计算机控制系统概述

第一章计算机控制系统概述

习题及参考答案

1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?

计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：

(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？

(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。

(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。

(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。

3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

由四部分组成。

图1.1微机控制系统组成框图

(1)主机：(2)输入输出通道(3)外部设备(4)检测与执行机构

4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。

软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。

(1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。

系统软件包括：

a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等；

b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序；

c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数

据管理系统等；

d.信息处理：指文字翻译、企业管理等。

(2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。

应用软件包括：

a.过程监视程序：指巡回检测程序、数据处理程序、上下限检查及报警程序、操作面板服务程序、数字滤波及标度变换程序、判断程序、过程分析程序等；

b.过程控制计算程序：指的是控制算法程序、事故处理程序和信息管理程序，其中信息管理程序包括信息生成调度、文件管理及输出、打印、显示程序等；

c.公共服务程序：包括基本运算程序、函数运算程序、数码转换程序、格式编码程序。

(3)数据库：数据库及数据库管理系统主要用于资料管理、存档和检索，相应软件设计指如何建立数据库以及如何查询、显示、调用和修改数据等。

5.微型计算机控制系统的特点是什么？

微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点：

a.控制规律灵活多样，改动方便

b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制

c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高

d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度

7.计算机控制系统的发展趋势是什么？

大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。

a.普及应用可编程序控制器

b.采用集散控制系统

c.研究和发展智能控制系统

本章作业

简述几类常见的计算机控制系统的特点及其应用领域。

第二章输入输出过程通道

习题及参考答案

1.什么是过程通道？过程通道有哪些分类？

过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。

按信息传递的方向来分，过程通道可分为输入过程通道和输出过程通道；按所传递和交换的信息来分，过程通道又可分为数字量过程通道和模拟量过程通道。

2.数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？

数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。

数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成。数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。其中：输入调理电路将来自控制装置或生产过程的各种开关量，进行电平转换，将其通断状态转换成相应的高、低电平，同时还要考虑对信号进行滤波、保护、消除触点抖动，以及进行信号隔离等问题。

3.简述两种硬件消抖电路的工作原理。

采用积分电路的硬件消抖电路，首先利用积分电路将抖动的高频部分滤出，其次利用施密特触发器整形。

采用RS触发器的硬件消抖电路，主要是利用RS触发器的保持功能实现消抖。

4.简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。

光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成，如图2.1所示。输入电流流过二极管时使其发光，照射到光敏三极管上使其导通，完成信号的光电耦合传送，它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。

5.模拟量输入通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？

模拟量输入通道一般由I/V 变换、多路转换器、采样保持器、A/D 转换器、接口及控制逻辑电路组成。

(1)I/V 变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力，减少了信号的衰减，为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便。 (2)多路转换器：用来切换模拟电压信号的关键元件。

(3)采样保持器：A/D 转换器完成一次A/D 转换总需要一定的时间。在进行A/D 转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。这样，就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器。

(4)A/D 转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量，能够完成这一任务的器件，称为之模/数转换器(Analog/Digital Converter ，简称A/D 转换器或ADC)。

6.对理想多路开关的要求是什么？

理想的多路开关其开路电阻为无穷大，其接通时的导通电阻为零。此外，还希望切换速度快、噪音小、寿命长、工作可靠。

7.采样保持器有什么作用？试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响。

采样保持器的作用：A/D 转换器完成一次A/D 转换总需要一定的时间。在进行A/D 转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。这样，就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器。

保持电容对数据采集系统采样保持的精度有很大影响。保持电容值小，则采样状态时充电时间常数小，即保持电容充电快，输出对输入信号的跟随特性好，但在保持状态时放电时间常数也小，即保持电容放电快，故保持性能差；反之，保持电容值大，保持性能好，但跟随特性差。

8.在数据采样系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样保持器？为什么？

不是，对于输入信号变化很慢，如温度信号；或者A/D 转换时间较快，使得在A/D 转换期间输入信号变化很小，在允许的A/D 转换精度内，就不必再选用采样保持器。

9.A/D 转换器的结束信号有什么作用？根据该信号在I/O 控制中的连接方式，A/D 转换有几种控制方式？它们在接口电路和程序设计上有什么特点？ A/D 转换器的结束信号的作用是用以判断本次AD 转换是否完成。 常见的A/D 转换有以下几种控制方式，各自特点如下

?延时等待法:EOC 可不和I/O 口连接，程序设计时，延时大于ADC 转换时间后，取数据。 ?保持等待法:EOC 与READY 相连,EOC 无效时,自动插入等待状态。直至EOC 有效时，取数据。

?查询法: EOC 可以和任意I/O 口连接，程序设计时，反复判断EOC 是否有效，直至EOC 有效时，取数据。 ?中断响应法: EOC 与外部中断相连，AD 转换结束后,发中断申请,在中断服务程序中取数据。

10.设被测温度变化范围为0o

C~1200o

C,如果要求误差不超过0.4o

C,应选用分辨为多少位的A/D 转换器？ 选择依据：124.0120012log ≈???

?

?+≥n

11.设计出8路模拟量采集系统。请画出接口电路原理图，并编写相应的8路模拟量数据采集程序。

本例给出用8031、DAC0809设计的数据采集系统实例。

把采样转换所得的数字量按序存于片内RAM 的30H~37H 单元中。采样完一遍后停止采集。其数据采集的初始化程序和中断服务程序如下： 初始化程序：MOV R0，#30H ；设立数据存储区指针 MOV R2，#08H

；设置8路采样计数值

SETB IT0 ；设置外部中断0为边沿触发方式

SETB EA ；CPU 开放中断SETB EX0 ；允许外部中断0中断 MOV DPTR ，#FEF8H ；送入口地址并指向IN0

LOOP ： MOVX @DPTR ，A ；启动A/D 转换，A 的值无意义 HERE ： SJMP HERE ；等待中断

中断服务程序：

MOVX A ，@DPTR ；读取转换后的数字量 MOV @R0，A ；存入片内RAM 单元 INC DPTR

；指向下一模拟通道

INC R0 ；指向下一个数据存储单元 DJNZ R2，INT0 ；8路未转换完，则继续 CLR EA ；已转换完，则关中断 CLR EX0 ；禁止外部中断0中断 RETI ；中断返回 INT0： MOVX @DPTR ，A ；再次启动A/D 转换

