第一章1）計算機控制系統的監控過程步驟
a.實時資料採集--對來自測量變送器的被控量的瞬時值進行採集和輸入 ；
b.實時資料處理--對採集到的被控量進行分析、比較和處理，按一定的控制規律運算，進行控制決策；
c.實時輸出控制--根據控制決策，適時地對執行器發出控制訊號，完成監控任務；
2）按控制方案來分，計算機控系統劃分成那幾大類？
資料採集系統（das操作指導控制系統(ogc) 直接數字控制系統（ddc）
監督計算機控制系統（scc） 分散控制系統 （dcs） 現場匯流排控制系統（fcs）
3）計算機控制裝置種類
可程式設計控制器； 可程式設計調節器； 匯流排式工控機； 單片微型計算機； 其他控制裝置
4）計算機控制系統與常規儀表控制系統的主要異同點是什麼？
同：1）計控系統是由常系統演變而來的； 2）兩者的結構基本相同
異：1）計控系統中處理的訊號有兩種：模擬訊號和數碼訊號。而常系統處理的只有模擬訊號
2）計控系統具有智慧型化
3）計控系統有軟體也有硬體，而常系統只有硬體
第二章1）4 位 d/a 轉換器為例說明其工作原理
假設d3、d2、d1、d0全為1，則bs3、bs2、bs1、bs0全部與「1」端相連。根據電流定律，有：
由於開關 bs3 ~ bs0 的狀態是受要轉換的二進位制數 d3、d2、d1、d0 控制的，並不一定全是「1」。因此，可以得到通式：
考慮到放大器反相端為虛地，故：
選取 rfb = r ，可以得到：
對於 n 位 d/a 轉換器，它的輸出電壓vout與輸入二進位制數b( dn-1~ d0) 的關係式可寫成：
結論：可見，輸出電壓除了與輸入的二進位制數有關，還與運算放大器的反饋電阻 rfb以及基準電壓vref有關。
2）d/a轉換器效能指標是
（1）解析度是指 d/a 轉換器能分辨的最小輸出模擬增量。其解析度與二進位制位數n呈下列關係：
解析度 = 滿刻度值/（2n-1）=vref / 2n
（2）轉換精度是指轉換後所得的實際值和理論值的接近程度。它和解析度是兩個不同的概念
（3）偏移量誤差是指輸入數字量時，輸出模擬量對於零的偏移值。
（4）穩定時間是描述d/a轉換速度快慢的乙個引數，指從輸入數字量變化到輸出模擬量達到終值誤差1/2lsb
時所需的時間。
3）dac雙極性輸出方式
a1 和 a2 為運算放大器，a點為虛地，故可得：
解上述方程可得雙極性輸出表示式：
圖中運放 a2 的作用是將運放 a1 的單向輸出變為雙向輸出。當輸入數字量小於 80 h即128時，輸出模擬電壓為負；當輸入數字量大於 80 h即 128時，輸出模擬電壓為正。其它n位d/a轉換器的輸出電路與dac0832 相同，計算表示式中只要把 28-1改為2n-1即可。
4）d/a轉換模板應具有通用性， 它主要體現在三個方面：
1．符合匯流排標準 ：這裡的匯流排是指計算機內部的匯流排結構,d/a 轉換模板及其它所有電路模板都應符合統一的匯流排標準，以便設計者在組合計算機控制系統硬體時, 只需往匯流排插槽上插上選用的功能模板而無需連線，十分方便靈活。
2．介面位址可選 ：一套控制系統往往需配置多塊功能模板，或者同一種功能模板可能被組合在不同的系統中。因此，每塊模板應具有介面位址的可選性。
3．輸出方式可選 ：為了適應不同控制系統對執行器的不同需求，d/a轉換模板往往把各種電壓輸出和電流輸出方式組合在一起，然後通過短接柱來選定某一種輸出方式。
5）d/a 轉換模板設計主要考慮以下幾點： (1)安全可靠 (2)效能/**比高 (3)通用性
6）結合圖2-14分析說明基址與片址的解碼過程。
