计算机控制技术复习答案.doc

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1、模块一1. 自动控制的定义和开环、闭环控制系统的定义和框图。 自动控制：自动控制是在非人工之间参与的前提下，应用自动控制装置自动地、有目的地控制设备和生产过程，使他们具有一定的状态与性能，完成相应的功能，实现预定的目标。开环控制系统：是指控制器按照先验的控制方式对对象或系统进行控制，是被控制的对象或系统能按照约定来运动或变化。闭环可控制系统：比开环控制系统增加了一个比较环节和一个来自被控参数的反馈信号。被控对象控制器设定值被控参数 （开环控制系统框图）被控对象控制器+设定值-被控参数 （闭环控制系统框图）2. 计算机控制系统的基本框图和定义。在上述的开环、闭环控制系统中都少不了控制器这一个环节

2、，用计算机替代系统中的控制器这样就形成了计算机控制机系统。对象D/A控制器A/D 计算机3. 计算机控制系统控制过程的三个过程。 信息获取 信息处理 信息输出4. 计算机控制系统的硬件组成。计算机控制系统的硬件包括：计算机主机、过程控制通道、操作控制台和常用的设备（如通讯设备）5. 系统软件，应用软件的区别。系统软件：系统软件是维持计算机运行操作的基础，是用于管理、调度、操作计算机的各种资源，实现对系统监控与诊断，提供各种开发支持的程序。系统软件一般由供应商提供货专业开发人员开发，用户不需要自己设计开发。应用软件：应用软件是用户根据控制对象、控制要求，为实现高效。可靠、灵活的控制而自行编译的各

3、种程序。用户可自己开发。6. 计算机控制系统6大分类（准确的分类名称，部分用框图的要能辨识）。 操作指导系统 直接数字控制系统 计算机监督控制系统 集散控制系统 现场总线控制系统 计算机集成制造控制系统生产过程数据采集计算机可控制器输出设备人 （操作指导系统）操作台级处理设备 生产过程过程控制通道计算机 （直接数字控制系统）生产过程SCC计算机输入通道数字（或模拟控制器）输出通道 （计算机监督控制系统）现场总线控制系统即有一个框里是现场控器模块二1. 总线的定义。 总线：总线就是一组信号线的集合。2. 总线的分类(不同分类的依据，分类的准确名字、不同类型总线的区别）。 按总线内部信息传输的性质

4、：分为数据总线、地址总线、控制总线和电源总线 按总线在系统结构中的层次位置：片内总线、内部总线、外部总线 按总线数据传输方式：串行总线。并行总线 按总线的传输方向：单向总线、双向总线。3. 片内总线、内部总线、外部总线的区别，物理位置的区别，速度的区别。 片内总线：在集成电路的内部，用于连接各功能单元的信息通路 内部总线：用于计算机内部模块之间的通信 外部总线：用于计算机之间或计算机与设备之间的通信4. 并行总线、串行总线的区别。 并行总线：并行总线的每个信号都有自己的信号线。传输速度快、接口简单、使用电缆线数多。 串行总线：多个信号复用少量信号线。信号传输速度慢，便于远距离传输、接口复杂、电

5、缆线数少。5. 总线的基本性能指标(重点总线宽度、带宽、频率的关系和计算）。 总线的时钟频率：指工作频率，单位MHZ，总线传输速率的重要因素。 总线的宽度：总线同时可传输的数据位，单位Bit，快递越大，同一时刻传输数据多。 总线的传输速率：又称总线的带宽 总线带宽（MB/S）=1/8总线宽度总线频率 同步方式 总线复用 信号线数 总线控制方式6. 总线标准的4个特征。13页 机械特性、电气特性、功能特性、时间特性。7. 总线传输的4个阶段。 申请分配阶段、寻址阶段、数据传输阶段、结束阶段。8. RS232、422、485的主要区别。 RS232:非平衡连接方式，采用点对点通信。公用地线 RS4

6、22:平衡驱动方式 可连1台驱动机，10台接收机、通讯方式上可以全双工 RS485:平衡驱动方式 可连32台驱动机，32台接收机、只能半双工 RS422 RS485区别： 硬件线路上RS422至少要4根通信线，RS485只要2根， RS422不能采用总线通讯方式，可采用环路通讯方式 RS485两者皆可。 9. 内部总线PCL的基本特点。 支持64位数据传输、多总线主控模块、线性猝发传输，具有即插即用功能，不受CPU工作频率限制，最高传输速度可达133MB/S（64位可达266），兼容性强、成本低。10. 外部总线IEEE-488、RS232、RS422、RS485、USB的基本特征。 IEE-