RETI ；中断返回

12.模拟量输出通道由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

模拟量输出通道一般由接口电路、D/A 转换器、功率放大和V/I 变换等信号调理电路组成。

(1)D/A 转换器：模拟量输出通道的核心是数/模转换器(Digital/Analog Converter,简称D/A 转换器或DAC)。它是指将数字量转换成模拟量的元件或装置。

(2)V/I 变换：一般情况下，D/A 转换电路的输出是电压信号。在计算机控制系统中，当计算机远离现场，为了便于信号的远距离传输，减少由于传输带来的干扰和衰减，需要采用电流方式输出模拟信号。许多标准化的工业仪表或执行机构，一般是采用0～10mA 或4～20mA 的电流信号驱动的。因此，需要将模拟电压信号通过电压/电流(V/I)变换技术，转化为电流信号。

13.采用DAC0832和PC 总线工业控制机接口。请画出接口电路原理图，并编写产生三角波、梯形波和锯齿波的程序。

设计一八路数据采集及其回放系统。要求八路数据巡回检测，存储10组数据，输数据为电压信号（0-5V ），检测精度<1%。CPU 、AD 、DA 可任选。

第三章 微机数控系统

习题及参考答案

1.什么是数控系统？数控系统包括哪些？

数控系统是采用数字电子技术和计算机技术，对生产机械进行自动控制的系统，它包括顺序控制和数字程序控制两部分。

ILE V CC V REF

DI 7…

CS

DI 0

DAC0832

I OUT22WR XFER DGN D AGN D D 7～D 0地

址译码

Y 地址线

1

WR IO

/ M WR

8086CP U

R fb ＋

－I OUT1

U o

A ＋5V

数据总线

2.什么是顺序控制系统？它由哪几部分组成？

微机顺序控制方式是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序顺序地进行工作。一般地，把按时序或事序规定工作的自动控制称为顺序控制。它包括系统控制器、输入电路、输入接口、输出电路、输出接口、检测机构、显示与报警电路。

3.微机数控系统由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 由五部分组成。

(1)输入装置：一般指微机的输入设备，如键盘。其作用是输入数控系统对生产机械进行自动控制时所必需的各种外部控制信息和加工数据信息。 (2)微机：微机是MNC 系统运算和控制的核心。在系统软件指挥下，微机根据输入信息，完成数控插补器和控制器运算，并输出相应的控制和进给信号。若为闭环数控系统，则由位置检测装置输出的反馈信息也送入微机进行处理。

(3)输出装置：一般包括输出缓冲电路、隔离电路、输出信号功率放大器、各种显示设备等。在微机控制下，输出装置一方面显示加工过程中的各有关信息，另一方面向被控生产机械输出各种有关的开关量控制信号(冷却、启、停等)，还向伺服机构发出进给脉冲信号等。

(4)伺服机构：一般包括各种伺服元件和功率驱动元件。其功能是将输出装置发出的进给脉冲转换成生产机械相应部件的机械位移(线位移、角位移)运动。

(5)加工机械：即数控系统的控制对象，各种机床、织机等。目前已有专门为数控装置配套设计的各种机械，如各种数控机床，它们的机械结构与普通机床有较大的区别。

4.什么是逐点比较插补法？直线插补计算过程和圆弧插补计算过程各有哪几个步骤？

逐点比较法插补运算，就是在某个坐标方向上每走一步（即输出一个进给脉冲），就作一次计算，将实际进给位置的坐标与给定的轨迹进行比较，判断其偏差情况，根据偏差，再决定下一步的走向（沿X 轴进给，还是沿Y 轴进给）。逐点比较法插补的实质是以阶梯折线来逼近给定直线或圆弧曲线，最大逼近误差不超过数控系统的一个脉冲当量（每走一步的距离，即步长）。 直线插补计算过程的步骤如下：

(1)偏差判别：即判别上一次进给后的偏差值Fm 是最大于等于零，还是小于零； (2)坐标进给：即根据偏差判断的结果决定进给方向，并在该方向上进给一步； (3)偏差计算：即计算进给后的新偏差值Fm+1，作为下一步偏差判别的依据； (4)终点判别：即若已到达终点，则停止插补；若未到达终点，则重复上述步骤。 圆弧插补计算过程的步骤如下： (1)偏差判别 (2)坐标进给 (3)偏差计算 (4)坐标计算 (5)终点判别

第四章 微型计算机控制系统的控制算法

习题及参考答案

1.数字控制器的模拟化设计步骤是什么？ 模拟化设计步骤：

（1）设计假想的模拟控制器D(S) （2）正确地选择采样周期T （3）将D(S)离散化为D(Z) （4）求出与D(S)对应的差分方程 （5）根据差分方程编制相应程序。

2.某连续控制器设计为

()s

T s

T s D 2111++=

试用双线形变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器D(Z)。 双线形变换法：把1

12+-?=

z z T s 代入，则

()()()()221121

11222221

1211121T T z T T T T-z T T z z T T z z T T |z D z D z z T s -++++=+-?

++-?+=

=+-?= 前向差分法：把T

z-z 1

=代入，则

()()22112

1

211111111T T z T T T z T T

z T T z T s T s T |s D z D T z s -+-+=-+-+=++==-= 后向差分法：把Tz

z s

1-=

代入，则

()()22112

1

211111

111T T z T T T z T Tz

z T Tz z T s

T s T |

s D z D Tz

z s -+-+=-+-+=

++==-=

3.在PID 调节器中系数p k 、i k 、d k 各有什么作用？它们对调节品质有什么影响？

系数p k 为比例系数，提高系数p k 可以减小偏差，但永远不会使偏差减小到零，而且无止境地提高系数p k 最终将导致系统不稳定。比例调节可以保证系统的快速性。

系数i k 为积分常数，i k 越大积分作用越弱，积分调节器的突出优点是，只要被调量存在偏差，其输出的调节作用便随时间不断加强，直到偏差为零。在被调量的偏差消除后，由于积分规律的特点，输出将停留在新的位置而不回复原位，因而能保持静差为零。但单纯的积分也有弱点，其动作过于迟缓，因而在改善静态品质的同时，往往使调节的动态品质变坏，过渡过程时间加长。积分调节可以消除静差，提高控制精度。 系数d k 为微分常数，d k 越大微分作用越强。微分调节主要用来加快系统的相应速度，减小超调，克服振荡，消除系统惯性的影响。

4.什么是数字PID 位置型控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点。 与位置算法相比，增量型PID 算法有如下优点：