第三章1．畫圖說明模擬量輸入通道的功能、各組成部分及其作用？
2）什麼叫週期取樣？取樣時間？取樣週期？
週期取樣就是以相同的時間間隔進行取樣，即把乙個連續變化的模擬訊號y(t)，
按一定的時間間隔t 轉變為在瞬時0，t，2t，…的一連串脈衝序列訊號 y*(t)
取樣時間或取樣寬度取樣開關每次閉合的時間
取樣週期t取樣開關每次通斷的時間間隔
3）簡述逐位逼近式、雙積分式、電壓/頻率式的a/d轉換原理。
1．逐位逼近式a/d轉換原理
2．雙積分式
3．電壓/頻率式
4）分析說明圖3-19的8路12位a/d轉換模板的工作原理。
該模板採集資料的過程如下：
(1) 通道選擇： 將模擬量輸入通道號寫入8255a的埠c低4位（pc3~ pc0），可以依次選通8路通道。
(2)取樣保持控制： 把ad574a的訊號通過反相器連到lf398的訊號取樣保持端，當ad574a未轉換期間或轉換
結束時＝0，使lf398處於取樣狀態，當ad574a轉換期間＝1，使lf398處於保持狀態。
(3)啟動ad574a進行a/d轉換： 通過8255a的埠pc6~pc4輸出控制訊號啟動ad574a。
(4）查詢ad574a是否轉換結束： 讀8255a的埠a，查詢是否已由高電平變為低電平。
(5）讀取轉換結果若已由高電平變為低電平，則讀8255a埠a、b，便可得到12位轉換結果。
第四章1）三極體型光電耦合隔離器
1）2）
3）2）簡述數字量輸出通道的功能及其常用的輸出驅動電路。
數字量輸出通道（do 通道）：它的任務是把計算機輸出的微弱數碼訊號轉換成能對生產過程進行控制的數字驅動訊號。
常用的有三極體輸出驅動電路、繼電器輸出驅動電路、閘流體輸出驅動電路、固態繼電器輸出驅動電路等。
3）對比分析說明三極體輸出驅動與繼電器輸出驅動電路的異同點。
同：任務相同（把計算機輸出的微弱訊號轉換成外接電路實際需要的控制訊號）
異：1：結構不同：
2：驅動物件不同：
第五章1）簡述何為鍵盤的抖動干擾及其消除的兩種方法。
由於機械觸點的彈性振動，按鍵在按下時不會馬上穩定地接通而在彈起時也不能一下子完全地斷開，因而在按鍵閉合和斷開的瞬間均會出現一連串的抖動，這稱為按鍵的抖動干擾
去抖動的方法有硬體方法和軟體方法兩種
1．硬體方法
硬體方法是設計乙個濾波延時電路或單穩態電路等硬體電路來避開按鍵的抖動時間。
2．軟體方法
軟體方法是指編制一段時間大於100ms的延時程式，在第一次檢測到有鍵按下時，執行這段延時子程式使鍵的前沿抖動消失後再檢測該鍵狀態，如果該鍵仍保持閉合狀態電平，則確認為該鍵已穩定按下，否則無鍵按下，從而消除了抖動的影響。同理，在檢測到按鍵釋放後，也同樣要延遲一段時間，以消除後沿抖動，然後轉入對該按鍵的處理。
2）分析說明圖5-8二進位制編碼鍵盤介面電路的工作原理。
1：2：
3：第六章
1）以4位led為例，說明led的動態顯示原理及其顯示效果、特點及適用場合。
原理：1）因為要實現led動態顯示，所以對應的7斷碼數碼管的資料線是共用的，而各自的com線應獨立分開地與控制線相連線。
2）顯示時，先將需要顯示的內容輸到資料線上，然後用控制線選通某乙個數碼管的com線，點亮對應的數碼管，顯示出資料線上的資訊。
3）用控制線依次逐個點亮每乙個數碼管，秉運用視覺慣性，在不超過20ms的時間間隔內進行重新整理一次，即可得到穩定的顯示效
果（似乎四個數碼管同時被點亮了）
特點：1 線路結構簡單、硬體成本低。 2 顯示功耗低 3 占用cpu的時間太多
場合：小型的測控系統
2）lcd液晶顯示器有哪幾種型別？簡述其作用。
