计算机控制简答+画图范文

第一篇：计算机控制简答+画图范文

1.PID改进措施：(1)积分改进：①消除积分不灵敏区②积分分离PID算法③抗积分饱和④梯形积分(2)微分改进：①微分先行PID控制算法②实际微分PID控制算法

2.计算机控制技术涉及哪些领域的知识？各起的作用？(1)计算机技术：作为一种工具完成软件和硬件的要求(2)控制技术：提供理论，分析基础(3)检测技术：提供现场信号执行检测

(4)工程技术：提供计算机控制系统被控对象，进行控制分析 3.计算机控制系统如何保证手动/自动无扰动切换？

①为了实现从手动到自动的无平衡无扰动切换，在手动状态下，尽管并不进行PID计算，但应使给定值跟踪被控量，同时也要把历史数据清零。还要使u(k-1)跟踪手动控制量。②当自动切向软手动时，只要计算机应用程序正常工作，就能自动保证无扰切换。4.现事故如何使用计算机控制系统查找原因

(1)在报警信息里查找有哪些物理量发生异常(2)数据库趋势界面里看哪些数据突变异常(3)查看计算机软件是否跑飞(4)查看数据采集板，处理单元是否有问题(5)查看计算机是否出现故障(6)查看接口电路是否能正常工作(7)传感器能否正常工作(8)计算机能否进行正常通讯 5.纯滞后补偿算法设计思想①建立过程的动态特性模型，并将模型加入反馈控制系统中，有延迟的一部分用于抵消被延迟的被控量，无延迟部分反映到调节器让调节器提前动作，从而明显减少超调量和加快调节过程。②可以把滞后时间的影响去掉，实现对纯滞后对象的控制。6.单回路计算机控制系统的组成及各部分的作用？(1)数字计算机 D/A 执行机构 测量变送 A/D(2)各部分作用：①数字计算机：进行实时数据处理，对产生过程进行实时的监控、监督和管理，并且保证实时性和可靠性。②D/A：把计算机输出的数字量转换成模拟量电信号，以控制相关的执行机构，达到计算机控制的目的。③执行机构：接收计算机输出的控制信号并实施于被控生产过程，使其按预先规定的控制要求正常工作。④测量变送：将相应的被测物理量转换成可以运转的统一标准信号。⑤A/D：把工业生产控制现场送来的模拟信号转换成计算机能接收的数字信号，完成现场信号的采集与转换功能。7.如何保障计算机控制系统安全可靠运行？保证控制系统的实时性，其中包括实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出；保证控制系统的冗余性，要求用双机工作，以保证系统长期不间断的工作。8.计算机控制系统的实时性如何保证？

(1)保证实时性须经历三个步骤：实时数据采集 实时控制决策 实时控制输出(2)工业控制计算机及监控软件具有时间驱动能力和事件驱动能力，即在一定的周期时间内对所有事件进行巡检扫描，同时又可以随时响应事件的中断请求，并且计算机具有多任务处理能力。9.计控制系统包括？计算机控制系统由工业控制机过程输入输出设备及生产过程3个部分组成①工业控制机：由硬件和软件组成；硬件由控制计算机和现场仪表组成,软件由系统软件,支持软件和应用软件组成②过程输入输出设备:分为模拟量输入输出通道和开关量输入输出通道③生产过程:被控对象,测量变送器,执行机构,电气开关等装置

第二篇：计算机控制实验报告

中国石油大学计算机控制实验报告 实验日期：2011.11.30 成 绩：

班级：自动化08-4 姓名：陈方光 学号：08071402

实验一 基于NI6008的数据采集

1.实验目的：

理解基本计算机控制系统的组成，学会使用MATLAB和NI6008进行数据采集。2.实验设备：

计算机控制实验箱、NI6008数据通讯卡、Matlab软件、计算机 3． 实验内容：

（1）使用计算机控制实验箱搭建二阶被控对象，并测试对象特性（2）在Matlab中设计数字PID控制器，对上述对象进行控制 4.实验步骤：

（1）选择合适的电阻电容，参考如下电路结构图，在计算机控制实验箱上搭建二阶被控对象，使得其被控对象传递函数为

建议数值：R1=200kΩ，R2=200kΩ,C1=1μＦ，R4=300kΩ, R5=500kΩ，C2=1μＦ.（2）测试NI6008数据通讯卡，确保数据输入输出通道正常。（3）使用MATLAB和OPC通讯技术进行数据采集:（4）编写程序，实现数据的定时采集和显示。5.实验结果

1)测试NI6008数据通讯卡

首先将NI6008数据采集卡的AI负端与GND端短接，然后通过usb数据线连接计算机，打开opc端口调试工具，添加NI数据采集卡，添加自己所需的输入、输出端口，通过向输入端强制写入1，观察AO端口显示数据，能较精确的跟踪输入数据，该数据采集完好。