(1)位置型算式每次输出与整个过去状态有关，计算式中要用到过去偏差的累加值，容易产生较大的累积计算误差；而在增量型算式中由于消去了积分项，从而可消除调节器的积分饱和，在精度不足时，计算误差对控制量的影响较小，容易取得较好的控制效果。

(2)为实现手动——自动无扰切换，在切换瞬时，计算机的输出值应设置为原始阀门开度u 0，若采用增量型算法，其输出对应于阀门位置的变化部分，即算式中不出现u 0项，所以易于实现从手动到自动的无扰动切换。

(3)采用增量型算法时所用的执行器本身都具有寄存作用，所以即使计算机发生故障，执行器仍能保持在原位，不会对生产造成恶劣影响。

5.已知模拟调节器的传递函数为

()s

.s .s D 085011701++=

试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s 。

()()()s

.s

.s E s U s D 085011701++==

则()()()()s SE .s E s SU .s U

1700850+=+

()()()()dt

t de .t e dt t du .t u 170085

0+=+∴ ()()()()()()T

k e k e .k e T k u k u .k u 11701085

0--+=--+∴

把T=0.2S 代入得

()()()()15354142504251k-e .k e .k u .k u .-=--

位置型

计算机控制系统课后习题附标准答案

1 计算机控制系统概述 习题参考答案 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。 图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优

化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。 (4)检测与执行机构 a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。 b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅元件等进行控制。 4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。 软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 (1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。系统软件包括： a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等； b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序； c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装 2

计算机测控技术知识点.

第一章计算机控制系统概述 1. 什么是计算机控制系统 ? 其工作原理是怎样的? 2. 画图说明计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 3. 计算机控制系统的软件起什么作用? 4. 计算机控制系统中的实时性、在线方式和离线方式的含义是什么?实时、在线方式和离 线方式的含义是什么 ? 5. 计算机控制系统的典型形式有哪些 ? 各有什么优缺点 ? 6. 计算机控制装置可以分成哪几种类型 ? 7. 简述计算机控制系统的发展概况。 8. 讨论计算机控制系统的发展趋势。 1. 画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。 2. D/A转换器的性能指标有哪些? 3. 用 8位 DAC 芯片组成双极性电压输出电路,输出电压范围为 -5V--+5V,求对应下列偏移量的输出电压:(1 80H ; (2 01H ; (3 7FH ; (4 40H ; (5 FFH ; (6 FEH

4. 请分别画出 D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路, 并分别推导出输出电压与输入数字量之间的关系式 5. 试用 DAC0832芯片设计一个能够输出频率为 50Hz 的方波电路和程序。 6. DAC0832与 CPU 有哪几种连接方式?他们在硬件接口及软件程序设计上有 何不同? 7. 为什么高于 8位的 D/A转换器与 8位危机接口连接时必须采用双缓冲方式? 这种双缓冲方式与 DAC0832的双缓冲方式在接口上有什么不同? 8. 试用 8255A 与 DAC1210设计一个 12位的 D/A转换接口电路,并编写出程序(8255A 的地址为 8000H ~8003H 1. 画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。 2. 请分别画出一路有源 I/V 变换电路和一路无源 I/V 变换电路图,并分别说明各元器件的作用。 3. 试用 CD4051设计一个 32路模拟多路开关,要求画出电路图并说明其工作原理。 4. 采样有几种方法?采样周期越小越好吗?为什么? 5. 采样保持器的作用是什么?是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器? 为什么? 6. 简述逐次逼近式、双积分式和电压 /频率式的 A/D转换原理。 7. 设某 12位 A/D转换器的输入电压为 0~+5v,求出当输入模拟量为下列值时输出的数字量:(1 1.25v ; (2 2v ; (3 2.5v ; (4 3.75v ; (5 4v ; (6 5v 8. A/D转换器的结束信号有什么作用?根据该信号在 I/O控制中的连接方式, A/D转换有几种控制方式?它们各在接口电路和程序设计上有什么特点?

软件系统简介

发电厂运行仿真分析系统软件系统简介 软件网站：https://www.wendangku.net/doc/9212107597.html, 主要邮箱：szy@https://www.wendangku.net/doc/9212107597.html, 附属邮箱：emrun@https://www.wendangku.net/doc/9212107597.html,

目录 1. 软件版本简介 (1) 1.1 原理版功能 (1) 1.2 定制版功能 (1) 1.3 单机版功能 (1) 1.4 网络版功能 (1) 2. 软件功能简介 (2) 2.1 节能分析功能 (2) 2.2 运行仿真操作 (2) 2.3 故障事故分析 (2) 2.4 试验优化分析 (3) 2.5 设计优化分析 (3) 2.6 运行优化分析 (3) 3. 软件支撑系统 (1) 4. 软件操作简介 (3) 4.1 工况选择／保存功能 (3) 4.2 冻结／解冻/加速 (3) 4.3 外部参数设置功能 (4) 4.4 回退功能 (4) 4.5 事件及报警记录 (4) 4.6 重演功能 (5)

4.7 快存功能 (5) 4.8 故障设置功能 (5) 4.9 各类操作画面示例 (6) 4.10 测试版说明 (10)

1. 软件版本简介 1.1 原理版功能： 原理版软件只对通用类型的电厂生产原理过程进行仿真，在仿真范围及控制室表盘配置及DCS画面上进行简化，适合于现场运行管理人员和节能分析人员对运行过程进行理论分析，主要包括：故障运行分析、经济指标分析和典型技术分析，适用于对电厂机组的初步理论指导和经济核算指导。原理版软件也适合于大专院校热动、热自及电气专业的学生的课程学习。 1.2 定制版功能： 定制版软件只对某一具体电厂的生产过程进行仿真，满足电厂控制室DCS系统的完整操作画面及相关表盘的虚拟配置，建立的各系统数学模型能够真实再现这个电厂生产过程的各种运行工况，在功能、模拟范围和模型逼真上较高，对电厂设计论证、技术改造、经济评定、节能分析及对实际运行数据的跟踪比较程度水平较高。定制版软件主要适用于运行人员岗前培训、运行人员实时数据优化指导。 3. 单机版功能： 单机版软件的所有运行操作及节能分析功能都集成在单台计算机软件内，在独立的该计算机上能够完成仿真及运行的所有操作功能，包括运行操作分析、故障处理分析、经济指标分析等操作功能。 4. 网络版功能： 网络版软件按照不同的运行操作功能对仿真分析系统进行平台设置，可以在同一局域网内将不同的网络节点计算机设置成不同功能的操作员站：如汽机操作员台、锅炉操作员台、电气操作员台、故障设置及经济指标统计平台等。

