第7章 计算机控制系统
第7章 计算机控制系统
一、计算机控制系统的特征与工作原理
将常规控制系统中的模拟控制器的功能用计算机来实现，就构成典型的计算机控制系统。
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用计算机实现控制的原因：
1. 数字控制能实现复杂控制规律的控制；
2. 计算机具有分时控制能力，可实现多回路控制；
3. 数字控制可以实现灵活多样的控制规律；
4. 采用计算机还能实现监控、数据采集、数字显示等 其他功能。
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从模拟控制系统发展到计算机控制系统，控制器结构、控制器中的信号形式、系统的过程通道内容、控制量的产生方法、控制系统的组成观念均发生了重大变化。计算机控制系统在系统结构方面有自己独特的内容；在功能配置方面呈现出模拟控制系统无可比拟的优势。
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结构特征
1?执行控制功能的核心部件是计算机，是模数混合系统；?控制规律利用软件实现，便于实现复杂的控制规律；?可同时控制多个回路；
?存在开环控制系统、闭环控制系统等不同类型的控制系统。
6信号特征
2 模拟控制系统中各处的信号均为连续模拟信号，而计算机控制系统中除仍有连续模拟信号外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。
计算机控制系统的信号流程
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模拟信号:
定义在连续时间上的信号，且其幅值也是连续变化的。
采样：
把连续时间信号转变成离散时间数据的操作，即以离散时间点处的一
系列值取代原始的连续时间信号。
离散模拟信号:
定义在离散时间上的信号，但其幅值未经量化。
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模拟-数字（A/D）转换器：执行采样-保持，量化和编码的功能。
量化：
采用一组数码（二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转化为数
字信号。（双积分型、逐次比较型等）
编码：
将经过采样、量化后的数据编制成二进制码。
数字信号：
幅值被量化的离散时间信号。可以用二进制数表示。
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数字-模拟（D/A）转换器（解码)：在数字控制器的输出端，数字信号
必须通过数模转换过程转换成模拟信号。经过保持电路后传递到模拟
执行器。
量化模拟信号：
幅值等于数字量的模拟脉冲信号。再靠信号恢复器，变为随时间连续变
化的信号。
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控制方法特征
3 计算机控制系统除了包含连续信号外，还包含数字信号，因而计算机控制系统与模拟控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。常用的设计方法有两种：模拟调节规律模拟化设计法，离散化设计法。
模拟化设计方法（间接设计法）：根据系统已有的连续模型，按连续系统理论设计模拟调节器，然后按照一定的对应关系将模拟调节器离散化，得到等价的数字控制器。
离散化设计方法（直接设计法）：把计算机控制系统变成纯粹的离散系统，用Z 变换等工具进行分析设计，直接设计出控制算法，得到数字控制器。
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功能特征
4?⑴以软件代替硬件
?⑵数据存储
?⑶状态、数据显示
?⑷管理功能
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计算机控制系统的工作原理
5?计算机控制过程可归结为如下四个步骤：
?⑴实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测并输入。
?⑵实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。
?⑶实时控制输出：根据控制决策、适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
?⑷信息管理：随着网络技术和控制策略的发展，信息共享和管理也是计算机控制系统必须完成的功能。
上述过程不断重复，使整个系统按照一定的品质指标进行工作,使被控变量稳定在设定值上并对控制量和设备本身的异常现象及时作出处理
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实时的含义:
指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制。超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。
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计算机控制系统的工作方式
6 在线方式和离线方式：on-line/off-line
生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式。
生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。
在线系统是否一定是实时系统？
实时系统是否一定是在线系统？
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二、 计算机控制系统的硬件组成
计算机控制系统硬件组成框图
三、计算机控制系统的软件
按功能分：系统软件、应用软件
?系统软件：专门用来使用和管理计算机的程序。
–各种语言的汇编、解释和编译软件，监控管理程序、
操作系统、调整程序以及故障诊断程序
?应用软件：面向生产过程的程序。
