《计算机控制系统》课后题答案_刘建昌等科学出版社.docx
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1、第一章计算机控制系统概述习题与思考题1.1 什么是计算机检制系优计算Ut制钝做模板系级有何优点学例说明解:由计算机参与异作为核心环节的自动拄机系烷,敕称为计算机控制乐场.与梗拟系统相比,计算机拉职系统具有设计和控制灵活,能实况集中监视和操作,能实现膝合控制,可作性高.抗干扰能力强导优点。例如.典型的电阻炉炉温计算机控制系统,如以以以下列图所示:炉展计算机控制系烷工作过在如下:电加炉温度这一腑足量经过热电/检测后,变成.电信号毫伏以),再接变送35变成标注信号(1-5V或4-2OmA)从现场进入控制定;经A/D转换器宋拼后变成数字信号送入计M机.与计算机内部的擀戊,给定总叫.将到的星信奇,该信号
2、经过计鼻机内部的应用妆件,即控制鼻法运算后得到一个控制信号的散字量.再经由D/A转换器将该数字量控:W代号船换成模拟黄;控制信号理以更作用于执行机构触发盥,过而拉制双向晶河也对交流电压(220V)进展PWM调制,到达控制加热电阻两瑞电压的目的:电阻两述电压的上下决定了电相加热舱力的大小,从而调节炉浸变化,最终到达计算机内部的怜定温度.由于计算机控:W系统中,散字控:W器的控制算法是逋过战程的方法未实现的,所以很容分实现多种控制算法,修改拄制算法的叁数也比照方便。还可以通迂软件的标准化和模块化,这些控制改件可以反复、尾次调用.又由于计算机具有分时操作功觉,可以监视几个或成十上百个的控制量,把生产
3、过程的各个校控对象都皆足足来.姐成一个统一的控制系统,使于集中益视、集中操作管理.计算机拄制不仅能实现常规的控初规律,而且由5计算机的汜忆、逻辑功能和判断功能,可以综合生产的各方面情况,在环境与家数变化时,能及畀进展利斯、选择最适宜的方案进展按配,必要计可以通过人机计话导方式进展人工干预,这些探是传统模也控制无法胜任的.在计总枇控制系统中,可以利用程序实现故障的白诊断、白修复功!.使计算依控制系筑具有很好的可维护性,另一方而.计算机控助东妮的控配算法是通i:Ut件的方式来实现的,狂序代码存储于计算机中,一曲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技强。因此.计总机控制系统具有
4、上述优点。1.2 计算机核制It由那几局部各局部的作用假批何M:计算机拄赳乐场典型构造由数字控加器、D/A给换盥、执行机构和被控对总、制量变送环节、采样开关而A/D冷换环节等组成。被控对象的物理也及过测量变送坏节变成标泄信号(1-5V4-2011A):再经A/D转换2S采样后变成澈字信号进入计算机.计算机利用戈内部的控制算法运算后得到一个控$4信号的-Fi.再及由D/A转换独将该数学芝控的信号转投成模桢量;控附仃号模拟量作用5执行机构触发驾,选而控制被控计象的物理量,实现控制要家.1.3 应用逆科$件谀计一个开关他号处计算机数樨思蝶接入计算机*BB.解冬:1.4 住用视料片件设计一个,示灯经过
5、计算机Iut总战出的电路图.解冬:1.5 设计一个模板信号入至计算机星羯接口的构连图.解冬:银加量输入总址组叔构选国1.6 谀计一个计算机M线摸口至一个4201模板信号,山的构迨气国.:1.7 It迷升率例说内部、外部和京线尊级的动色.解:内部总找指计算枕内部各外国芯片与处置器之网的总线,用于芯片一级的互连,是微处理JS总理的延伸,是微处理若与外部松件拄口的通路,IB1.8所示是构成微处理35*子系统内所用的并行总货.内部井疔总我通常包括比址总准、数据总统和拄制总煤三关。S1.8内部并柠会及及煌诙系烧总线梢计算机中各始件坂与系境板之间的总线(如MUItibUS总线、STD总线、PC总找工用于拈
6、件板一级的互连,为计算枇系统所挣有,是构成计算机系统的总理。由于微处理器芯片总发弊动能力有限,所以大量的接口芯片不能直接挂在微处理器芯片上。PJ4.如果在俄3芯片、I/O接D芯片太多.在一个印刷电路板上安排不下时,采用模块化谀计叉增加了总线的货气,所以微处境器芯片与总奴之间必须加上笑动器.系统总线及组成如国1.10所示.图1.10家煤总找及蛆武外部总找招计鼻机和计算机之阿、计耳机与外部其他仪表或议各之间逝展连接通信的慌.计算机作为一种设价,通汉设总线和其他设备遗展信息与教媒女换,它用于设备一级的互连。外部总统通常通过总线控制方拄按在系统总线上,外部总线及组成如由1.11所示。图1.11分部总埃
7、及投成1.8 评it*于权电Bt的D/AASMXit4.解不:D/A转换器是按骐规定的时间间隔T时拉机器榆出的敬字量进展D/A.转换的.D/A传换后的工作原理,可以为姑为“校权展开求和”的根本原则,时枪人数字堂中的每一位,按权值分期转换为建拟量,然后通过运乩放大区求和,耕到相应模拟黄馅出。相应于无符号筌致彩式的二遗赳代码,ndDAC的箱出电压匕u,遴守如下等式:2匕“=匕sg+*+*+争63)式中,匕m为输出的篇幅依电压,瓦是二迨制的最高有效0,乩是最低有效0.以4位二进制为例,图1.12给出了一个说明实例.在图1.12中每个电流法便取决于相应二进制位的状态,电流源伍或,者为零.或者为图中显示
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