第七章1）慣性濾波器的設計
慣性濾波是模擬硬體rc低通濾波器的數字實現。常用的rc濾波器的傳遞函式是
其中，tf=rc是濾波器的濾波時間常數，其大小直接關係到濾波效果。一般說來， tf 越大，則濾波器的截止頻率（濾出的干擾頻率）越低，濾出的電壓紋波較小,但輸出滯後較大。由於大的時間常數及高精度的rc電路不易製作，所以硬體rc 濾波器不可能對極低頻率的訊號進行濾波。
為此可以模仿式(7-5)中硬體rc濾波器的特性引數，用軟體做成低通數字濾波器，從而實現一階慣性的數字濾波。
將式(7-5)寫成差分方程（書本p106推導過程）
整理後得
式中： y(k)——第k次取樣的濾波輸出值； x(k) ——第k次取樣的濾波輸入值，即第 k 次取樣值
y(k-1)——第(k-1)次取樣的濾波輸出值; a —— 濾波係數a=t /(tf+t ) t —— 取樣週期 tf —— 濾波環節的時間常數
一般t 遠小於tf ，即遠小於 1，表明本次有效取樣值(濾波輸出值)主要取決於上次有效取樣值(濾波輸出值)，而本次取樣值僅起到一點修正作用。
通常，取樣週期t 足夠小，則a ≈t / tf ，濾波演算法的截止頻率為
當取樣週期t一定時，濾波係數 a 越小，數字濾波器的截止頻率 f 就越低。例如當t=0.5秒(即每秒取樣2次)，a =1/32時：
f = (1/32)/(2×3.14×0.5) ≈ 0.
01hz 這對於變化緩慢的取樣訊號(如大型貯水池的水位訊號)，其濾波效果是很好的。
2）何為數字調零？何為系統校準？
零點偏移是造成系統誤差的主要原因之一，因此零點的自動調整在實際應用中最多，常把這種用軟體程式進行零點調整的方法稱為數字調零。
上述數字調零不能校正由感測器本身引入的誤差。為了克服這種缺點，可採用系統校準處理技術。
系統校準的原理與數字調零差不多，只是把測量電路擴充套件到包括現場的感測器，而且不是在每次採集資料時都進行校準，而是在需要時人工接入標準引數進行校準測量，把測得的資料儲存起來，供以後實際測量使用。
3）簡述數字濾波及其特點
數字濾波，就是計算機系統對輸入訊號取樣多次，然後用某種計算方法進行數字處理，以削弱或濾除干擾雜訊造成的隨機誤差，從而獲得乙個真實訊號的過程。
這種濾波方法只是根據預定的濾波演算法編制相應的程式，實質上是一種程式濾波。因而可靠性高，穩定性好，修改濾波引數也容易，而且一種濾波子程式可以被多個通道所共用，因而成本很低。
另外，數字濾波可以對各種干擾訊號，甚至極低頻率的訊號進行濾波。它的不足之處是需要占用cpu的機時。
計算機控制技術複習
第八章1 系統總體設計包括的內容 系統性質和結構的確定 系統構成方式的確定 現場裝置的選擇 控制策略和控制演算法的確定 硬體 軟體功能的劃分 其他方面的考慮 系統總體方案。2 軟體抗干擾技術 數字濾波方法 算術平均值濾波 加權算術平均值濾波 滑動平均值濾波 中值濾波 程式判斷濾波。3 系統設計原則 ...
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1.計算機控制系統由硬體和軟體兩大部分組成。軟體由系統軟體和應用軟體兩部分組成。硬體包括哪些內容。2.計算機控制系統的四種型別的訊號及位置，結合圖能夠進行說明。3.控制的過程通常被分為實時資料採集 實時控制決策 實時控制輸出。4.能夠區分實時 離線的概念。5.計算機控制系統的分類及主要特點。明確以什...
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