A/D、D/A转换、数据采样、数字滤波、标度变换、过程控制程序（PID运算、数字控制程序）等等。应用软件大都
由用户自己根据实际需要进行开发。应用软件的优劣，
将给控制系统的功能、精度和效率带来很大的影响，它
的设计是非常重要的。（常用的工业组态软件：In
Touch HMI软件、FIX组态软件、组态王等；常用的PLC软
件：西门子的Wincc等 ）
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四、计算机控制系统的类型
计算机控制系统的分类不是严格的按照其结构或者功能进行分类的。计算机控制系统的分类，是根据计算机控制系统的发展历史和在实际应用中的状态进行分类的。
操作指导控制系统（Operational Information System—OIS ）
1显示终端打印机
微型机
工业
对
象
A/D
转
换
器采样器测量元
件调节器
18直接数字控制系统（ Direct Digital Control system——DDC ）
2计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式
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监督计算机控制（ Supervisory Computer Control——SCC ）3 计算机根据工艺参数和过程参量检测值，按照所设计的控制算法进行计算，计算出最佳设定值直接传给常规模拟调节器或者DDC计算机，最后由模拟调节器或DDC计算机控制生产过程。 SCC系统有两种类型，一种是SCC+模拟调节器的控制系统，另一种是SCC+DDC 的控制系统。
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人工监管（SCC计算机）给定值 测量值
人工监管（SCC 计算机）给定值 测量值多路开关多路开关A/D A/D 检测元件检测元件反多路开关反多路开关DDC DDC D/A
D/A 生产过程生产过程管理命令报告
……人工监管（SCC计算机）给定值 测量值人工监管（SCC 计算机）给定值 测量值多路开关
多路开关A/D A/D 检测元件
检测元件生产过程
生产过程管理命令报告……
T T 模拟调节器SCC+模拟调节器SCC+DDC 两级系统
计算机操作系统第七章作业及答案
计算机操作系统第七章 作业及答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？
只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。
计算机控制系统考试
第一章 1．计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？ 2．分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。 3．计算机控制系统的软件由哪些部分构成？ 4．按控制方案来分，计算机控制系统划分成那几大类？ 5．计算机控制装置可以分成哪几种机型？可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 1. 计算机控制系统及工程应用--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。 ?计算机控制系统是由常规仪表控制系统演变而来的; 2.计算机控制系统硬件一般包括：主机--CPU ＋RAM＋ROM＋系统总线常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO 人机接口设备—CRT、LED、LCD、打印机等通信设备—交换机、modem、集线器等 3.软件通常分为系统软件和应用软件两大类；系统软件一般由计算机厂家提供，专门用来使用和管理计算机本身的程 图1-4 计算机控制系统硬件组成框图 序；应用软件是用户针对生产过程要求而编制的各种应用程序。 4.数据采集系统（DAS）操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC）计算机监督控制系统（SCC） 分散控制系统（DCS 现场总线控制系统（FCS） 5.可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 第二章 8、结合图2-3，分析说明DAC0832的内部结构组成及其作用 DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由LE1加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，由LE2加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。 第三章 2．分析说明8路模拟开关CD4051的结构原理图，结合真值表设计出两个CD4051扩展为一个8路双端模拟开关的示意图。 3．什么叫周期采样？采样时间？采样周期？
计算机控制系统作业参考答案
《计算机控制系统》作业参考答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控 制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID 调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。 ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC 计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC 计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC 计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT 操作站相连。 