1、第一章P133（1）什么是計算機(jī)控制系統(tǒng)？它由哪幾部分組成？答：將閉環(huán)自動控制系統(tǒng)中的模擬控制器和和比較環(huán)節(jié)用計算機(jī)來代替，再加上A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等器件，就構(gòu)成了計算機(jī)控制系統(tǒng)，其基本框圖如圖所示。計算機(jī)控制系統(tǒng)由計算機(jī)（通常稱為工業(yè)控制機(jī)）和生產(chǎn)過程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設(shè)計的計算機(jī)，它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過程包括被控對象、測量變送、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣開關(guān)等。3（2）計算機(jī)控制系統(tǒng)有哪幾類？各有什么優(yōu)缺點？答：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)：優(yōu)點：控制過程簡單，且安全可靠。適用于控制規(guī)律不是很清楚的系統(tǒng)，或用于試驗新的數(shù)學(xué)模型和調(diào)試新的控制程序等。缺點：它是開

2、環(huán)控制結(jié)構(gòu)，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分發(fā)揮計算機(jī)的作用。直接數(shù)字控制系統(tǒng)：優(yōu)點：設(shè)計靈活方便，經(jīng)濟(jì)可靠。能有效地實現(xiàn)較復(fù)雜的控制。監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)：它不僅可以進(jìn)行給定值的控制，還可以進(jìn)行順序控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等。其中SCC+模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)，特別適合老企業(yè)的技術(shù)改造，既用上了原有的模擬調(diào)節(jié)器，又可以實現(xiàn)最佳給定值控制。SCC+DDC的控制系統(tǒng)，更接近于生產(chǎn)實際，系統(tǒng)簡單，使用靈活。缺點：數(shù)學(xué)模型的建立比較困難。集散控制系統(tǒng)：優(yōu)點：通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài)靈活，控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便，顯示操作集中，調(diào)試方便，運行安全可靠，提高生產(chǎn)自動化水平和管理水平，

3、提高勞動生產(chǎn)率等優(yōu)點。缺點：系統(tǒng)比較復(fù)雜。計算機(jī)集成制造系統(tǒng)：優(yōu)點：既能完成直接面向過程的控制和優(yōu)化任務(wù)，還能完成整個生產(chǎn)過程的綜合管理、指揮調(diào)度和經(jīng)營管理的任務(wù)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)：優(yōu)點：成本低、可靠性高，而且在同一的國際標(biāo)準(zhǔn)下可以實現(xiàn)真正的開放式互聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。嵌入式控制系統(tǒng)：優(yōu)點：嵌入式控制系統(tǒng)是面向特定應(yīng)用而設(shè)計的、對功能、可靠性、成本、體積、功耗等進(jìn)行嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)控制系統(tǒng)，具有軟件代碼小，高度自動化，響應(yīng)速度快等特點，制作成本高，但系統(tǒng)開發(fā)投入低，應(yīng)用靈活。3（5）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)相比，具有哪些特點？答：全數(shù)字化、開放性、智能化、互操作性、風(fēng)險分散性、適應(yīng)性

4、強(qiáng)。第二章P703（1）在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，常用的信號有哪些？答:在模擬信號、離散模擬信號、數(shù)字信號。3（2）簡述采樣定理？答：如果連續(xù)信號具有有限頻譜，其最高頻率為，則對進(jìn)行周期采樣且采樣角頻率時，連續(xù)信號可以由采樣信號惟一確定，亦即可以從不失真地恢復(fù)。3（4）簡述模擬量輸入通道各組成部分的作用？答：信號調(diào)理電路：把傳感器輸出的信號或變送器輸出的信號中，較小的電壓信號經(jīng)過模擬量輸入通道中的放大器放大后，變換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，再經(jīng)濾波后才能送入A/D轉(zhuǎn)換器。而對于電流信號應(yīng)該通過I/V變換電路，將電流信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，再經(jīng)濾波后送入A/D轉(zhuǎn)換器。 多路開關(guān)：用來切換模擬電壓信號的關(guān)鍵元件。

5、 前置放大器：將模擬小信號放大到A/D轉(zhuǎn)換器的量程范圍內(nèi)。 采樣/保持器S/H：在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時間內(nèi)，在A/D轉(zhuǎn)換器之前將其加入，使輸入信號不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤差。 A/D轉(zhuǎn)換器：把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。3（5）計算機(jī)控制系統(tǒng)的I/O通道包含哪幾個？答：模擬量輸入通道，數(shù)字量輸入通道，模擬量輸出通道，數(shù)字量輸出通道。3（6）A/D/轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號（設(shè)計EOC）有什么作用？根據(jù)該信號在I/O控制中的連接方式，A/D轉(zhuǎn)化器有幾種控制方式？它們各在接口電路和程序設(shè)計上有什么特點？答：（1）當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，AD轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部的轉(zhuǎn)換結(jié)束觸發(fā)器置位，并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志電平，以通知主機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字

6、量。（2）有查詢、延時和中斷控制方式。 查詢：轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳通常連接到數(shù)據(jù)線或I/O口線上。設(shè)計比較簡單，可靠性高，但實時性差。這種方法用得最多。 延時：轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳懸空。為了確保轉(zhuǎn)換完成，必須把時間適當(dāng)延長，其速度比查詢方式還慢，故應(yīng)用較少。 中斷：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號通常與計算機(jī)的外部中斷引腳連接。在中斷方式中，CPU與A/D轉(zhuǎn)換器是并行工作的，其工作效率高。在多回路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中一般采用。3（7）數(shù)字量輸入通道中常用的信號調(diào)理電路有哪些？答：小功率輸入調(diào)理電路、大功率輸入調(diào)理電路、交流輸入信號檢測電路。第三章P1063(1)常用的數(shù)字濾波方法有哪幾種？說出他們各自適用場合。答：1程序判斷濾波、2算

