计算机控制系统-考试知识点总结.docx
《计算机控制系统-考试知识点总结.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机控制系统-考试知识点总结.docx(14页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品名师归纳总结第一章 绪论1、运算机掌握系统是在自动掌握技术和运算机技术的基础上产生的。2、画出典型 运算机掌握系统 的基本框图 ,并分别说明各单元的作用。 A/D 转换器:将电信号转换成数字信号反馈给运算机。掌握器 :将反馈信号与给定值信号进行比较,得到的偏差信号依据肯定的掌握算法输出数字掌握信号 D/A 转换器:将数字掌握信号转换为模拟掌握信号驱动执行器 执行器 :接受模拟掌握信号,转变被控对象的掌握参数值 被控对象 :工艺参数需要掌握的生产过程、设备或机器等。2、简述运算机掌握系统的一般 掌握过程 。(1) 数据采集及处理 ,即对被控对象的被控参数进行实时检测,并输给运算机进行处理。(
2、2) 实时掌握 ,即按已设计的掌握规律运算出掌握量,实时向执行器发出掌握信号。3、运算机掌握系统的 组成4、与连续掌握系统相比,运算机掌握系统具有哪些特点?(1) 运算机掌握系统是模拟和数字的混合系统。(2) 在运算机掌握系统中,掌握规律是由运算机通过程序实现的(数字掌握器),修改一个掌握规律,只需修改程序,因此具有很大的敏捷性和适应性。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(4) 运算机掌握系统并不是连续掌握的,而是离散掌握的。(5) 一个数字掌握器常常可以采纳分时掌握的方式,同时掌握多个回路。(6) 采纳运算机掌握,如分级运算机掌握、集散掌握系统、运算机网 络等,便于实现掌握与治
3、理一体化, 使工业企业的自动化程度进一步(3) 运算机掌握系统能够实现模拟电路不能实现的复杂掌握规律。提高。5、运算机掌握系统的 类型(1) )操作指导掌握系统 :运算机的输出不直接掌握被控对象, 只是采集信息,操作人员依据结果操作执行机构,是一种开环掌握结构。(2) )直接数字掌握系统 :运算机通过检测元件对一个或多个系统参数进行巡回检测, 并经过输入通道送入运算机。 运算机依据规定的掌握规律进行运算, 然后发出掌握信号直接去掌握执行机构, 使系统的被控参数达到预定值。(3) )监督运算机掌握系统 :由运算机依据描述生产过程的数学模型,运算出正确掌握输出送给模拟调剂器或者DDC 运算机,最终
4、由模拟调剂器或者 DDC 运算机掌握生产过程,从而使生产过程始终处于正确工作状态。(4) )分级运算机掌握系统 :装置掌握级、工厂集中掌握级、车间监督级、企业治理级其次章 运算机掌握系统设计的硬件基础1、开关量信号输入通道 的主要作用是什么?在运算机掌握系统中, 为了猎取系统的运行状态或设定信息, 常常需要进行开关量信号的输入。2、模拟量信号输入通道 的主要作用是什么?把从掌握对象检测到的模拟信号,转换成二进制数字信号,经I/O 接口送入运算机。3、开关量信号输出通道 的主要作用是什么?答:在运算机掌握系统中,常常需要掌握执行机构的开/ 关或启 / 停, 某些掌握算法也需要掌握执行机构在肯定时
5、间T 内全负荷工作一段时间 t0tT,这些掌握可通过运算机开关量输出通道来实现。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、模拟量信号输出通道 的主要作用是什么? 把运算机输出的数字量转换成模拟量。5、说明光电耦合器 的作用、用法及留意事项。光电耦合器的 作用:从工业现场 猎取的信号 电平往往高于运算机 系统的规律电平 ,可能从现场引入高压信号 损害运算机系统的安全 。因此用光电耦合器进行电气隔离。 (电气隔离和电平转换)光电耦合器的 用法:当输入侧 即发光二极管 流过肯定的电流 IF 时, 发光二极管 开头发光,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。
6、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。光电耦合器的 留意事项 : 输入侧导通电流 :要使光电隔离器件导通,必需在其输入侧供应足够大的导通电流, 以使发光二极管发光。 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。 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肯定频率以下的脉冲信号。因此,在传送高频信号时, 应当考虑光电隔离器件的频率特性, 挑选通过频率较高的光电隔离器。 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, 否就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