计算机软件系统包括

计算机软件系统按其功能可分为系统软件和应用软件两大类。 1、系统软件 系统软件是指管理、控制、和维护计算机及其外部设备，提供用户与计算机之间操作界面等方面的软件，它并不专门针对具体的应用问题。 代表性的系统软件有：操作系统、数据库管理系统以及各种程序设计语言的编译系统等，其中最重要的系统软件是操作系统。 1）操作系统（Operating System） 操作系统是最基本的系统软件，是用于管理和控制计算机所有软、硬件资源的一组程序。操作系统直接运行在裸机上，其他的软件（包括系统软件和大量的应用软件）都是建立在操作系统基础上的，并得到它的支持和取得它的服务。 操作系统是计算机硬件与其他软件的接口，也是用户和计算机之间的接口。 功能：处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理等。 操作系统的性能很大程度上决定了整个计算机系统的性能。 分类：

1.按与用户对话的界面不同，可以分为命令行界面操作系统和图 形用户界面操作系统； 2.按能够支持的用户数为标准，可以分为单用户操作系统和多用 户操作系统； 3.按是否能够运行多个任务为标准，分为单任务操作系统和多任 务操作系统； 4.按系统单功能为标准，分为批处理系统、分时操作系统、实时 操作系统、网络操作系统。 2）语言处理程序 计算机在执行程序时，首先要将存储在存储器中的程序指令逐条地取出来，并经过译码后向计算机的各部件发出控制信号，使其执行规定的操作。计算机的控制装置能够识别的指令是用机器语言编写的，而用机器语言编写一个程序并不是一件容易的事。绝大多数用户都是用某种程序设计语言（即高级语言），如BASIC语言、C语言等来编写程序。但是用这些高级语言编写的程序CPU不认识，必须要经过翻译变成机器指令后才能被计算机执行。而负责这种翻译的程序称为编译程序。为了在计算机上执行由某种高级语言编写的程序，就必须配置有该种语言的编译系统。 3）数据库管理系统 计算机的效率主要是指数据处理的效率。

第一章计算机软件技术概述(精)

第一章计算机软件技术概述 ?了解以下知名公司的发展历史,掌握公司业务范围及主流产品的应用 领域 Microsoft、Apple、IBM、Oracle(Sun、 Google、Adobe、Amazon、Symbian 1.1 软件的组成要素 1.2 软件技术的组成体系 1.3 软件的主要属性与特点 1.4 软件的工作与存储空间 1.1 软件的组成要素 ?引子:使用计算机就是使用软件,我们会用到许多感兴趣的应用软件, 而应用软件还需要一个“看不见的引擎”的支撑和驱动。我们不能真正看到或触摸这个“引擎”—也称软件平台,但在现代产品中它却无处不在,有的甚至家喻户晓 1、软件(Software的三要素 ?计算机软件:程序、数据及相关文档组成 ?文档(Document:指软件开发、维护和使用相关的图文资料,包括对软件程序和数据的描述等 2、软件与程序 ?软件的组成中,程序和数据是主体,核心是程序。有时软件和程序可

以相互替换使用,并不严格区分,也有称软件程序 ?但要了解,两者区别是很明显 ?程序侧重描述软件实现的指令代码,并且源程序中的代码通常是可以 阅读的,但是不能被计算机直接执行,而可执行程序的代码通常是无法被阅读的,但可以提交计算机执行。从这个角度,我们所购买的软件只是程序的可执行版本而不是(软件的源代码 ?软件包含程序,其内涵与外延更广泛 ?计算机系统由软件与硬件组成。硬件(Hardware作为有形、可触摸 的物理设备构成一个“裸机”,须加载软件(即装入程序才能构成可以运行和发挥功用的计算机系统以服务于用户 ?计算机软硬件协同工作、相互支持、相互制约,推动着计算机应用的 发展 1.2 软件技术的组成体系 ?计算机软件技术是与软件开发及软件使用相关的理论和技术的总称。 软件使用体现软件在各行各业的具体应用 ?从学科角度,软件技术体系非常丰富、广泛,可概括为软件理论、软 件系统及软件开发三大组成部分 ?软件系统由系统软件、支撑软件及应用软件组成,涉及软件整体含义 的内容组成,不同软件根据其作用按不同的层次环绕硬件。上述也是一种常用软件分类方法

计算机软件系统的组成

计算机软件系统的组成 所谓软件是指为方便使用计算机和提高使用效率而组织的程序以及用于开发、使用和维护的有关文档。软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。 1.系统软件 系统软件由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成，其主要功能包括：启动计算机，存储、加载和执行应用程序，对文件进行排序、检索，将程序语言翻译成机器语言等。实际上，系统软件可以看作用户与计算机的接口，它为应用软件和用户提供了控制、访问硬件的手段，这些功能主要由操作系统完成。此外，编译系统和各种工具软件也属此类，它们从另一方面辅助用户使用计算机。下面分别介绍它们的功能。 1）操作系统(Operating System, OS) 操作系统是管理、控制和监督计算机软、硬件资源协调运行的程序系统，由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成，它是直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件，是系统软件的核心。操作系统是计算机发展中的产物，它的主要目的有两个：一是方便用户使用计算机，是用户和计算机的接口。比如用户键入一条简单的命令就能自动完成复杂的功能，这就是操作系统帮助的结果；二是统一管理计算机系统的全部资源，合理组织计算机工作流程，以便充分、合理地发挥计算机的效率。操作系统通常应包括下列五大功能模块： （1）处理器管理。当多个程序同时运行时，解决处理器(CPU)时间的分配问题。（2）作业管理。完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。作业管理的任务主要是为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业，并对所有进入系统的作业进行调度和控制，尽可能高效地利用整个系统的资源。 （3）存储器管理。为各个程序及其使用的数据分配存储空间，并保证它们互不干扰。 （4）设备管理。根据用户提出使用设备的请求进行设备分配，同时还能随时接收设备的请求（称为中断），如要求输入信息。 （5）文件管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护，为用户提供文件操作的方便。

