计算机控制技术复习要点.doc

计算机控制技术复习提纲 一、绪论 基本概念 闭环控制系统、开环控制系统 控制点、检测点、控制回路 采样周期、控制周期 DAS、DDC、SCC、DCS、FCS、CIMS、CIPS 计算机控制系统的组成与工作过程 测量、计算、控制、管理 采样周期≤控制周期 计算机控制系统的组成 硬件、软件 硬件 主机、外设、通道、接口、人机界面、通信接口、RTC、自动化仪表 软件 系统软件、应用软件 计算机控制系统的分类(分类方法不同、类别不同) 按控制方案、系统构成、形态等分类： 数据采集系统DAS 直接数字控制系统DDC 计算机监督控制系统SCC 集散控制系统DCS 现场总线控制系统FCS，主流现场总线 工业过程计算机集成制造系统CIMS/CIPS DDC、DCS的特点 DCS的优点 FCS的优点，典型现场总线 计算机控制系统的发展趋势* 二、计算机控制系统总线技术 基本概念 总线、接口、内总线、外总线、串行总线、并行总线、非平衡电气特性、平衡电气特性 微机系统常用内总线和外总线 ISA、PCI、RS-232、RS-422、RS-485、USB、IEEE488 ISA/PCI的主要性能指标 寻址空间、最大数据传输率，译码电路设计…… CompactPCI: 特点：紧凑式，欧式连接器，热插拔 PCIe: 特点：串行、高速、点对点、×4 … ×32 RS-232性能特点 距离、速率、电气特性、抗扰能力 全双工 L15m RS-422性能特点 距离、速率、电气特性、节点数、抗扰能力 全双工 L1200m RS-485性能特点 距离、速率、电气特性、节点数、抗扰能力 半双工 L1200 为何RS-422/RS485具有更强的抗扰能力？ 平衡传输（差分传输）…… RS-485网络的地址分配有何要求 唯一 RS-422转为RS485？ Rx+ Tx+ →DATA+ Rx- Tx- →DATA- 三、过程输入输出通道接口技术 基本概念 离散信号、连续信号、模拟信号、采样、保持、量化、采样/保持器、零阶保持器、模拟开关、过程通道、模拟量输入通道、模拟输出通道、开关量输入通道、开关量输出通道、干接点、湿接点、串模干扰、共模干扰 模拟量输入通道 单极性、双极性、差动输入、单端输入 技术指标，组成和接口技术、A/D采集程序设计 模拟量输入通道 信号内阻、模拟开关内阻、输入阻抗之间的关系 变送器为何使用4-20mA电流传输而不用电压到A/D？ 模拟量输出通道 D/A转换器的主要技术指标，D/A是零阶保持器？ AO通道组成和接口技术、D/A输出程序设计 I/O通道 光电耦合器的特点、种类 光电耦合器的抗扰机理和作用 I/O通道的组成 V/I转换 为何计控系统多使用电流传输 常用V/I转换电路* 常用I/V转换电路* 计控系统抗扰技术与可靠性设计 干扰分类 按根源分：放电噪声、高频振荡噪声、浪涌噪声 按传导方式分：串模、共模 按波形性质分 计控系统抗扰技术与可靠性设计 抗串模干扰的硬件措施 滤波电路：有源滤波电路、无源滤波电路 低通、高通、带通、带阻 双积分A/D 双绞线 前置放大 计控系统抗扰技术与可靠性设计 抗共模干扰的硬件措施 隔离：光电，变压器隔离 浮空 平衡对称输入，仪表放大器 良好接地 抗扰软件措施 参考数字滤波 四、滤波、标度换算、字长选择 基本概念 数字滤波、标度变换、工程量、字长 数字滤波的优点 常用数字滤波特点、适用场合 低通滤波器 程序判断滤波 中值滤波 算数平均值滤波 加权平均值滤波 滑动平均值滤波 工程量（标度变换）转换公司及应用 线性标度变换 非线性标度变换 字长选择 A/D字长选择 D/A字长选择 结合常用的A/D和D/A 五、计算机控制系统的控制规律 对象典型环节 比例环节、积分环节、惯性环节、纯滞后环节 被控对象性能指标 静态性能指标：稳态误差 动态性能指标：超调量、调节时间、峰值时间、衰减比、振荡次数 综合性能指标*：积分性能指标，末值型指标，复合型指标 对象特性对控制性能的影响 对象特性（扰动通道、控制通道） 放大系数（比例系数） 惯性时间常数 纯滞后时间 对象特性对控制性能的影响 放大系数（比例系数）对控制性能的影响 惯性时间常数对控制性能的影响 纯滞后时间对控制性能的影响 数字控制器的导出方法 双线性变换、前向差分、后向差分→位置/增量型算式 微分方程→ 位置/增量型算式 D(s)、D(z) →位置/增量型算式 PID控制规律 P、I、D、PI、PD、PID作用及其阶跃响应 PID控制规律中KP、TI、Td对控制系统性能的影响 数字PID 位置型算式及其特点 增量型算式及其特点 引申：可以根据微分方程、S传函、Z传函或系统方框图等推导各类数字算式 计算机实现步骤 KP、TI、Td对控制系统性能的影响 数字PID 数字PID