7、部设备, 因此通常从光电隔离器至外设之间仍需设置驱动电路。 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,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。 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才能。 电源隔离 :光电隔离器件两侧的供电电源必需完全隔离。光电隔离器件两侧的供电电源也必需完全隔离。6、开关量输出 的输出信号处理。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结继电器输出、晶闸管输出、 功率场效应管输出、集胜利率电子开关输出 )7、多路 A/D 转换器电路 有几种常见 方案,各有什么优、缺点?( 1
8、)采纳集成多路 A/D 转换器,或挑选内含集成多路 A/D 转换器的微处理器。 优点 :设计简洁、牢靠性高 缺点: 有时各模拟量输入相互串扰。(1) )隔离处理( 2)电平转换和功率放大(小功率低压开关量输出、(2) )每个模拟量输入配置一个 A/D 转换器 。缺点:当系统中模拟量输入较多时,硬件费用会快速增加、牢靠性降低,一般不采纳这种方 案,仅在考虑转换速度、各模拟量相互串扰等情形下使用。(3) )实行多路模拟量输入复用一个A/D 转换器的方案 。8、在 A/D 转换器前使用 采样-保持器有什么作用?这里采样保持器中的“采样”和 2.6 节中的“采样”有何区分?答:在进行模数转换时, 假如
9、模拟信号的频率较高, 就会由于 A/D 转换器的孔径时间 即转换时间 而造成较大的转换误差,克服的方法是在 A/D 转换器之前设置采样保持电路。采样保持器平常处于“采样” 状态,跟踪输入信号变化。 进行 A/D 转换之前使其处于“保持”状态, 就在 A/D 转换期间始终保持转换开头时刻的模拟输入电压值。 转换终止后,又使其变为“采样”状态。 2.6 节中的“采样”指抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程。9、模拟量输入 隔离、放大、滤波。隔离:光电隔离、共模电压的隔离(光电隔离、电容隔离技术、隔离放大器) 放大:测量放大器、程控增益放大器滤波:硬件、软件10、多路 D/A 转换器电路 有几种常
10、用 方案,各有何优、缺点?(1) )为每一个通道设置一个独立的 D/A 转换器 。优点:转换速度快、精度高、工作牢靠, 即使某一通道显现故障也不会影响其他通道的工作,相应软件的编制也比较简洁。 缺点: 假如模拟量信号输出通道较多,就会使系统造价增加很多,特殊是采纳高精度的D/A 转换器时。(2) )多通道复用一个 D/A 转换器,并辅以多路模拟开关和采样保持放大器来实现。 这个方案是由运算机通过多路模拟开关分时的把一个 D/A 转换器的输出送至各个采样保持放大器, 并由保持电容对模拟量信号进行保持。 优点: 成本较低。 缺点:电路结构复杂、精度低、牢靠性差, 受运算放大器的输入阻抗、 模拟开关
11、和保持电容的漏电阻等可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因素的影响, 导致保持电容上的电压信号逐步衰减, 需要运算机定时刷新输出,也因此占用了 CPU的大量时间。适用于输出通道不多且对速度要求不高的场合。11、常用的 集成稳压器三端输出电压 固定式正输出 / 负输出、可调式 集成稳压器12、简述典型的运算机掌握系统中所包含的 信号形式 。(1) 连续信号 :连续信号是在整个时间范畴均有定义的信号,它的幅值可以是连续的 ,也可以是断续的。(2) 模拟信号 :模拟信号是在整个时间范畴均有定义的信号,它的幅值在某一时间范畴内是连续的。 模拟信号是连续信号的一个子集, 在大多数场合与很多文
12、献中,将二者等同起来,均指模拟信号。(3) 离散信号 :离散信号是仅在各个离散时间瞬时上有定义的信号。(4) 采样信号 :采样信号是离散信号的子集,在时间上是离散的、而幅值上是连续的。在很多场合中,我们提及离散信号就是指采样信号。(5) 数字信号 :数字信号是幅值整量化的离散信号,它在时间上和幅值上均是离散的。13、什么是 采样或采样过程 ?采样或采样过程,就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程, 有时也称为离散化过程。14、什么是 采样开关 ?常见的 采样方式 有几种? 完成采样操作的装置称为采样开关。(1) 周期采样 :指相邻两次采样的时间间隔相等,也称为一般采样。(2) 同步采样 :