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与 控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。 与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点： (1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标. (3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。 (5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。 (6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度. (7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。 图1.3-2 典型的数字控制系统 给定
计算机操作系统第七章作业及答案
5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。 按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？ 只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。
计算机控制系统课后习题参考答案(刘士荣版)--第6章—1
思考题与习题 6-6 具有纯滞后补偿的控制系统如图6-12所示，采样周期1T s =，对象为 221()1 s s G s e e s --= +， 求Smith 预估器的控制算式)(k y τ。 解 则预估器的传递函数为 21 ()()(1)(1)1 s s G s G s e e s ττ--=-= -+ 2()1()(1)()1 s s Ts Y s e G s e U s e s ττ----=-=+ () ()()(3)dy t y t u t T u t T dt ττ+=--- ()(1) ()(1)(3)y k y k y k u k u k T τττ--+=--- ()0.5(1)0.5(1)0.5(3)y k y k u k u k ττ=+---－ 6-12 前馈控制结构图如图6-18，设被控对象的干扰通道和控制通道的传递函数分别为 s n e s s G 4191)(-+= s e s s G 21 301 )(-+= 采样周期T =1s 。试推导完全补偿前馈控制器()n D z 输出()n u k 。 解 () Y s 图6-12 具有纯滞后补偿的控制系统
s s s n n n e s s e s e s s G s G s N s U s D 2241 91301 301191 )()()()()(---++-=++-=-== 相应的微分方程为： )]2() 2(30[)()(9 -+--=+t n dt t dn t u dt t du n n 对上式进行离散化，得： )]2() 12 ()2(30[)()1()(9T k n T T k n T k n k u T k u k u n n n -+-----=+-- s T 1= ∴ 上式为： )2()]3()2([30)()]1()([9------=+--k n k n k n k u k u k u n n n )3(30)2(31)1(9)(10-+---=k n k n k u k u n n 即 )3(3)2(1.3)1(9.0)(-+---=k n k n k u k u n n 此式即为完全补偿前馈控制器的控制算法。 注意：1、除了上面的2道题外，第6章要求过的还有： 6-2 ：参考课本内容及例题 6-3（包括响应曲线）：参考课本内容及例题 6-11：参考课本图6-17和图6-22 第6章这些题要求全面掌握！ 2、理解： 下图是一个简单的水位控制系统。 ⑴试说明它的工作原理。 ⑵指出系统的被控对象、被控量、给定量（输入信号）。 ⑶画出系统工作原理的方框图。 进水 出水 h 水位 高度
计算机系统结构第七章自考练习题答案
第七章多处理机 历年真题精选 1. 在多处理机上，两个程序段既能顺序串行、交换串行，又能并行，则这两个程序段之间 必须是（ B ）。 A. 只有数据相关 B. 只有源数据相关 C. 只有数据反相关 D. 只有数据输出相关 2. 在多处理机上，有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小 时，任务宜采用（粗）粒度。 3．多处理机互连形式一般有总线形式，环形互连形式，（交叉开关）形式，多端口存储器形式和（开关枢纽结构）形式等几种。 4. 多处理机实现的是（作业）和（任务）间的并行。 5. 用霍纳法则给定的表达式如下：E=a(b+c(d+e(f+gh))) 利用减少树高的办法加速运算，要求： （1）画出树形流程图； （2）确定运算级数TP，处理机机数P、加速比SP和效率EP等的值。 （TP=7，P=3，SP=7/4，EP=7/12） 6. 简述使用多处理机的目的和多处理机具备的特点。(P182-183) 同步强化练习 一．单项选择题。 1. 多处理机主要实现的是（ A ）。 A.任务级并行 B.指令级并行 C.操作级并行 D.操作步骤的并行
