《计算机控制技术》李江全-第3版 习题及答案 第1--5章 计算机控制系统概述-- 计算机控制系统设计与调试.pdfVIP

第1章计算机控制系统概述

习题与思考题

14测控系统计算机化的重要意义是什么？

1-2计算机控制系统能完成哪任务？

1-3计算机控制系统有哪特点？

1-4对计算机控制系统有哪基本要求？

1-5为什么大多数控制系统采用闭环负反馈控制系统？

1-6如何理解计算机控制系统的实时性？

1-7按应用领域和设备形式，计算机控制系统可分为哪几种？

1-8什么是智能控制？有哪几种典型的智能控制方法？

1-9通过查阅文献，了解当前计算机控制技术中的现代控制理论。

参考答案

1-1测控系统计算机化的重要意义是什么？

答：传统的测控系统主要由“测控电路”组成，所具备的功能较少，也比较弱。

随着计算机技术的迅速发展，使得传统的测控系统发生了根本性变革，即采用微型计算机作为测控系

统的主体和核心，替代传统测控系统的常规电子线路，从而成为新一代的微机化测控系统。

由于微型计算机的速度快、精度高、存储容量大、功能强及可编程等特点，将微型计算机引入测控系

统中，不仅可以解决传统测控系统不能解决的问题，而且还能简化电路、增加或增强功能、提高测控精度

和可靠性，显著增强测控系统的自动化、智能化程度，而且可以缩短系统研制周期、降低成本、易于升级

换代等。

因此，现代测控系统设计，特别是高精度、高性能、多功能的测控系统，目前已很少有不采用计算机

技术的了。在当今，完全可以这样说，没有微处理器的仪器就不能称为仪器，没有微型计算机的测控系统

就更不能称其为现代工业测控系统。

计算机技术的引入，为测控系统带来以下一新特点和新功能：

1）自动清零功能。在每次采样前对传感器的输布值自动清零，从而大大降低因测控系统漂移变化造

成的误差。

2）量程自动切换功能。可根据测量值和控制值的大小改变测量范围和控制范围，在保证测量和控制

范围的同时提高分辨率。

3）多点快速测控。可对多种不同参数进行快速测量和控制。

4）数字滤波功能。利用计算机软件对测量数据进行处理，可抑制各种干扰和脉冲信号。

5）自动修正误差。许多传感器和控制器的特性是非线性的，且受环境参数化的影响比较严重，从

而给仪器带来误差。采用计算机技术，可以依靠软件进行在线或离线修正。

6）数据处理功能“利用计算机技术可以实现传统仪器无法实现的各种复杂的处理和运算功能，比如

统计分析、检索排序、函数换、差值近似和频谱分析等。

7）复杂控制规律。利用计算机技术不仅可以实现经典的PID控制，还可以实现各种复杂的控制规律,

例如，自适应控制、模糊控制等；同时也能够实现控制方案和控制规律的在线修改，使整个系统具有很大

的灵活性与适应性。

8）多媒体功能。利用计算机的多媒体技术，可以使仪器具有声光、语音、图像、动画等功能，增强

测控系统的个性或特色。

9）通信或网络功能。利用计算机的数据通信功能，可以大大增强测控系统的外部接口功能和数据传

输功能。采用网络功能的测控系统则将拓展一系列新颖的功能。

10）自我诊断功能。采用计算机技术后，可对控制系统进行监测，一旦发现故障则立即进行报警，并

可显示故障部位或可能的故障原因，对排除故障的方法进行提示。

通过应用计算机测控技术，可以稳定和优化生产工艺，提高产品质量，降低能源和原材料消耗，降低

生产成本；更为重要的是通过应用计算机测控技术还可以降低劳动者的生产强度，提高领导者的管理水平,

从而带来极大的社会效益。正因为如此，计算机测控技术得到了迅速的发展。

1-2计算机控制系统能完成哪些任务？

答：下面以生产过程控制系统为例来说明计算机控制系统的任务，因为它比较集中地体现了计算机

控制系统的各种功能。如图I所示，计算机控制系统借助传感器从生产过程中收集信息，对被控对象进行

监视并提供控制信号。被收集的信息在不同层次上进行分析计算，得出生产装置的调节量，并驱动执行机

构动作来完成自动控制，或者为生产