7、術(shù)平均值濾波、3加權(quán)平均值濾波、4中值濾波、5去極值平均濾波、6滑動平均濾波、7低通數(shù)字濾波。適合于對隨機(jī)干擾進(jìn)行濾波，主要適合于對壓力、流量等周期脈動的干擾進(jìn)行濾波，對應(yīng)去掉由于偶然因素引起的波動或采樣器不穩(wěn)當(dāng)而造成的誤差所引起的脈動干擾比較有效，適用于對高頻和低頻的干擾信號進(jìn)行濾波。3(2) 在程序判斷濾波方法中，如何確定？其值越大越好嗎？答：在程序判斷濾波方法中，通常根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)得到，必要時，可由實驗得出。其值不是越大越好。3(3)標(biāo)度變換在工程上有什么意義？在什么情況下使用標(biāo)度變換程序？答：傳感器或變送器檢測的參數(shù)都需要換成A/D轉(zhuǎn)換器所能接收的05V統(tǒng)一電壓信號，又由AD轉(zhuǎn)換成00F

8、FH（8位）的數(shù)字量。為進(jìn)一步顯示、記錄、打印以及報警等，必須把這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換成不同的單位，以便操作人員對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和管理，必須進(jìn)行標(biāo)度變換。3(4)說明報警程序的設(shè)計方法，并簡述之。答：軟件報警：這種方法的基本作法是把被測參數(shù)經(jīng)傳感器、變送器、AD轉(zhuǎn)換送入計算機(jī)后，再與規(guī)定的上、下限值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行報警或處理，整個過程都由軟件實現(xiàn)。 直接報警：被測參數(shù)與給定值的比較在傳感器中進(jìn)行，如果被測參數(shù)超過給定值，就會通過硬件向CPU提出中斷請求，CPU響應(yīng)中斷后，會產(chǎn)生報警信號。3(5)鍵盤為什么要防止抖動？在計算機(jī)控制系統(tǒng)中如何實現(xiàn)防抖？ 答：（1）由于機(jī)械觸點的彈性作用，一個

9、按鍵開關(guān)在閉合或斷開時不會馬上穩(wěn)定下來，會有瞬間的抖動，抖動時間的長短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為510ms。為了能使鍵盤給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和命令，必須設(shè)法消除抖動。 （2）硬件方法：采用RC濾波消抖電路或RS雙穩(wěn)態(tài)消抖電路。 軟件方法是在第一次檢測到有按鍵閉合時，首先執(zhí)行一段延時10ms的子程序，然后再確認(rèn)該按鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有按鍵按下，從而消除了抖動的影響。3(6) LED顯示器的顯示方法有幾種？各有什么特點？簡述其工作原理。答：靜態(tài)顯示：由單片機(jī)一次輸出顯示后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次送新的顯示字型碼為止。LED工作于靜態(tài)顯示方式時，各

10、位的共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或接+5V）；每位的段選線分別與一個8位的鎖存輸出相連。靜態(tài)顯示方式中，由于顯示器中的各位相互獨立，故在同一時間里，每一位顯示的字符可以各不相同。 優(yōu)：顯示器的亮度都較高，占用機(jī)時少，顯示可靠，編程容易，管理也簡單，因而在工業(yè)過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。缺：使用元件多，且線路比較復(fù)雜，成本較高。動態(tài)顯示，就是單片機(jī)定時地對顯示器件掃描，在這種方法中，顯示器件分時工作，每次只能有一個器件顯示，而其他各位熄滅，但由于人眼有視覺暫留現(xiàn)象，只要每位顯示間隔足夠短，則可造成多位同時亮的假象，達(dá)到顯示的目的。 優(yōu)：使用硬件少，因而價格低。缺：占用機(jī)時長，只要單片機(jī)不

11、執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示，使開銷增大。3(7) LCD與LED顯示器件的主要區(qū)別是什么？LCD為什么不能采用直流驅(qū)動？答：（1）LED數(shù)碼顯示器是由發(fā)光二極管組成的，根據(jù)其內(nèi)部發(fā)光二極管的連接方法不同，分為共陽極和共陰極兩種。共陰極LED數(shù)碼顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極LED數(shù)碼顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。 LCD是一種借助外界光線照射液晶材料而實現(xiàn)顯示的被動顯示器件。液晶顯示器是在平整

12、度很好的玻璃面上噴上二氧化錫透明導(dǎo)電層形成電極，在上、下導(dǎo)電層之間注入液晶材料密封而成的。若在液晶屏正面電極的某點和背電極間加上適當(dāng)大小的電壓，則該點所夾持的液晶便產(chǎn)生“散射效應(yīng)”，并顯示出點陣。根據(jù)需要，可將電極做成各種文字、數(shù)字或點陣，就可以獲得所需的各種顯示。 （2）會使液晶產(chǎn)生電解和電極老化，從而大大降低液晶顯示器的使用壽命。第五章P1432（1）在PID調(diào)節(jié)器中，比例、積分和微分環(huán)節(jié)對調(diào)節(jié)品質(zhì)有什么影響？答：比例控制：提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，迅速反應(yīng)誤差，從而減小誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，的加大，會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定；積分控制：消除穩(wěn)態(tài)誤差，因為只要系統(tǒng)存在誤差，積分作用就不斷地積累，輸出控制量以消除誤差，直到偏差為零，積分作用才停止，但積分作用太強(qiáng)會使系統(tǒng)超調(diào)量加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩； 微分控制：與偏差的變化率有關(guān)，它可以減小超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時加快系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時間，從而改善系統(tǒng)