13、假如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,就称为同步采样。(3) 非同步采样 :假如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,就称为非同步采样。(4) 多速采样 :假如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,就称多速采样。(5) 随机采样 :如相邻两次采样的时间间隔不相等, 就称为随机采样。15、 函数的数学定义是什么?区分 t和t-kT的含义,并画出它可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结们的几何图形。函数有以下性质 : tt 0 d t1。即在任意 t0 时刻, 函可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师
14、归纳总结数的积分或 函数的强度为 1。依据函数的这个性质,对任意连续可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结函数 ft 和任意整数 k 有f t tkT dtf kT 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中, T 为采样周期。从上式可以看出,t-kT 可以把 ft 在 kT时刻的值提取出来,也就是说, 函数具有采样功能。16、写出抱负采样开关的数学表达式 ,并给出其图形表达方式。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结函数表示为: tkT 1。k 为任意整数。 那么抱负采样开关可以可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
15、名师归纳总结Tt描述为抱负单位脉冲函数序列:ktkT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结17、简述采样定理 的基本内容及 采样周期选取 的一般原就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结采样定理 : 假如连续信号f t 具有有限频谱,其最高频率为max ,就对可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f t进行周期采样且采样角频率s2 max 时,连续信号f t可以由采样可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结信号 f * t 唯独确定,亦即可以从f * t无失真的复原f t 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结从理论上讲, 采样频率越高就越能照
16、实反映被采样的连续信号的特点信息。但是,从运算机掌握系统角度来讲,选取过高的采样频率会使系统对硬件的要求过高, 造成成本攀升, 并且仍会使干扰对系统的影响明显上升。 因此, 应当综合考虑运算机掌握系统中采样周期的挑选问题。(按系统闭环频带选取、系统的开环传递函数选取、系统开环 阶跃响应的上升时间选取、生产过程掌握的体会选取)18、什么是 信号重构 ?答:把离散信号变为连续信号的过程,称为信号重构,它是采样的逆可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结过程。19、试推导 零阶采样 -保持器的传递函数,说明它和抱负低通滤波器之间的特性差异。 引入零阶保持器 对系统开环传递函数的极点有何影响?
17、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结H 0 s1e Ts可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结答:s零阶保持器在奈奎斯特频率以外的增益不为零,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在相位上相当于引入 T/2 的时间推迟, 因此其性能劣于抱负低通滤波器,信号复原成效也稍差。 不影响。20、数字滤波 的概念及方法。答:是把 A/D 转换得到的数据通过软件依据肯定的算法进行平滑加工等处理,再送给掌握程序运算,以增强其有效信号、排除或减小各种干扰和噪声,从而提高掌握精度和系统的牢靠性与稳固性。限幅滤波方法、中值滤波方法、算术平均滤波方法、一阶滞后滤波方法、复合滤波方法。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机控制系统-考试知识点总结 计算机控制 系统 考试 知识点 总结
限制150内