《计算机控制系统》课程教学大纲

《计算机控制系统》课程教学大纲 课程名称：计算机控制系统课程代码：ELEA3042 英文名称：Computer Control System 课程性质：专业学位课程学分/学时：4学分/72学时(54+18) 开课学期：第7学期 适用专业：电气工程及其自动化 先修课程：复变函数与积分变换、信号与系统、自动控制原理 后续课程：无 开课单位：机电工程学院课程负责人：杨歆豪 大纲执笔人：杨歆豪大纲审核人：余雷 一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质：计算机控制系统是电气工程及其自动化专业的一门专业学位课程。本课程针对电气工程及其自动化专业的特点，以离散控制理论等基础知识为主，同时结合自动控制理论、现代控制理论和复变函数等概念，并且以实际应用为导向，培养学生熟练的运算能力及进行科学分析、归纳和总结的能力，提高分析问题和解决问题的能力，从而为以后的从事实际工作和科学研究奠定一定的基础。 教学目标：计算机控制系统就是将计算机作为系统的控制器，从而实现对生产对象的有效控制，所以在本质上计算机控制讨论的就是系统的离散控制。本课程的主要内容包括：信号的离散和恢复，Z变换与Z反变换，差分方程及其求解，离散系统的传递函数、状态方程，系统的稳定性、过渡过程和稳态误差，系统的离散化设计和模拟化设计，数字PID技术和改进，离散系统的能控性和可测性。通过本课程的学习，要使学生了解和掌握计算机控制的基本概念、工作原理、初步分析、具有实用价值的设计方法，培养学生完成简单计算机控制系统构成、实时软件编制以及系统调试维护的基本能力，为毕业后参与计算机控制系统开发、调试和维护打下初步基础。 本课程的具体教学目标如下： 1.了解计算机控制系统的定义、分类、结构和组成，较好的掌握香农采样定理和零阶保持器，理解计算机控制系统的本质是离散控制系统，从而掌握线性离散系统的数学描述（差分方程、Z传递函数）和分析方法（Z变换、Z反变换）； 2.领会S平面与Z平面的映射关系，掌握线性离散系统的稳定域，熟练灵活运用线性离散系统的稳定性判据，能够利用Z传递函数分析离散系统的过渡过程特性和离散系统的误差特性，能够利用系统的离散状态方程和输出方程分析系统的能控性和可测性；

计算机软件系统概述

计算机软件系统概述 操作系统基础知识 数据输入、数据处理和数据输出等任务。软件可保证硬件的功能得以充分发挥，并为用户提供良好的工作环境。本章按照网络管理员考试大纲的要求，首先简述计算机软件系统和软件技术的发展，再重点介绍操作系统的基本原理，以及几个常用的操作系统。 计算机软件系统概述 软件系统是指为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。程序是完成某一任务的指令或语句的有序集合；数据是程序处理的对象和处理的结果；文档是描述程序操作及使用的相关资料。计算机的软件是计算机硬件与用户之间的一座桥梁。 计算机软件按其功能分为应用软件和系统软件两大类。用户与计算机系统各层次之间的关系如图3-1所示。

1．系统软件 系统软件是指控制计算机的运行，管理计算机的各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。其功能是方便用户，提高计算机使用效率，扩充系统的功能。系统软件具有两大特点：一是通用性，其算法和功能不依赖特定的用户，无论哪个应用领域都可以使用；二是基础性，其他软件都是在系统软件的支持下开发和运行的。 系统软件是构成计算机系统必备的软件，系统软件通常包括以下几种。 1）操作系统 操作系统（Operating System，OS）是管理计算机的各种资源、自动调度用户的各种作业程序、处理各种中断的软件。它是计算机硬件的第一级扩充，是用户与计算机之间的桥梁，是软件中最基础和最核心的部分。它的作用是管理计算机中的硬件、软件和数据信息，支持其他软件的开发和运行，使计算机能够自动、协调、高效地工作。 操作系统多种多样，目前常用的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、Linux、NetWare、Windows 2000、Windows XP/Vista、Windows NT、Windows 2003和Windows 2008等。 2）程序设计语言

《计算机控制系统》课后题答案刘建昌等科学出版社

第一章计算机控制系统概述 习题与思考题 1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？举例说明。 解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，被称为计算机控制系统。与模拟系统相比，计算机控制系统具有设计和控制灵活，能实现集中监视和操作，能实现综合控制，可靠性高，抗干扰能力强等优点。例如，典型的电阻炉炉温计算机控制系统，如下图所示： 炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后，变成电信号（毫伏级），再经变送器变成标准信号（1-5V或4-20mA）从现场进入控制室；经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，与计算机内部的温度给定比较，得到偏差信号，该信号经过计算机内部的应用软件，即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制双向晶闸管对交流电压（220V）进行PWM调制，达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小，从而调节炉温变化，最终达到计算机内部的给定温度。 由于计算机控制系统中，数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的，所以很容易实现多种控制算法，修改控制算法的参数也比较方便。还可以通过软件的标准化和模块化，这些控制软件可以反复、多次调用。又由于计算机具有分时操作功能，可以监视几个或成十上百个的控制量，把生产过程的各个被控对象都管理起来，组成一个统一的控制系统，便于集中监视、集中操作管理。计算机控制不仅能实现常规的控制规律，而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断功能，可以综合生产的各方面情况，在环境与参数变化时，能及时进行判断、选择最合适的方案进行控制，必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预，这些都是传统模拟控制无法胜任的。在计算机控制系统中，可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能，使计算机控制系统具有很强的可维护性。另一方面，计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的，程序代码存储于计算机中，一般情况下不会因外部干扰而改变，因此计算机控制系统的抗干扰能力较强。因此，计算机控制系统具有上述优点。 1.2计算机控制系统由哪几部分组成？各部分的作用如何？ 解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环节、采样开关和A/D转换环节等组成。 被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号（1-5V或4-20mA）；再经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制被控对象的物理量，实现控制要求。 1.3应用逻辑器件设计一个开关信号经计算机数据总线接入计算机的电路图。 解答： 1.4应用逻辑器件设计一个指示灯经过计算机数据总线输出的电路图。 解答： 1.5设计一个模拟信号输入至计算机总线接口的结构框图。 解答： 模拟量输入通道组成与结构图 1.6设计一个计算机总线接口至一个4~20mA模拟信号输出的结构框图。 解答：

软件系统简介

发电厂运行仿真分析系统软件系统简介 网站：https://www.wendangku.net/doc/9212107597.html, 邮箱：szy@https://www.wendangku.net/doc/9212107597.html,