2)使用matlab和opc进行数据采集及其显示

 在Matlab中读写数据：

da = opcda(‘localhost’, ‘NI USB-6008.Server’);% 定义服务器 connect(da);

%连接服务器 grp = addgroup(da);

%添加OPC 组 itmRead = additem(grp,‘Dev1/AI0’);

%在组中添加数据项 itmWrite = additem(grp,'Dev1/AO0');

%在组中添加数据项

r=read(itmRead);

y(1)=r.Value;

%读取数据项的值 Write(itmWrite,1);

%向数据项中写值 disconnect(da);

%断开服务器 关于定时器的问题

t = timer(‘TimerFcn’,@myread, ‘Period’, 0.2,‘ExecutionMode’,‘fixedRate’);%定义定时器 start(t)%打开定时器 out = timerfind;%寻找定时器

stop(out);%停止定时器

delete(out);%删除定时器

 将读取的数据存储并动态显示于图中: function myread(obj,event)

global tt k y da grp itmRead Ts itmWrite r=read(itmRead);k=k+1;tt(k)=(k-1)*Ts;y(k)=r.Value;hold on plot(tt,y)if k>70/Ts Write(itmWrite,0);num=[1.484];den=[46.4067,15.994,1];[y,t]=step(tf(num,den),1:0.2:70);plot(t,y)out = timerfind;stop(out);

delete(out);disconnect(da);end

表1：数据采集表

采集数采集数采集数时间 据 时间 据 时间 据 时间 0.00 0.00 4.00 1.67 8.00 1.67 12.00 0.20 0.02 4.20 1.67 8.20 1.66 12.20 0.40 0.74 4.40 1.67 8.40 1.68 12.40 0.60 1.30 4.60 1.67 8.60 1.67 12.60 0.80 1.52 4.80 1.67 8.80 1.67 12.80 1.00 1.62 5.00 1.66 9.00 1.67 13.00 1.20 1.64 5.20 1.67 9.20 1.68 13.20 1.40 1.66 5.40 1.66 9.40 1.67 13.40 1.60 1.67 5.60 1.67 9.60 1.66 13.60 1.80 1.66 5.80 1.65 9.80 1.67 13.80 2.00 1.67 6.00 1.64 10.00 1.67 14.00 2.20 1.66 6.20 1.66 10.20 1.68 14.20 2.40 1.68 6.40 1.66 10.40 1.68 14.40 2.60 1.67 6.60 1.66 10.60 1.66 14.60 2.80 1.67 6.80 1.66 10.80 1.67 14.80 3.00 1.66 7.00 1.67 11.00 1.67 15.00 3.20 1.67 7.20

1.67

11.20 1.67

15.20 采集数

据 时间 1.68 16.00 1.66 16.20 1.66 16.40 1.68 16.60 1.66 16.80 1.67 17.00 1.67 17.20 1.66 17.40 1.66 17.60 1.66 17.80 1.66 18.00 1.66 18.20 1.67 18.40 1.67 18.60 1.67 18.80 1.67 19.00 1.68

19.20 采集数

据 1.67 1.66 1.67 1.67 1.66 1.67 1.66 1.66 1.67 1.67 1.67 1.64 1.67 1.67 1.67 1.67 1.65 3.40 3.60 3.80 4.00 1.67 1.67 1.67 1.67 7.40 7.60 7.80 8.00 1.67 1.66 1.67 1.67 11.40 1.68 11.60 1.66 11.80 1.68 12.00 1.68 15.40 1.65 15.60 1.66 15.80 1.66 16.00 1.67 19.40 1.67 19.60 1.67 19.80 1.67 20.00 1.67 Matlab绘图如下：

图表 1 开环数据读取显示曲线

6.实验总结：

通过本次实验我理解基本计算机控制系统的组成，学会使用MATLAB和NI6008进行数据采集，以及实验电路的搭建，如何设计PID算式使二阶对象完成相应的功能，并且测试了对象的特性。复习了以前学习的东西，能做到活学活用，搭建实际模型来完成模拟实验。中国石油大学计算机控制实验报告 实验日期：2011.11.30 成 绩：

班级：自动化08-4 姓名：陈方光 学号：08071402

实验二 数字PID算法的实现

1.实验目的：

熟悉PID控制器，实现PID算法，深入了解PID参数对系统控制效果的影响 2.实验设备：计算机控制实验箱、NI6008数据通讯卡、Matlab软件、计算机 3.实验内容：

