計算機控制系統包括硬體和軟體。硬體是由計算機、介面電路。外圍裝置和生產物件等組成的，軟體是由安裝在計算機中的系統程式和實現具體功能的應用程式組成的。
硬體：1、微型計算機的主機是整個系統的核心部分。它根據輸入通道送來的被控物件狀態引數，進行資訊處理、分析、計算，做出控制決策，通過輸出通道發出控制命令。
2、過程通道也稱為i/o通道，是主機和被控物件實現資訊傳送與交換的通道。3、介面電路也稱i/o介面，指主機與外部裝置、輸入/輸出通道進行資訊交換的紐帶。4、人機聯絡裝置指微機控制系統中的操作台或操作面板，以便操作人員能和計算機系統「對話」，使操作人員及時了解生產、加工過程的狀態，進行必要的人為干預，修改有關引數或緊急處理某些事件。
軟體：1、系統軟體是計算機執行的基礎，是用於管理、排程、操作計算機各種資源，實現對系統的監控與診斷，提供各種開發支援的程式。2、應用軟體指由使用者根據控制物件、控制要求自行編制的各種程式。
按照系統的功能、工作特點分類，計算機控制系統分為操作指導控制系統、直接數字控制系統、監督計算機控制系統、集散控制系統、現場匯流排控制系統等。
工業控制計算機是一種面向工業控制、採用標準匯流排技術和開放式體系結構的計算機。
ipc是基於pc匯流排的工業控制計算機。ipc的特點：
1、採用加固型工業標準機箱，以達到防震、防塵、防衝擊、抗電磁遮蔽，並具有良好的通風散熱效能。
2、取代pc的大母板結構，整機採用匯流排式一體化主機板，易於更換。
3、增加電源的功率裕量，加強電壓浪湧抑制和抗干擾措施。
4、i/o插卡採用工業級元件，開發設計適用於工業控制的系列板卡。
5、具有多種通訊網卡和通訊通訊軟體支援，極易構成多機分布式控制系統。
6、豐富的軟體支援，包括實時多工作業系統、資料庫、工控組態軟體等工業應用軟體。
綜合自動化、網路化、智慧型控制系統、虛擬化、綠色化。
i/o介面是介於主機和外部裝置之間互動資訊的連線部件，也是主機和外圍裝置之間資訊交換的橋梁。
由於主機和外圍裝置交換資訊時，往往存在著速度不匹配、資料型別不一樣等問題，為了解決這些問題，必須設計一套介於主機和外部裝置之間的控制邏輯部件，這就是輸入輸出介面（簡稱i/o介面）。
取樣保持器有以下主要作用：
1、在取樣時間內，快速跟蹤輸入的模擬訊號；在保持時間內，保持取樣值不變，為a/d轉換器提供恆定的轉換訊號。
2、在多路取樣系統中，通過取樣保持器，可以實現多路訊號的同步取樣。
3、在模擬量輸出通道中，作為零階保持器，復現離散的數碼訊號。
4、在多路輸出通道中，把乙個d/a轉換器的輸出分配到幾個輸出點，也常利用取樣保持器保持輸出的穩定性。
工作原理：
模擬量開關as閉合時，
進入取樣狀態（跟蹤），由
於a1輸出阻抗小，a1輸出
端給電容快速充電，輸
出跟隨輸入變化；模擬開關
as斷開時，進入保持狀態，由於a2輸入阻抗大，輸入電流幾乎為0，保持輸出端的電壓值不變。
在對模擬訊號進行模/數變換時，從啟動變換到變換結束的數字量輸出，需要一定的時間，即a/d轉換器的孔徑時間。當輸入訊號頻率提高時，由於孔徑時間的存在，會造成較大的轉換誤差。要防止這種誤差的產生，必須在a/d轉換開始前能跟蹤輸入訊號的變化，即對輸入訊號處於取樣狀態；在a/d轉換開始時將訊號電平保持住，這種功能的器件叫取樣/保持器。
查詢、定時、中斷方式。
單極性、雙極性，p66-67。（不知道考不考，作業題中涉及到了）
單極性電壓輸出：dac0832是電流型輸出的，有電流輸出1（iout1）和電流輸出2（iout2），iout1 ＋ iout2 ＝常數。當dac 暫存器資料全為「1」時，輸出電流iout1最大，當 dac 暫存器中全為「0」時，iout1輸出電流為0。
實際應用中，多數情況需要電壓輸出，因此，需要在dac0832的輸出端接一運算放大器，將電流訊號轉換為電壓訊號。
雙極性電壓輸出：在隨動系統中（如電機控制系統），偏差產生的控制量不僅與其大小有關，而且與其極性相關。在這種情況下，要求d／a轉換器輸出電壓為雙極性。
在d／a轉換器中，輸出電壓的極性可以通過3種方法實現：①控制基準電壓源的極性；②控制輸出電壓的極性；③外接電路。
左側為雙極性電壓輸出
串模干擾是指疊加在被測訊號上的干擾訊號，也稱橫向干擾或正態干擾。
共模干擾是指a/d轉換器兩個輸入端上共有的干擾電壓。
串模干擾的抑制方法：1、加入輸入濾波器。2、對於電磁感應產生的串模干擾，應對被測訊號盡可能早地進行訊號放大，以提高電路中的訊號雜訊比；或者盡可能早地完成a/d轉換再進行長線傳輸；或者採用隔離和遮蔽等措施。
3、從選擇元器件入手，利用邏輯器件的特性來抑制串模干擾。4、若串模干擾和被測訊號頻率相當，為避免干擾從傳輸導線傳入檢測迴路，可採用遮蔽雙絞線或同軸電纜連線一次儀表和轉換裝置減少電磁感應，使每個小迴路的感應電動勢互相反相抵消。5、利用數字濾波技術對已進入計算機的串模干擾進行資料處理。