2. 多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则（ B ）。 A.可以并行执行 B.不可能并行 C.必须并行执行 D.任何情况均可交换串行 3. 若两个程序段之间没有任何相关，则两个程序段（ B ）。 A.不可并行 B.可并行 C.不可顺序串行 D.不可交换串行 4. 多处理机的各自独立型操作系统（ D ）。 A. 适合于紧耦合多处理机 B.要求管理程序不必是可再入的 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5. 多端口存储器适合于连接（ A ）。 A.紧耦合多处理机 B.松耦合多处理机 C.机数很多的的处理机 D.机数可变的多处理机 6. 主从型管理程序只在（ C ）运行。 A.多台处理机上 B.一台随意的主处理机上 C.一台指定的主处理机上 D.处理机之间 7. 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（ C ）。 A.SISD B.MISD C.MIMD D.SIMD 8. 属于MIMD系统的结构是（ D ）。 A.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 B.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 C.阵列处理机 D.松耦合多处理机和多计算机 9. 在共享主存的多处理机中，为减少访主存冲突，采用的方式一般是（ A ）。 A.并行多体交叉主存系统 B.共享Cache存储器 C.虚拟存储器 D.共用高速单体主存系统
计算机控制系统习题参考答案--第2章
习题参考答案 2-3 信号调理单元的功能是什么？通常包括哪些电路？ 放大、电平变换、电隔离、阻抗变换、线性化和滤波，将传感器输出的电信号尽可能不失真地转变为标准的电流或电压信号（通常为4～20mA 、0～5V 等）。 通常包括标度变换器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。 2-5 仪表放大器与普通运算放大器有何不同？其特点有哪些？ 对于输出阻抗大，共模电压高的输入信号，需要用到高输入阻抗和高共模抑制比的差动放大器，仪器放大器是专为这种应用场合设计的增益可调的放大器。 如果由普通的运放构成增益可设定的差动放大器，因其输入阻抗低，电阻参数对称性调整复杂，共模抑制比低，故而不适合作为传感器输出信号的差动放大器。 2-11 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？ 采样保持器的作用是：在A/D 转换期间保持输入模拟信号不变。 并不是所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器，如被采样的模拟信号的变化频率相对于A/D 转换的转换速度较低的话，可以不加采样保持器。 2-13 A/D 转换器有哪些技术指标？ (1) 分辨率 通常用转换后的数字量的位数表示，如8位、10位、12位、16位等 (2) 量程 它是指所能转换的电压范围。如5V 、10V 等。 (3) 转换精度 它是指转换后所得结果相对于实际值的准确度。A/D 转换器的转换精度取决于量化误差q 、微分线性度误差DNLE 和积分线性度误差INLE 。通常用绝对精度和相对精度两种表示方法。绝对精度常用数字量的位数表示法，如绝对精度为±1/2LSB 。，相对精度用相对于满量程的百分比表示。如满量程为10V 的8位A ／D 转换器，其绝对精度为81/210/219.5mV ?=±，而8位A ／D 的相对精度为%59.0%1002/)2/1(8=?FSR 。 精度和分辨率不能混淆。即使分辨率很高，但温度漂移、线性不良等原因可能造成精度不是很高。 (4) 转换时间 它是指启动A/D 到转换结束所需的时间，即孔径时间。 (5) 工作温度范围 较好的A/D 转换器的工作温度为-40～85℃，一般的为0～70℃。 2-14 一个12位的A/D 转换器，孔径时间为20μs ，绝对精度为±1LSB ，若不使用采样保持器，为了确保转换精度，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？ /100 2100A D m U ft U δπ??==? 6/(1/4096)*100 1.9Hz 21002π2010100 A D f t δ π-∴==≈????
《计算机控制技术》教材习题解答1
《计算机控制技术》习题解答 第一章 什么是计算机控制系统计算机控制系统由哪几部分组成 答：计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。 计算机控制系统的组成：计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成。、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 计算机控制系统结构有哪些分类指出这些分类的结构特点和主要应用场合。 答： （1）操作指导控制系统 优点：结构简单，控制灵活，安全。 缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。 （2）直接数字控制系统（DDS） 优点：实时性好，可靠性高，适应性强。 （3）监督控制系统（SCC） % 优点：生产过程始终处于最优工况。 （4）分散控制系统（DCS） 优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。 （5）现场总线控制系统（FCS） 优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。 .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。 ; .实时、在线方式和离线方式的含义是什么 答：所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式；生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作
第7章计算机控制器
第7章控制器 7.1 控制器的功能和组成 7.2 指令周期 7.3 操作命令分析 7.4 控制信号举例 7.5 控制器设计
7.1 控制器的组成 一、控制器的功能 1、从存储器取出指令，送到控制器里指令寄存器IR中 2、对指令进行译码，产生出完成指令对应的时序控制信号，并由CPU引脚将控制信号加到系统总线里的控制线中去，从而控制相关部件动作，完成指令的执行。 3. 控制程序输入及结果的输出 4. 总线管理 5. 处理异常情况和特殊请求
