结例：已知F z z1 zz2 z3) , 求反变换可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：用长除得到F zz 26 z 325z 490z 5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结k012345fkT00262590 Z 反变换方法 2：部分分式法10 z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结例：已知F z z1 z2 , 求反变换可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：用长除得到可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F z10z10 z10z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 z1 z2z1z2f kT 1012K 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结k01234fkT0103070150 Z 反变换方法 3：留数法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据 z 变换定义有 :F zf kT z kk 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据柯西留数定理有 :f kTnzziRe s F z zk 1i 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结zRes F z zk 1式中zi 表示 Fzzk-1 在极点 zi 处的留数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结关于函数 Fzzk-1 在极点处的留数运算方法如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Re s F zzk 1 lim zz F zzk 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如 Zi为单极点,就zziizzi可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如 Fzzk-1 有 ri 阶重极点,就1dri 1 zz riF z zk 1 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Re s F z zk 1limi可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结zzi ri1) . zzidzri 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结例 ：设 z 变换函数F zz0.5z23z2,试用留数法求其z 反变换。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F z zk 1 z0.5 zk 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：由于函数 z1 z2) 有 z1= 1 ,z2= 2 两个极点,极点处的留数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Re sz0.5 zklim z1 z0.5zk0.51k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结z zz11 z2z1z z1 z2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Re sz0.5 zk z2lim z2 z0.5 zkk0.752可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结zz1 z2z2zz1 z2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以有f kT 0.51) k0.752) k可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结相应的函数为：f * t f kT tk 0kT 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第三章1、多路开关多路开关运算机掌握系统中的 多路开关与反多路开关 16 路多路开关 P27矩阵式多路开关8816 P29多路开关的扩展当通道数较多时,可以扩展多路开关用两个 8 通道多路开关构成16 通道多路开关2、模拟量输入输出通道在任一运算机掌握的回路中,都存在2 次模拟量 /数字量间的相互转换。被测物理量都为模拟量4-20mA , 0-5V ,而运算机只能接收数字量0,1,在把测量值交给运算机之前必需进行: 模拟信号 数字信号的转换,简称A/D 转换运算机的输出为数字量,而工业现场的执行机构电动阀、气动阀、直流电机 只能接收模拟量,因此必需进行: 数字信号 模拟信号的转换,简称D/A 转换。3、D/A 转换器按 D/A 转换器的输出方式分：电流型,电压型按输入的数字量的位数分：8 位, 10 位, 12 位, 16 位特殊的：直接输出4-20mA 电流。直接接收 BCD 码P33 图 2-12 D/A 转换的原理 : 按权绽开,然后相加要将数字量转换成模拟量,必需先把每一位代码按其“权”的大小转换成相应的模拟 量,然后将各重量相加,其总和就是与数字量相应的模拟量,这就是D/A 转换的基本原理。D/A 转换器输入的数字量是由二进制代码按数位组合起来表示的,任何一个n 位的二进制数,均可用表达式:DATA=D 020+D 121+ D 222+ +Dn-12n-1欲实现 “按权绽开,然后相加 ”的功能, D/A转换器内部必需要有一个解码网络,解码网络通常有两种：二进制加权电阻网络（缺点）T 型电阻网络（优点）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 D/A 转换器的主要组成基准电压 V REFT 型（ R-2R ）电阻网络运算放大器 OA位切换开关 Si （ i=0, 1, , n-1）输出电压 V OUT 与输入二进制数 D0 - D n-1 的关系V OUT = V REF （ a1/21+ a2 /22+ a3/23 + +an/2n ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结VREFI 3.I 32RRI 2R.I 22RI 1. I 12RRI 0R.I 0I 02RR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S3S2S1S0I RfRf可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结01010101I out1A-可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.I out2.OA. +V.out可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b3b2b1b0四位 DAC寄存器辨论率：反映了D/A 转换器对模拟量的辨论才能,定义为满刻度值与2n 之比值,满刻度值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中 n 为 D/A 转换器的位数 DAC08328 位数 /模转换芯片辨论率为 8 位稳固时间为 1 s 功耗为 20mW电流输出型 D/A 转换器与 TTL 电平兼容 DAC0832 的输出方式电流输出（直接） 电压输出辨论率n2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结外接一级运8放位,构D成/单A极性转电压换输出器（单极性电压输出时数字量与模拟量的关系P39）DAC0832 单极性电压输出Vout与V REF反相可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结外接二8级位运放D,/构A成转双极换性电器压输出（双极性电压输出时数字量与模拟量的关系P40）。运算放大器 A2 的作用是将运算放大器A的单向输出转变为双向输出。表DAC达0式83（22-10）的双比例极关性系可电以压用左输图出来表示。V+VREF可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结00HVout80HBFFH可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结