如可採用平均值法、中值法、一階滯後濾波演算法等濾除干擾訊號。
共模干擾常用的抑制方法：1、利用雙端輸入的放大器作前置放大器。2、利用變壓器或光電耦合器把各種模擬負載和數碼訊號隔離，即模擬地和數字地斷開，被測訊號通過變壓器或光電耦合器獲得通路，而共模干擾不能形成迴路而得到抑制。
6、外部裝置與cpu之間交換的資訊按功能通常分為：資料資訊、狀態資訊和控制資訊。
7、i/o控制方式：程式控制方式、中斷控制方式、直接儲存器訪問方式（dma方式）。
8、a/d轉換器按工作原理來分：有雙積分型、逐次逼近型、∑-△調製型及電壓頻率變換型等。
9、d/a 轉換器按照解碼網路的不同可分為：權電阻網路d/a 轉換器、t形電阻網路d/a 轉換器、權電流型d/a 轉換器等。
相對於傳統的模擬調節器，用計算機實現的數字控制器具有以下明顯的優點：1、採用軟體程式設計，數字控制器能夠實現複雜控制演算法和靈活多樣的控制規律。2、計算機具有分時控制能力，可實現多迴路控制。
復現離散的數碼訊號。
3、試述取樣週期t的選擇原則p103
1、必須滿足取樣定理的要求。從訊號的保真度來看，取樣週期必須滿足夏農取樣定理，即取樣角頻率。因為，所以可以確定取樣週期的上限值為。
2、從控制系統的隨動和抗干擾的效能來看，t小些好。干擾頻率越高，則取樣頻率最好越高，以便實現快速跟隨和快速抑制干擾。
3、根據被控物件的特性，快速系統的t應取小；反之，t可取大些。
4、根據執行機構的型別，當執行機構動作慣性大時，t應取大些。否則，執行機構來不及反應控制器輸出值的變化。
5、從計算機的工作量及每個調節迴路的計算成本來看，t應選大些。t大，對每乙個控制迴路的計算控制工作量相對減小，可以增加控制的回路數。
6、從計算機能精確執行控制算式來看，t應選大些。因為計算機字長有限，t過小時，積分項過小，計算機可能把其當做零處理，積分項不起作用。
已知傳遞函式求數字控制算式（差分方程）、脈衝傳遞函式（d(z)）、pid演算法輸出算式。後向差分法：
p103作業題3：
方法同p109作業題4
p91例3-1
雙線性變換法
p109作業題5：
p92例3-2、
將代入d(s)
階躍響應不變法：
p93例3-3 用階躍響應不變法求慣性環節的差分方程。
解：求位置型和增量型pid演算法表示式：
將d(s)離散化
1、準確性要求。對典型的參考輸入訊號，在系統達到穩態後，取樣時刻的輸出值能準確跟蹤輸入訊號，不存在靜差。
2、快速性要求。在各種使系統在有限拍內達到穩態的設計中，系統準確跟蹤輸入訊號所需的取樣週期數應為最少。
3、物理可實現性要求。數字控制器d(z)必須在物理上是可以實現的。
4、穩定性要求。閉環系統必須是穩定的。
最少拍有波紋系統存在的問題：
1、針對某一種輸入所設計的最少拍有紋波控制器，對於其他輸入訊號的適應性差，對於隨機性輸入，效能也就更差了。
2、最少拍有波紋系統對引數的變化很敏感。最少拍設計是在理想結構和引數條件下得到的理想結果，但在實際系統中，隨著環境、時間等條件的變化，物件引數的變化是不可避免的，它必將引起系統效能變壞。
3、存在波紋。最少拍有波紋系統設計只保證在取樣點上穩態誤差為零，而在取樣點之間輸出響應是波動的。這種波紋不僅影響系統質量，如具有很大的超調和持續振盪，而且會增加功率損耗和機械磨損。
p130 題3、4
（重點公式）！！！
例題：p1164-2；p119 4-3、4-4
中值濾波、程式判斷濾波（限幅濾波、限速濾波）、平均值濾波、一階滯後濾波、復合數字濾波。
各有優缺點：
1、無須增加任何硬體裝置，只要在程式進入資料處理和控制演算法之前，附加一段數字濾波程式即可，從而降低了成本。
2、由於數字濾波器不需要增加硬體裝置，各迴路間不存在阻抗匹配問題，所以系統可靠性高。
河南理工大學《微型計算機控制技術》總結
1 計算機控制系統由哪幾部分組成？各有何作用？主機微型計算機的主機是整個系統的核心部分。它根據輸入通道送來的被控物件狀態引數，進行資訊處理 分析 計算，做出控制決策，通過輸出通道發出控制命令。過程通道過程通道也稱為i o通道，是主機和被控物件實現資訊傳送與交換的通道。介面電路指主機與外部裝置 輸入輸...
微型計算機控制技術考試複習
第四章 在模擬 控制的數字實現中，對取樣週期的選擇從理論上和演算法的具體實現上各應該考慮哪些因素？答 系統的取樣週期只能在下限與上限之間選擇。此外，選擇取樣週期時，還應考慮一下各方面的因素 1.給定值的變換頻率 2.被控物件的特點 3 執行機構的型別 4 控制演算法的型別 5 控制的回路數。位置式 ...
微型計算機控制技術學習心得
轉眼間，乙個學期又過去了。微機原理與控制技術課程已經結束了。通過從大三下學期的微機原理與接 術到這學期的微機原理與控制技術的學習，回想起來受益匪淺，主要是加深了對計算機的一些硬體情況和執行原理的理解和組合語言的編寫，期間也聽老師講過，微機原理這門課程是比較偏硬體一點的。正是因為這一點我還是對它比較喜...