8.1 二、控制器的组成 1.程序计数器PC 存放当前正在执行的指令地址或下一条要执行指令的地址。具有自动加1（或加2）功能。 2.指令寄存器IR 存放次内存中取出的指令。 3.指令译码器 对指令寄存器IR中指令操作码进行译码，译码出的信号加到“操作信号形成部件”中一起形成该指令所需要的，具有一定时序关系的操作控制信号序列。
4.操作控制信号形成部件 根据指令操作码的译码信号以及时序信号产生部件发出的时序信号，分波次发出控制信号，控制计算机相关部件，完成指令的执行。 5. 时序信号产生器 产生机器周期信号和时钟信号，控制指令执行大的步骤（机器周期），及每个大步骤下的小的执行步骤（时钟周期）。 6.地址寄存器MAR 存放指令的地址或操作数的内存地址。 7. 数据缓冲寄存器MDR 内存写入数据或读出的指令或数据，都要经过MDR进行缓冲。
7.2 指令周期 一、指令周期的基本概念 1 . 指令周期 取出并执行一条指令所需的全部时间 完成一条指令 执行 取指、分析 取指阶段取指周期执行阶段执行周期（取指、分析） （执行指令） 指令周期 取指周期执行周期
计算机控制第三章习题
第三章习题 3-1 设连续系统和采样系统的输入输出关系分别为 (1) 2t 1234567a y(t)a y(t)a e a y(t)a y(t)(a sin t a )y(t)r(t)????? -??++++++=???? (2)[][]0.1t 1234561a y(k)a y(k 2)(a a e cos 2t)y(k 1)a a ln y(k)y(k)b r(k 1)-+++++++=+ 23b r(k)b r(k 1)-+- 试问要是系统称为(a)线性系统，(b)定常系统，(c)线性定常系统，应该令那些系数为零？ 3-2 用z 变换定义求下列函数的z 变换 (1) t 2t f (t)e e --=- (2)t f (t)1e -=- (3)t f (t)a = 3-3 用z 变换性质求下列函数的z 变换 (1) -at f (t)te = (2) 3f (t)t = (3) -at f (t)e cos t ω= 3-4 分别利用三种不同的方法求下列拉氏变换的z 变换 (1) 21 F(s)s(s +1) = (2)2 5 F(s)s(s +1) = 3-5 分别利用三种不同的方法求下列函数的z 反变换 (1) --(1-e )z F(z)(z-1)(z-e ) ττ=
(2) 2 z F(z)(z-2)(z-1) = 3-6 已知采样系统结构图如图3-28所示，采样周期T=1s ，试画出A 、B 、C 各点的精确波形图，设r(t)=1(t) 图 3-28 习题3-6采样系统结构图 3-7 用z 变换方法解下列差分方程，求y(k)表达式 (1) y(k+2)+5y(k+1)+6y(k)=0 y(0)=0,y(1)=1 (2) y(k+1)+2y(k+1)+y(k)=r(k) y(0)=0 k 0,r(k)=k k=0,1,2,...≤ √3-8 已知图3-29所示系统结构图中1 G(s)=,T 0.2s,r(1)1(t)s(s+0.2) ==。试求： (1)输出z 变换Y(z)； (2)输出* y ()t 的终值。 图 3-29 习题3-8采样系统结构图 () y t √3-9求下图所示系统的闭环脉冲传递函数或Y(z)。 Y(s) (a)
计算机控制系统(王慧第三版)第三章课后答案
计算机控制系统课后答案 第三章计算机控制系统中的总线技术 1、为什么要制定计算机总线标准？采用总线结构有哪些优点？ 答：为了使插件与插件之间、系统与系统之间能够实现正确的连接和可靠通信，就必须对连接各插件或各系统的基础——总线，制定出严格的规约，即总线标准。 优点：①使结构由面向CPU变为面向总线，简化了系统结构；②可做到硬件、软件的模块化设计与生产；③系统结构清晰明了，便于灵活组态、扩充、改进与升级；④符合同一总线标准的产品兼容性强；⑤用户可以根据自己的需要将不同生产厂家生产的各种型号的模块或模板方便的用标准总线连接起来，构成满足各种用途的计算机应用系统。 2、计算机总线大致可分为几类，其中内部总线又可分为几类？ 根据总线的功能和应用场合，总线分为内部总线和外部总线。 根据总线的结构总线还可分为并行总线和串行总线。 内部总线分为：数据总线D，地址总线A，控制总线C和电源总线P。 3、总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么？ 控制总线决定了总线的功能强弱、适应性好坏。 4、常见的总线体系结构有哪几种？总线的控制方式又有哪些？ 常见的总线体系结构有以下三种：单总线体系结构；并发总线体系结构；带Cache的并发总线体系结构。 总线的控制方式：①串行链接式总线裁决②定时查询方式③独立请求式总线裁决。 5、总线的数据传输方式有哪些？ ①同步式通信 ②异步式传输 ③半同步传输 6、调制解调器实现远程通信时可分为哪三阶段？并阐述RTS、CTS等信号的变化情况。 调制解调器实现远程通信一般包括呼叫建立、数据传输和拆线三个阶段。 RTS、CTS等信号的变化情况见教材P41。 7、RS-232与RS-485有什么本质的区别？简述其优缺点。 RS-232采用EIA电平，非平衡连接及公用地线，用于数据中断设备DTE和数据通信设备DCE之间的串行异步数据通信，还可作为计算机与计算机，计算机与外设之间的连接标准，通信方式既可全双工，也可半双工；RS-485采用差分驱动电路平衡方式，采用TTL电平，多个发送器，多个接收器，可采用总线方式通信，也可采用环路方式，只能工作在半双工方式。 优缺点：RS-232：通信成本低，应用广，但数据传输速率低，通信距离短，未规定标准的连接器，接口处各信号间易产生串扰。 RS-485：传输速率高，通信距离远，抗干扰能力强，多端通信，但只能工作在半双工。 8、简述SPI总线的特点。 参考教材P48第一段。 9、简述I2C总线的特点。 参考教材P49第2段。
计算机控制系统3
