計算機控制技術複習總結

2021-09-24 09:29:25 字數 4689 閱讀 5249

(5) 計算機整合製造系統(computer integrated manufacturing system,cims)。原理: cims採用多工分層體系結構,其基本控制思想是遞階控制。

特點:越是處於高層的單元,對系統效能影響範圍就越廣,決策週期比低層單元長,很難進行定量公式化描述。優點:

在遞階結構中,各級分擔不同工作,同級中又可並行工作,效率高;級間協調通訊比各單元相互通訊有效得多。

3、工業計算機特點

(1)可靠性要求。對於生產控制來說,要求生產的連續性,所以對裝置的可靠性要求較高。(2)實時控制 。

在生產過程中需要應對非正常情況,需要實時對裝置進行監測、報警和管理,並根據優先級別盡快地響應。(3)生產過程的連線。工業計算機擁有專用的藉口,可以通過遠端通訊線路與控制機等裝置進行互動。

(4)環境的適應性。一般情況下,工業計算機的工作現場環境比較惡劣,需要考慮抗高溫、抗腐蝕等一系列問題。

4、 行列式鍵盤---定時掃瞄法

如圖所示,採用8255埠構成的4×8矩陣鍵盤

定時掃瞄法的工作過程:(1)定時掃瞄鍵盤,判斷是否有鍵按下 (2)消除按鍵抖動 (3)求按鍵鍵值 (4)等待按鍵釋放

5、常用的數字濾波器有哪幾種,各自的優缺點

● 程式判斷濾波

優點:這是根據實踐經驗資料獲得。

缺點:dete確定不太靈活,因為不能根據現場的情況不斷更換新值,不能反映取樣點數大於3的各取樣值受干擾的情況

● 中值濾波

優點:對於克服偶然因素引起的波動干擾,或者取樣器本身的不穩定所引起的脈動干擾較為有效

缺點:只適用於物理變化相對較緩慢的工作場合

● 算數平均值濾波

優點:對電壓、流量等週期脈動的引數取樣值進行平滑加工,所測資料相對穩定。

缺點:不適宜用於克服隨機(脈衝性)干擾

● 加權平均值濾波

優點:可以根據需要突出訊號的某一部分,抑制訊號的另以部分。

缺點:● 滑動平均值濾波

優點:對週期性干擾有良好的抑制作用平滑度高

缺點:靈敏度低,對偶然出現的脈衝性干擾抑制作用差,很難消除由於脈衝干擾引起的取樣值的誤差,因此不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合

● 低通濾波

優點:可以消除高頻干擾對測量精度的影響

缺點:● 復合數字濾波

優點:可用於既有脈動干擾又有脈衝干擾的環境

缺點:6、什麼是輸出通道?有哪些部分組成?

輸出通道:輸出通道與輸入通道相對應,是計算機控制系統的組成部分,是計算機功能的延伸,計算機控制系統的各種計算結果必須經由其輸出執行。

組成:輸出通道具有模擬訊號輸出和開關訊號輸出兩種形式,模擬訊號輸出通道包括計算機控制介面、d/a轉換器、驅動電路、執行機構等幾個部分;開關訊號輸出通道包括驅動電路和執行機構兩部分。

7、pwm技術:pwm就是脈衝寬度調製,在頻率不變的情況下,通過改變輸出脈衝的寬度(就是脈衝的占空比)從而使輸出訊號的平均值(即直流成分)發生改變,達到控制外部物件的目的。用8253輸出週期為1khz,占空比為70%的pwm波:

mov al, 36h

out 07h, al

mov al, 72h

out 07h, al

mov al, 0d0h

out 04h, al

mov al, 07h

out 04h, al

mov al,58h

out 05h, al

mov al, 02h

out 05h, al

程式中,8253的控制埠位址、定時器位址分別為

07h、04h、05h

8、動態led顯示與靜態led顯示各有什麼特點?

● 靜態led顯示

是當顯示器件顯示某個字元時,相應的顯示段(發光二極體)恆定地導通或截止,直到顯示另乙個字元為止。 占用機時少,而且顯示穩定可靠。其缺點是使用元器件相對較多,且線路比較複雜,相對而言成本較高。

● 動態led顯示

就是微處理器定時地對顯示器件所顯示的內容進行掃瞄。各顯示器件分時工作,任何時刻只有乙個顯示器件在顯示,由於人眼的視覺暫留,當掃瞄顯示每乙個器件達到一定速度時,人看到每個器件都在顯示。

9、三相步進電機有哪幾種工作方式?每種工作方式的特點?

● 單三拍工作方式:每次只能一相繞組通電,通電三次完成乙個通電迴圈。

● 雙三拍工作方式:每次都是兩相通電,控制電流切換3次,磁場旋轉一周,轉子移動乙個齒距位置,雙三拍工作方式中,要求電源所提供的功率比較大,此種工作方式的特點是不容易失步。

● 六拍工作方式:六拍工作方式就是把單三拍和雙三拍結合起來的一種工作方式,比單三拍或雙三拍的步進精度高出一倍。

10、什麼是順序控制?什麼是數字程式控制?數字程式控制的方式?