目录 1. 软件版本简介 (1) 1.1 原理版功能 (1) 1.2 定制版功能 (1) 1.3 单机版功能 (1) 1.4 网络版功能 (1) 2. 软件功能简介 (2) 2.1 节能分析功能 (2) 2.2 运行仿真操作 (2) 2.3 故障事故分析 (2) 2.4 试验优化分析 (3) 2.5 设计优化分析 (3) 2.6 运行优化分析 (3) 3. 软件支撑系统 (1) 4. 软件操作简介 (3) 4.1 工况选择／保存功能 (3) 4.2 冻结／解冻/加速 (3) 4.3 外部参数设置功能 (4) 4.4 回退功能 (4) 4.5 事件及报警记录 (4) 4.6 重演功能 (5)

4.7 快存功能 (5) 4.8 故障设置功能 (5) 4.9 各类操作画面示例 (6) 4.10 测试版说明 (10)

1. 软件版本简介 1.1 原理版功能： 原理版软件只对通用类型的电厂生产原理过程进行仿真，在仿真范围及控制室表盘配置及DCS画面上进行简化，适合于现场运行管理人员和节能分析人员对运行过程进行理论分析，主要包括：故障运行分析、经济指标分析和典型技术分析，适用于对电厂机组的初步理论指导和经济核算指导。原理版软件也适合于大专院校热动、热自及电气专业的学生的课程学习。 1.2 定制版功能： 定制版软件只对某一具体电厂的生产过程进行仿真，满足电厂控制室DCS系统的完整操作画面及相关表盘的虚拟配置，建立的各系统数学模型能够真实再现这个电厂生产过程的各种运行工况，在功能、模拟范围和模型逼真上较高，对电厂设计论证、技术改造、经济评定、节能分析及对实际运行数据的跟踪比较程度水平较高。定制版软件主要适用于运行人员岗前培训、运行人员实时数据优化指导。 3. 单机版功能： 单机版软件的所有运行操作及节能分析功能都集成在单台计算机软件内，在独立的该计算机上能够完成仿真及运行的所有操作功能，包括运行操作分析、故障处理分析、经济指标分析等操作功能。 4. 网络版功能： 网络版软件按照不同的运行操作功能对仿真分析系统进行平台设置，可以在同一局域网内将不同的网络节点计算机设置成不同功能的操作员站：如汽机操作员台、锅炉操作员台、电气操作员台、故障设置及经济指标统计平台等。

计算机控制系统基本知识

第一部分DCS系统介绍 第一章计算机控制系统简介 第一节概述 计算机控制系统是指以计算机为控制设备所组成的自动控制系统。计算机具有实现各种数学运算和逻辑判断的能力。其主要特点是： 1、运算速度快，能存储大量的数据，具有很强的信息处理能力； 2、容易实现各种控制规律（PID控制、串级控制、复合控制等）； 3、将显示、打印、报警、给定参数等功能集中在控制台上，方便运行人员操作与监视； 4、指导运行人员正确地进行操作和控制。 计算机在电厂生产过程自动化中的应用，主要有以下三个方面。 1、数据采集和处理 计算机数据采集和处理系统的功能是：定时采集生产过程中大量的，经过一次测量仪表发送、统一信号、模/数转换后的过程参数信号，并按预定的要求对它们进行分析、计算和处理，最后进行CRT显示、报警、打印或储存。 计算机数据采集处理系统的结构示意图如下图实线部分所示。 数据处理的另一种应用形式是操作指导。计算机根据生产过程提出的数学模型进行计算，寻找出生产过程的最优操作条件和数值，并CRT显示屏上显示出来或通过打印机打印给操作人员。由操作人员去改变模拟调节器的给定值或直接操纵执行机构，从而把生产过程控制在最佳状态。 操作指导属于计算机开环监控方式。

简图：计算机数据处理与操作指导系统 2、直接数字控制（DDC） 生产过程的被调参数通过模拟量输入计算机，由计算机按预定的控制规律进行运算，并运算的结果由输出通道去直接控制执行机构，从而把被调参数保持在给定值上。这样的控制方式称为直接数字控制。 简图：直接数字控制系统 3、监督计算机控制（SPC） 监督计算机控制是指计算机根据生产过程的信息，按照过程的数学模型，求出生产过程最优运转的操作条件和数值，并直接去改变模拟调节器的给定值，由模拟调节器或DDC控制机实行对生产过程的控制，从而使生产过程处于最优化状态。 简图：监督计算机控制系统

计算机控制系统概述

第一章 计算机控制系统概述 习题一 1．计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 2．计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？ 3．计算机控制系统的主要特点有哪些？ 4．计算机控制系统的主要性能指标有哪些？ 5．控制对象对控制性能有何影响？ 6．现代集成控制系统的体系结构？ 7．信息网络对控制网络的推动作用？ 8．计算机控制系统的发展动向主要表现在哪几个方面？ 第二章 计算机控制系统的数学描述 习题二 1．计算机控制系统的数学描述分为几类？ 2．采样信号的物理意义是什么？ 3．采样定理与信号复现的关系是什么？ 4．设采样周期为T ，试求以下连续时间被控对象的脉冲传递函数。 ) )((1)()3())(()()2() ()()1(b s a s K s e s G b s a s K s G a s s K s G Ts ++-=++=+= - 5．已知a s a s G s s G +==)(,1)(21，试分别求出他们中间没有采样开关隔开时，和中间有采样开关隔开时的脉冲传递函数。 6．设有闭环采样控制系统如图2.27所示，试求出该系统闭脉冲传递函数。 图2.27 闭环采样控制系统结构图 7．设采样控制系统的特征方程如下所示，试确定相应系统的渐进稳定性。 122)5(0 15.05.055.1)4(0 325.1)3(0 1939)2(0 35)1(23423412333423=+-+-=+-+-=+--=++++=+++z z z z z z z z z z z z z z z z z z z 8．设采样控制系统的特征方程为0)1(5.123=+-++k kz kz z ，试决定为保证系统稳定k 的取值范围。