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作业三第五章 5.1 已知连续系统的传递函数: (1) 2 G(s) (s1)(s2) = ++ ; (2) s a G(s) s(s b) + = + 试用冲击不变法﹑阶跃不变法﹑零极点匹配法﹑双线性变换法、差分变换法，将上述传递函数转换为等效的Z传递函数. 取采样周期T=0.1s. 5.2 已知比例积分模拟调节器D(s)=Kp+Ki/s ,试用后向差分法和双线性变换法求数字调节 器D（z）及其控制算法。 5.3 已知Z传递函数 z0.7 G(z) z0.2 + = - ,试分析其频率特性，并判断它是低通滤波器还是高通 滤波器.
5.4 已知系统的差分方程为: y(k)0.8y(k1)x(k)2x(k1) =-++-, 其中x (k)为输入序列，y (k) 为输出序列. 试分析其频率特性. 5.5 已知低通滤波器 0.5266z D(z) z0.4734 = - , 求D（z）的带宽ωm.. 取采样周期T=2ms. 5.6 已知广义对象的Z传递函数 0.05(z0.7) HG(z) (z0.9)(z0.8) + = -- ,试设计PI调节器 D(z)=Kp+Ki/(1-z-1)，使速度误差e ss=0.1 ，取采样周期T=0.1s.
5.7 已知10.15s D(s)0.05s += ,写出与它相对应的PID 增量型数字控制算法。 第六章 6.1试述在最少拍设计中，系统的闭环Z 传递函数Gc(z)和误差Z 传递函数Ge(z)的选择原则。 6.2最少拍控制系统有哪几种改进设计方法。 6.3已知不稳定的广义对象：1 1 2.2z HG(z)1 1.2z --=+, 试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器。
计算机控制系统作业答案
计算机控制系统作业答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 参考答案： 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 图1.3-2 典型的数字控制系统 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 参考答案： 计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制. ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT操作站相连. 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 参考答案： 计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象
计算机控制系统习题参考答案--第2章200803
1信号调理单元的功能是什么？通常包括那些电路？ 放大、电平变换、电隔离、阻抗变换、线性化和滤波，将传感器输出的电信号尽可能不失真地转变为标准的电流或电压信号（通常为4～20mA 、0～5V 等）。通常包括标度变换器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。 2 仪表放大器与普通运算放大器有何不同？其特点有哪些？ 对于输出阻抗大，共模电压高的输入信号，需要用到高输入阻抗和高共模抑制比的差动放大器，仪器放大器是专为这种应用场合设计的增益可调的放大器。如果由普通的运放构成增益可设定的差动放大器，因其输入阻抗低，电阻参数对称性调整复杂，共模抑制比低，故而不适合作为传感器输出信号的差动放大器。 3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？ 采样保持器的作用是：在A/D 转换期间保持输入模拟信号不变。并不是所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器，如被采样的模拟信号的变化频率相对于A/D 转换的转换速度较低的话，可以不加采样保持器。 4A/D 转换器有哪些技术指标？ (1) 分辨率 通常用转换后的数字量的位数表示，如8位、10位、12位、16位等(2) 量程 它是指所能转换的电压范围。如5V 、10V 等。(3) 转换精度 它是指转换后所得结果相对于实际值的准确度。A/D 转换器的转换精度取决于量化误差q 、微分线性度误差DNLE 和积分线性度误差INLE 。通常用绝对精度和相对精度两种表示方法。绝对精度常用数字量的位数表示法，如绝对精度为±1/2LSB 。，相对精度用相对于满量程的百分比表示。精度和分辨率不能混淆。即使分辨率很高，但温度漂移、线性不良等原因可能造成精度不是很高。(4) 转换时间 它是指启动A/D 到转换结束所需的时间，即孔径时间。(5) 工作温度范围 较好的A/D 转换器的工作温度为-40～85℃，一般的为0～70℃。 2-14 一个12位的A/D 转换器，孔径时间为20μs ，绝对精度为±1LSB ，若不使用采样保持器，为了确保转换精度，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？ /100 2100A D m U ft U δπ??==? 6/(1/4096)*100 1.9H z 21002π2010100A D f t δπ-∴==≈???? 16 为什么模拟量输出通道中要有零阶保持器？通常用何电路实现？ 模拟量输出通道中要有输出保持器，这是因为计算机控制是分时的，每个输出回路只能周期地在一个时间片上得到输出信号，即这时执行部件得到的是时间上离散的模拟信号，而实际的执行部件却要求连续的模拟信号，因此为了使执行部件在两个输出信号的间隔时间内仍然能得到输出信号，就必须有输出保持器，通过它将前一采样控制时刻的输出信号保持下来，直到下一个采样控制时刻到来，重新得到新的输出信号.计算机控制系统中通常采用零阶保持器，即前一采样时刻的输出值原封不动的（理想化的）保持到下一采样时刻到来。零阶保持器通常用和模拟量输入通道中的采样保持器一样的电容保持电路来实现。 19 数字量输入通道中的调理电路通常哪几种功能？电平转换、滤波、隔离和过电压保护 24 常用数字滤波有几种方法？各有何特点何用途？限幅滤波、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法和一阶惯性滤波法。