順序控制:就是以預先規定好的時間或條件為依據,按預先規定好的動作次序順序地完成工作的自動控制。

數字程式控制(數控):就是計算機根據輸入的指令和資料,控制生產機械(如各種工具機)按規定的工作順序、運動軌跡、運動距離和運動速度等規律自動地完成工作的自動控制。

數字程式控制的方式:逐點比較插補法、數字積分插補法

11、什麼是逐點比較插入法?數字積分插補法?比較兩者的特點?

逐點比較插補法:所謂逐點比較插補法,就是每走一步都要和給定的軌跡上的座標值進行一次比較,看該點在給定軌跡的上方還是下方,或者在給定軌跡的外面還是裡面,從而決定下一步的進給方向。

數字積分插補法:是在數字積分器基礎上建立的一種插補法。

逐點比較插入法特點:運算直觀、插補誤差小於乙個脈衝當量,輸出脈衝均勻,輸出脈衝的速度變化小,調節方便,在兩座標聯動的數控工具機中運用較為廣泛。

數字積分器插補法特點:運算速度快、脈衝分配均勻、易於實現座標聯動,運用廣泛,缺點是速度調節不夠方便,插補精度需要由軟體技術來克服。

12、 rs232 422 485的優缺點?為什麼rs485傳輸距離遠?

rs-232-c

優點:微機系統中最常用的序列介面標準,用於實現計算機與計算機之間、計算機與外設之間的同步或非同步通訊。通訊距離可達15m,傳輸資料的速率可任意調整,最大可達20kb/s。

缺點:① 傳輸速率慢。 ② 傳輸距離近。

③ rs-232-c出現了互不相容的25芯聯結器。 ④ 使用非平衡傳送器和接收器,電氣效能不佳。⑤ 介面處各訊號間容易產生電干擾。

rs-422

優點:規定了差分平衡的電氣介面,能夠在較長距離時明顯提高資料傳輸速率,由於平衡結構效能得到了改善,這種差分平衡結構能夠從地線的干擾中分離出有效訊號,事實上,差分接收器可以區分0.2v以上的電位差,可以不受參考電平波動及共模電磁干擾的影響。

rs-422的另乙個優點是允許傳送線上連線多個接收器。

缺點: rs-485

優點:介面訊號電平比rs-232-c降低了,就不易損壞介面電路的晶元, 且該電平與ttl電平相容,可方便與ttl 電路連線。rs-485的資料最高傳輸速率為10mbps,rs-485介面是採用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗共模幹能力增強,即抗雜訊干擾性好。

缺點:很多情況下,rs-485忽略了訊號地的連線,引起共模干擾問題,當網路中的共模電壓超出一定的範圍時,會嚴重影響通訊的穩定可靠性,甚至損壞介面;rs-485還存在emi問題,傳送驅動器輸出訊號中的共模部分需要乙個返回通路,如沒有乙個低阻的返回通道(訊號地),就會以輻射的形式返回源端,整個匯流排就會像乙個巨大的天線向外輻射電磁波。

rs485傳輸距離遠:rs-485採用平衡傳送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上匯流排收發器具有高靈敏度,能檢測低至200mv的電壓,故傳輸訊號能在千公尺以外得到恢復。

rs-485用於多點互連時非常方便,可以省掉許多訊號線。

13、 現場匯流排技術定義及特點? fcs與dcs的差別?

現場匯流排是連線智慧型現場裝置和自動化系統的數字式、雙向傳輸多分支結構的通訊網路。現場匯流排特點:① 數碼訊號完全取代4~20ma模擬訊號。

② 基本過程控制、報警和計算功能等完全分布在現場完成。③ 使裝置增加非控制資訊,如自診斷資訊、組態資訊及補償資訊等。 ④ 實現現場管理和控制的統一。

⑤ 真正實現系統的開放性、互操作性。fcs與dcs相比,其系統結構大幅度簡化,成本顯著降低,現場裝置自治性加強,系統效能全面提高,訊號傳輸的可靠性和精度提高,真正實現全分散、全數位化的控制網路,使用者始終擁有系統整合權。

計算題1、已知廣義被控物件為

其中,t=1s。期望的閉環脈衝傳遞函式中的時間常數取為tc=0.5s,應用達林演算法確定數字控制器。

解:廣義物件脈衝傳遞函式為

閉環系統理想脈衝傳遞函式為

得達林控制器如下

2、已知廣義被控物件為

其中,t=1s。期望的閉環脈衝傳遞函式中的時間常數取為tc=0.5s,應用史密斯預估器方法確定數字控制器。

解:不含純滯後的廣義物件脈衝傳遞函式為

廣義物件脈衝傳遞函式為

不考慮純滯後,閉環系統理想脈衝傳遞函式為

,進而求得

於是得史密斯預估器如下

3 已知求

解:4、已知廣義被控物件:, 給定t=1s

針對單位斜坡輸入設計最小拍有紋波控制系統。

解:由已知條件,被控物件含有乙個積分環節,有能力產生單位斜坡響應。求廣義物件脈衝傳遞函式為

可以看出,g(z)的零點為-0.718(單位圓內)、極點為1(單位圓上)、0.368(單位圓內),故u=0,v=0(單位圓上除外),m=1。

根據穩定性要求,g(z)中z=1的極點應包含在φe(z)的零點中,由於系統針對等速輸入進行設計,故p=2。為滿足準確性條件另有φe(z)=(1-z-1)2f1(z),顯然準確性條件中已滿足了穩定性要求,於是可設

解得 。

閉環脈衝傳遞函式為則

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