计算机的软件系统包括

计算机的软件系统 计算机软件系统总体分为系统软件和应用软件两大类。 计算机的软件系统是指计算机在运行的各种程序、数据及相关的文档资料。计算机软件系统通常被分为系统软件和应用软件两大类。计算机系统软件能保证计算机按照用户的意愿正常运行，为满足用户使用计算机的各种需求，帮助用户管理计算机和维护资源执行用户命令、控制系统调度等任务。软件系统分为两大类，虽然各自的用途不同，但他们的共同点是都存储在计算机存储器中，以某种格式编码书写的程序或数据。 1、系统软件 系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。 系统软件一般包括操作系统、语言处理程序、数据库系统和网络管理系统。 2、应用软件 应用软件是指计算机用户利用计算机的软、硬件资源为某一专门应用目的而开发的软件。

例如：科学计算、工程设计、数据处理、事务管理等方面的程序。应用软件是指计算机用户利用计算机的软、硬件资源为某一专门应用目的而开发的软件。例如：科学计算、工程设计、数据处理、事务管理等方面的程序。 软件是计算机的灵魂，没有软件的计算机就如同没有磁带的录音机和没有录像带的录像机一样，与废铁没什么差别。使用不同的计算机软件，计算机可以完成许许多多不同的工作。它使计算机具有非凡的灵活性和通用性。也正是这一原因，决定了计算机的任何动作都离不开由人安排的指令。人们针对某一需要而为计算机编制的指令序列称为程序。程序连同有关的说明资料称为软件。配上软件的计算机才成为完整的计算机系统。 一般把软件分为两大类：应用软件和系统软件。 一、应用软件 应用软件是专门为某一应用目的而编制的软件，较常见的如： 1、文字处理软件 用于输入、存贮、修改、编辑、打印文字材料等，例如WORD、WPS等。 2、信息管理软件 用于输入、存贮、修改、检索各种信息，例如工资管理软件、人事管理软件、仓库管理软件、计划管理软件等。这种软件发展到一定水平后，各个单项的软件相互连系起来，计算机和管理人员组成一个和谐的整体，各种信息在其中合理地流动，形成一个完整、高效的管理信息系统，简称MIS。 3、辅助设计软件 用于高效地绘制、修改工程图纸，进行设计中的常规计算，帮助人寻求好设计方案。 4、实时控制软件 用于随时搜集生产装置、飞行器等的运行状态信息，以此为依据按预定的方案实施自动或半自动控制，安全、准确地完成任务。 二、系统软件

计算机监控技术第1章 计算机控制系统概述

第1章计算机控制系统概述 习题与思考题 1-1 测控系统微机化的重要意义是什么？ 1-2 对计算机控制系统有哪些基本要求？ 1-3 闭环控制与开环控制有什么不同？ 1-4 计算机控制系统中的在线方式与离线方式的含义是什么？ 1-5 按应用领域和设备形式，计算机控制系统可分为哪几种？ 1-6计算机控制系统有哪几种输入与输出信号？各有什么特点和应用场合？ 1-7 针对不同行业、不同被控对象，可以选择哪些计算机控制装置（主机）？ 1-8 以定位减速和工件加工为例，说明计算机控制系统的工作原理。 1-9 什么是实时计算机系统？在计算机控制系统中实时性体现在哪几个方面？ 1-10 什么是智能控制？有哪几种形式的智能控制系统？ 1-11 计算机控制系统各环节软、硬件的发展趋势是什么？ 参考答案 1-1 测控系统微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些新特点和新功能： 1）自动清零功能。在每次采样前对传感器的输出值自动清零，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，且受环境参数变化的影响比较严重，从

计算机测控系统课程设计

计算机测控系统课程设计 课题：基于DCS技术的水箱水位串级控制系统设计与仿真实现 专业：自动化 班级：自动10—1BF

一、课程设计目的通过对水位监控系统的设计和试验，掌握组态软件的应用，以及计算机监控系统的基本组成和实现方法。了解DCS 应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能根据应用目的，进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。以P3DCS 分散控制系统为平台，完成DCS 的组态。 二、课程设计内容采用P3DCS系统设计完成水箱水位串级控制系统并进行参数整定和调试，包括数据库组态、SAMA图组态、流程图组态、操作器组态，设计手动和单回路自动控制、串级自动控制等控制方案，并实现手自动无扰切换和报警，设计相应的模拟量控制和逻辑控制方案并实现，进行仿真、参数整定与系统调试。其中上水箱水位的对象传递函数为s e s s G 3 2 1 15 2 ) ( 上水箱水位对下水箱水位传递函数为s e s s G 5 1 1 25 3 . 1 ) ( 其它执行器和测量电路的传递函数简化为K = 1 三、系统概述两个水箱的串联在工业中运用的非常广泛，上下水箱组成一个串联，这样的一个串联系统跟单容水箱在控制时间上对比有了一定的迟延，这是由于容积迟延造成的，通过在P3DCS 组态软件的使用下，设计一个串级控制系统。设计串级回路控制的目的就是在控制系统中加入副回路，从而加快系统的调节速度和增强系统的动态性能。主副回路控制系统的PID 参数采用两步整定法，先整定副回路上水箱的PID 参数使之达到稳定，然后再整定主回路的参数使之达到稳定的状态。并通过P3DCS 组态软件对系统的曲线进行实时监控，调出最优PID 参数。系统的工艺流程如下图（图1）所示：图 1 3 根据水箱系统的结构，我们设置一个串级控制回路，把下水箱作为串级控制系统的主控制回路，上水箱作为串级的副控制回路。从而得出串级控制系统的方框图如（图2）所示：图2