平均值滤波法适用于周期性干扰，中位值滤波法和限幅滤波法适用于偶然的脉冲干扰，惯性滤波法适用于高频及低频的干扰信号，加权平均值滤波法适用于纯迟延较大的被控制对象。如果同时采用几种滤波方法，一般先用中位值滤波法或限幅滤波法，然后再用平均值滤波法。 25某热处理炉温度变化的范围为0～1350℃,经温度变送器变换为1～5V 电压输入AD574A ，AD574A 的输入范围为0～10V 。当t=KT 时， AD574A 的转换结果为56AH ，问此时炉内的温度为多少度？ 解 1350x A C =?，00A C =?，5m N =，01N V =，561386AH =101386 3.385 4095x V N =?= 0000()x x m m N N A A A A N N -=-+- 3.3851(13500)080551C =-?+=?-－ 3.1工业控制计算机有什么主要特点?有哪几种主要类型? 工业控制计算机的主要特点(1) 可靠性高 2) 实时性好(3) 环境适应能力强(4)输入和输出模板配套好(5) 系统通信功能强(6) 系统开放性和扩充性好(7) 控制软件包功能强(8) 后备措施齐全，具有冗余性 工业控制计算机的主要类型 1)通用型IPC 2工业总线工控机(3)DCS 现场控制站(4)智能程控仪表和总线型测控仪表 (5) 嵌入式工控机(6) PLC(7) 单元式控制器。 2 何谓总线？何谓总线标准？总线是连接一个或多个部件的一组电缆的总称，通常包括地址总线、数据总线和控制总线。总线标准是指芯片之间、插板之间及系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议与规范。总线标准包括硬件和软件两个方面，如总线工作时钟频率、总线信号线定义、总线系统结构、总线仲裁机构与配置机构、电气规范、机械规范和实施总线协议的驱动与管理程序。 12.RS-232C 和RS-485是什么总线？试对两者进行对比。 RS-232C 、RS-485为串行总线。RS-232C 接口为非平衡型，每个信号用一根导线，所有信号回路共用一根地线。信号速率限于20kbit/s 内，电缆长度限于15m 之内。其电性能用±12V 标准脉冲，并采用负逻辑。RS-485
计算机控制系统清华大学出版社何克忠李伟习题参考答案
第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？ 答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。 按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。（2）直接数字控制（简记为DDC）。（3）监督控制（简记为SCC）。（4）分级控制。（5）集散控制。（6）计算机控制网络。 按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。（3）有限拍控制。（4）复杂规律控制。（5）智能控制。 1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。 答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统 1.9 简述采样定理及其含义。 答：采样定理：如果采样角频率ωω=2π/T大于2ωmax，即ωω≥2ωmax，则采样的离散信号ω?(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。式中ωmax是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。 含义：要使采样信号ω?(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采样角频率，使ωω≥2ωmax 1.10 多路巡回检测时，采样时间τ，采样周期T和通道数N之间的关系。 答：采样时间是足够短的时间，y(kT)≈y(kT+?t),0
1.12 设有模拟信号(0～5)V 和( 2.5～5)V ，分别用8位、10位和12位A/D 转换器，试计算 并列出各自的量化单位和量化误差。 答：量化单位q=ωωωω??ωωωω ?2ω?1≈ωωωω??ωωωω?2ω,量化误差ε=q /2 根据以上公式可求得(0~5)V ： (2.5~5)V ： 1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？ 答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量ω?(t)。转换的精度取决 模-数转换器的位数n ，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。 1.19 计算机控制系统有哪些主要的性能指标？如何衡量？ 答：计算机控制系统主要有动态指标，稳态指标和综合指标 1.20 如何衡量系统的稳定性？
计算机组成原理 课后答案 第三章系统总线
第3章系统总线 1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？P41 答：总线是连接多个部件共享的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 总线传输的特点是：某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。 为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。 2.总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用,是单向的，还是双向的，他们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？ 答：总线的分类： （1）按数据传送方式分：并行传输总线和串行传输总线； （2）按总线的使用范围分：计算机总线、测控总线、网络通信总线等； （3）按连接部件分：片内总线、系统总线和通信总线。 系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。 按系统总线传输信息不同，可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。 （1）数据总线：数据总线是用来传输个功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般为8 位、16位或32位。 （2）地址总线：地址总线主要是用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址，地址总线上的代码是