7、488：数据传输时序采用异步方式，采用三条控制线进行握手联络。 RS232:非平衡连接方式，采用点对点通信。公用地线 RS422：数据采用差分传输方式传输，4根信号线，收发各两根，支持全双工通讯方式，1200m的最大传输距离和10mbps的最大传输速率 RS485：采用平衡驱动器和差分接收器组合，抗共模干扰能理强 具有多站能力和多机通信能力 1200m的最大传输距离和10mbps的最大传输速率 总线上允许结多达128个收发器 电气特性：逻辑“1”以两线之间的电压差为 +2- +6表示 逻辑“0”以两线间的电压差为-2- -6表示 USB：接口设备支持热拔插 接口可同是连接127台设备提供500

8、MA的电流，可驱动耗电量较少的设备，USB1.1总线规范定义了12MB/s的带宽，USB2.0可提供480MB/s的传输速度模块三1. 数字量的概念。 数字量是物理量的一种。数字量是不随时间连续变化的量。开关量2. 数字量输入通道结构框图及其各部分功能。输入调理电路输入缓冲器PC总线来自产生过程地址译码电路 （数字量输入通道结构） 输入调理电路：消除外部装置或生产过程的状态信号，引起的瞬时高压、过低压。接触抖动等现象，转换、保护、滤波、隔离等方式。3. 数字量输出通道结构框图及其各部分功能。输出驱动电路输出锁存器送去生产过程PC总线地址译码及控制电路 （数字量输出通道结构）4.D/A转换器工作

9、原理。 工作原理： 在D/A转换中，必须把每一位代码按其“权”的大小转换成相应的模拟量，然后将个分量相加，其总和就是与数字量相应的模拟量。（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，30页）4. D/A转换器性能指标。 分辨率、稳定时间（转换时间）、绝对精度。5. A/D转换器的基本转换方法。 逐次逼近法，双积分法。6. A/D转换器性能指标。 分辨率：能分辨的最小模拟输入量 转换时间 量程：能转换的输入电压范围 精度7. 独立连接键盘、矩阵式键盘的区分。（35也页） 独立式键盘：优点：适用于按键数较少的情况，电路简单 缺点：浪费电路，对于按键较多的电路应采用矩阵式键盘 模块

10、四1. 基于PC总线板卡的工控机的特点和组成。 组成:硬件部分:控制计算机 I/O通道 参数检测 输出驱动 人机接口软件部分:系统软件和用户程序特点:时间上具有离散性 采用分时控制方式 具有人机对话功能 控制方案灵活 危险集中 2. 可编程控制器的特点。 特点：使用灵活、编程方便、但需要编程器，且需要编程序才能使用，对使用这要求较高3. 嵌入式系统的特点。 专用性强、精简设计、系统内核小、使用多任务操作系统、 嵌入式系统中的软件一般都固化在存储芯片或单片机本身中 需要专门的开发工具和环境4. 嵌入式处理器的分类、特点和区别。（47页） 嵌入式微控制器：单片化，体积小，使功耗和成本下降，可靠性高

11、 嵌入式DSP处理器：具有很高的编译效率和指令执行速度运行速度比MPU快几十倍 嵌入式微处理器：体积小、重量轻成本低，可靠性高、具有32位以上的处理器，高性能 嵌入式片上系统：单一芯片上集成多个部件5. 嵌入式操作系统的基本情况。 在操作系统的支持下，应用软件通过操作系统来与硬件打交道。这为嵌入式系统脱离特定的硬件环境提供了条件，也使得可靠性、安全性增加了。利用操作系统的特权性，可以保证嵌入式操作系统时钟工作在有效控制之下。 其功能：进程管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动程序、系统调用。6. DCS的定义。 DCS分散控制系统：是将计算机集成制造系统为目标，以新的控制方法，现场总线智能化仪

12、表、专家系统、局域网络等新技术，为用户实现过程控制自动化结合的管控一体化的综合集成系统。7. 现场总线控制系统的定义。 现场总线控制系统：是一种以现场总线为基础的分布式网络自动化系统，它既是现场通信网络系统，也是现场自动化系统。具有开放式数字通信功能 8. 几种典型的现场总线。 CAN(控制局域网络）、LONWORKS（局域操作网络）、PROFIBUS(过程现场总线）、HART（可寻址远程传感器数据通路）、FF（现场总线）9. CIMS的基本概念。 基本概念 一：企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、加工制造。经营管理到售后服务的全部生产活动，彼此是紧密联系的，是一个不可分割的整体，应在企业整体框架下统一考虑各个环节的生产活动。 二：整个身材过程的实质是一个数据采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可以看做是“数据”的物质表现。 CIMS是一种基于CIMS哲理构成的计算机化，信息化，智能化，集成优化的制造系统