计算机软件概述

软件概述 总的来说，软件就是指用以指挥计算机运行活动所使用的程序。有两类软件：应用软件和系统软件。程序员设计和编制应用软件来完成面向用户的某些应用，诸如收帐和工资系统等。系统软件更为通用，通常是独立于应用的。它支持基本的计算机功能以及所有的应用领域(而不是特殊的应用)。 系统软件 可以将系统软件从逻辑上分成主要的几类。下面我们对每一类作概括介绍。 1.编译程序。编译程序将一种高级语言的指令(如，COBOL)翻译成计算机能解释的指令。读者应该记住：任何一台计算机都是用机器语言来执行所有的程序，而不论这些程序是用BASIC、FORTRAN或是COBOL编写的。高级程序设计语言只不过是给用户提供了一种方便，“源”语言形式的程序是不能执行的。 2.源程序。它由程序员编写的一些语句组成，由编译程序对它进行编译。程序员请求该程序，于是系统从辅存中调出COBOL编译程序并装入到主存。然后，编译程序将源程序翻译成目标程序。这种目标程序是机器语言形式，通常存放在辅存上以便今后调用并(或)直接执行。编译的过程可能是费时间的，特别对于大型程序更是如此，在规则地调度生产性程序时，将直接“调用”(从磁盘检索)并执行目标程序，不需要进行编译。如果对源程序作了某些修改，那么必须对它重新编译以产生最新版本的目标程序。 3.解释程序。解释程序基本上执行与编译程序相同的功能，只是方式上不同而已。解释程序按顺序翻译并执行每一条源程序语句。解释程序的优点是当语句出现语法错误时，可以立即引起程序员注意，而程序员在程序开发期间就能进行校正。解释程序的缺点是不能像编译程序那样充分地利用计算机资源。 4.模拟和仿真程序。这类系统软件允许一台计算机就像是另一台计算机那样工作。当把程序转换到另一台不兼容的计算机上时，模拟程序和仿真程序特别有用。直到现有程序全部被转换成新的计算机格式后，原来为一台老的计算机编写的程序才能在新的计算机上执行。从技术上讲，仿真程序是硬件和软件的结合，而模拟程序则完全是软件。 5.实用程序。实用程序是经常使用的服务程序。这些程序提供了诸如文件备份(如，从磁盘转贮职工主文件到磁带)、测试辅助(在程

计算机控制系统概述

第一章计算机控制系统概述 习题及参考答案 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。 图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：(2)输入输出通道(3)外部设备(4)检测与执行机构 4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。 软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 (1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。 系统软件包括： a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等； b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序； c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数

第一章 计算机系统概论

第一章计算机系统概论 （一）选择题 1.有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为 A.硬件 B.软件 C.固件 D.辅助存储器 E.以上都不对 2.输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为 A.操作系统 B.存储器 C.主机 D.外部设备 3.计算机系统中的存储系统是指 A. RAM存储器 B. ROM存储器 C.主存 D.主存和辅存 4.计算机与日常使用的袖珍计算器的本质区别在于 A.运算速度的高低 B.存储器容量的大小 C.规模的大小 D.自动化程度的高低 5.冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是 A.多指令流单数据流 B.按地址访问并顺序执行指令 C.堆栈操作 D.存储器按内容选择地址 6.用户与计算机通信的界面是 A. CPU B外部设备 C.应用程序 D 系统程序 7.下列属于应用软件。 A.操作系统 B 编译程序 C.连接程序D文本出来程序 8下列不是输入设备。 A.画笔与图形板 B 键盘 C.鼠标器 D 打印机 9.下列各装置中，具有输入及输出功能。 A.键盘 B 显示器 C.磁盘驱动器 D 打印机 10.下列设备中不属于输出设备。 A.打印机 B 磁带机 C.光笔 D 绘图仪 11下列语句中是正确的。 A.数据库属于系统软件 B.磁盘驱动器只有输入功能 C.评估计算机的执行速度可以用每秒执行的指令数为判断依据 D.个人计算机是小型机 12.计算机只懂机器语言，而人类熟悉高级语言，故人机通信必须借助 A.编译程序 B.编辑程序 C.连接程序 D.载入程序 13.计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为 A. ALU B. UP C. CPU D. CAD 14.只有当程序要执行时，它才会去将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句，此程序称为 A.目标程序 B.编译程序C解释程序 D.汇编程序 15下列语句中是正确的。 A. 1 KB= 1024x1024 B B. 1 KB=1024 MB C. 1 MB = 1024 x1024 B D. 1 MB = 1 024 B 16.一片1 MB的磁盘能存储的数据。 A. 106字节 B. 10-6字节 C. 109字节 D. 220字节 17. 32位的个人计算机，一个字节( byte)由位(bit)组成。 A. 4 B. 8 C. 16 D. 32

1.一个完整的计算机软件系统包括(B )

0018计算机应用基础复习资料 一、单项选择题 1.一个完整的计算机软件系统包括(B ) A.主机箱、键盘、显示器和打印机 B.系统软件和应用软件 C.计算机主机及外部设备 D.硬件系统和软件系统 2. 3.5英寸软盘的写保护口已打开，在这种情况下( A) A.只能读盘，不能写盘 B.即能读盘，又能写盘 C.只能写盘，不能读盘 D.不能读盘，也不能写盘 3.为了表示ABCDE.FG,ABDDE.BA T,ABCDE.EXE,https://www.wendangku.net/doc/9212107597.html,,AAA.TXT中的前三项，应使用(A ) A.AB?DE.* B.AB*DE.? C.AB*.* D.AB?D E.? 4.十进制数123转换成二进制数是(C ) A.1111111 B.1111110 C.1111011 D.1111001 5.计算机辅助设计的英文缩写为(C ) A.CAT B.CAM C.CAD D.CAI 6.与十进制数0.65625D等值的是(A ) A. 0.10101B B.0.11011B C.0.11111B D.0.10111B 7.计算机的电源切断之后，存储内容全部消失的存储器是(D ) A.软磁盘 B.只读存储器 C.硬盘 D.随机存储器 8.下列字符中，ASCII码最小的是(D ) A.a B.A C.Z D.5 9.四倍速光驱的读取速度是(C ) A.150KB/S B.300KB/S C.600KB/S D.900KB/S 10.中央处理单元(CPU)的两个主要组成部分是运算器和(C ) A.寄存器 B.主存储器 C.控制器 D.辅助存储器 11.DOS操作系统命令分内部命令和外部命令，其内部命令存储在( A) A.内存 B.软盘 C.硬盘 D.光盘 12. 剪贴板是(C )中的一部分空间。 A 硬盘 B 软盘 C 内存 D 光盘 13.奔腾4 CPU的字长为(D ) A.8位 B.16位 C.64位 D.32位 14.如图所示，在WINDOWS98的资源管理器中符号“＋”的含义是(C) A标记该文件夹中有文件 B备份文件的标记 C标记文件夹中还有子文件夹 D标记文件夹中还有子文件夹和文件 15.在Windows中，对话框是一种特殊的窗口，它(D ) A.既不能移动，也不能改变大小 B.仅可以改变大小，不能移动 C.既能移动，也能改变大小 D.仅可以移动，不能改变大小 16.在Windows中，记事本中保存的文件，系统默认的文件扩展名是(A ) A.TXT B.DOC C.WPS D.DOS 17.在下列的DOS命令中，属于内部命令的是( A) A.COPY B.FORMAT C.FDISK D.ATTRIB