用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O端口的地址，由CPU 输出，是单向的，地址线的位数与存储单元的个数有关，如地址 线有20根，则对应的存储单元个数为220。 （3）控制总线：控制总线是用来发出各种控制信号的传输线，其传输是单向的。 3.常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。 答：总线结构通常有单总线结构和多总线结构。 （1）单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O 设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。这种4.为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？ 答：总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题； 常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器定时查询、独立请求； 特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；计数器定时查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。 5. 解释下列概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。 答：总线宽度：通常指数据总线的根数； 总线带宽：总线的数据传输率，指单位时间内总线上传输数据的位数； 总线复用：指同一条信号线可以分时传输不同的信号。
计算机控制技术王建华主编第二版第三章课后答案
第一章答案 1计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成。 （2）方块图如下图1.1所示： 工业计算机 PIO 设备 生产过程 图1.1 计算机控制系统的组成框图 1、①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序； ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 2.计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？ （1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。 （2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。 4、计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？ （1）操作指导系统（OIS ） 优点：结构简单、控制灵活和安全。 缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。 （2）直接数字控制系统(DDC) 优点：实时性好、可靠性高和适应性强。 （3）监督控制系统（SCC ） 优点：生产过程始终处于最有工况。 （4）集散控制系统 优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。 CPU/MEM 人-机接口 内部总线 系统支持版 磁盘适合器 数字量输出（DO ）通道 数字量输入（DI ）通道 模拟量输出（AO ）通道 模拟量输入（AI ）通道 电气开关 电气开关 执行机构 测量变送 被控对象
计算机控制系统试题三答案
计算机控制系统试卷三答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题4分，共40分） 1. 简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。 答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。 2. 回答下述电路中克服共模干扰的工作原理。 答：平时，开关S1i(i=1,2,...,n)处于闭合状态，C i的电压跟踪V i的输入值，开关S2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。需检测V i时，则令S1i断开,S2i闭合，放大器A的输出经采样保持器送至A/D转换器化为数字量，然后开关再恢复平时的状态。在采样、转换过程中，放大器A不与任何模拟量信号输入共地，电容C i的电压均为差模电压，这样就克服了共模电压的影响。 3.什么是采样或采样过程？ 答：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。 4.线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？ 答：线性离散系统的脉冲传递函数定义为零初始条件下，系统或环节的输出采样函数z变换和输入采样函数z变换之比。 5.何为积分饱和现象？ 答：在标准PID位置算法中，控制系统在启动、停止或者大幅度提降给定值等情况下，系统输出会出现较大的偏差，这种较大偏差，不可能在短时间内消除，经过积分项累积后，可能会使控制量u(k)很大，甚至超过执行机构的极限u max。另外，当负误差的绝对值较大时，也会出现u