（1）在实验一基础上编制PID数字控制器，实现闭环控制。

Te(k)2e(k1)e(k2)uu(k)u(k1)kpe(k)e(k1)e(k)T()dTiT （2）进行PID参数的整定分析：

a)取消积分和微分作用，分析比例系数数对系统控制性能的影响 b)保持比例系数不变，分析积分作用对系统控制性能的影响

c)保持比例系数和积分时间不变，分析微分作用对控制系统性能的影响 d)运用所学的PID参数整定方法，确定一组控制性能良好的PID参数 4.实验要求

（1）实验过程中要记录实验曲线，标注控制系统输出的性能指标（2）总结PID参数对控制系统性能的影响

（3）分析理论结果与实验结果的差异，如有误差分析原因。5.实验结果 a)纯比例控制

分析：

对比分析上图可知：Kp越大，比例作用越强，比例动作越快，上升时间和延迟时间越短，调节时间峰值时间也相应减少，且稳态误差减小，但超调量增大，系统易发生振荡，甚至发散。

由于是纯比例作用，故系统稳定后存在余差，被控变量不可能回到原来的值上（在本系统中不可能稳定到1），且由于仿真电路干扰的存在，响应曲线存在较大的毛刺。

b)比例不变，变积分控制

分析：

从表中可知，在Kp相同，Ti不同的情况下, Ti越大，积分作用越强，系统的上升时间，延迟时间，调节时间和峰值时间均越大，系统的响应越慢，动态性能越差，但是系统的超调量却越小，甚至小到不存在，系统地稳定性能提高。加入积分环节后，对比表中数据可知，积分环节可以使系统的上升时间，调节时间，延迟时间，峰值时间变长，系统的动态性能变差，而超调量减小，稳态性能得到提高。

c)比例、积分不变，变微分控制

分析：

从表中数据可知，第一，由于微分作用的存在，响应曲线的起始阶段呈现尖锐的波峰，之后曲线也呈衰减振荡；第二，保持Kp、Ti不变，增大Td,系统的上升时间上升，微分控制不直接影响稳态误差，但它增加了系统的阻尼，因为容许采用比较大的增益K值，这将有助于系统稳态精度的改善。

PID具有PD和PI双重作用，能够较全面地提高系统的控制性能，是一种应用比较广泛的控制器。PID控制器除了提高系统型别之外，还提供了两个负实零点，从而较PI控制器在提高系统的动态性能方面有更大的优越性。因此，在工业控制设计中，PID控制器得到了非常广泛的应用。一般来说，PID控制器参数中，I部分应发生在系统频率特性的低频段，以提高系统的稳态性能；D部分发生在系统频率特性的中频段，以改善系统的动态性能。

6.实验总结

通过这次实验，我熟悉了PID控制器，实现了PID算法，深入了解了PID参数对系统控制效果的影响，宏观的了解了参数影响的效果，可以对于实际出现的各种图形进行分析，确定是那一个或者哪几个参数问题，便于实际应用，进一步熟悉了MATLAB软件的使用。

第三篇：计算机控制技术资料

计算机控制技术是一门以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科。据湖南省机械行业管理办公室对省内几十家大中型企业进行的人才需求调查显示，企业对具备较强的计算机控制技术应用能力专门人才需求很大。人事部门的调查统计数据表明，2001年～2005年计算机控制技术专业人才需求已进入社会总体需求前五名的行业，该专业的毕业生有很大的市场需求和广泛的就业前景。本专业作为我院的传统专业，其专业建设和发展已经初具规模。

培养目标:计算机控制技术专业是培养掌握了一定的电子电气知识、计算机操作应用知识、程序设计知识，具备一定的计算机控制技术、计算机网络技术、可编程控制技术等专业知识，具有较强的分析能力、动手能力、创新能力，能解决工程实际问题的高素质的复合型、应用型专业技术人才。本专业师资力量雄厚，并长期聘用大学教授、高级工程师、高级技术充实师资队伍，使理论教学与工程实践紧密结合起来。本专业已培养了大量的计算机控制技术应用型人才，毕业生具有很广阔的发展空间和非常乐观的就业前景，历届毕业生就业率达到100%。

主要课程:高等数学、英语、计算机操作、机械制图、电路分析、电子技术、可编程控制器控制技术、计算机控制技术、计算机网络技术、VB程序设计、C语言、protel等、检测仪表、工业网络原理等。

职业资格证书与技术等级证书

获得省教育厅颁发的高等学校英语应用能力和计算机应用能力合格证书；劳动与社会保障部颁发的中级电工证、电子CAD中级证或单片机中级操作证、电气工程师资格证、plc认证、检测仪表证书等。

就业去向： 本专业毕业生适应性强，就业面非常广，随着新型工业化道路的推进，本地区，特别是沿海发达地区迫切需要掌握计算机控制技术的专业人才。

第四篇：计算机控制技术

一、填空题

1、所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。

2、计算机控制系统的工作原理的三个步骤：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出

3、实时性：是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件作出反应的特性。

4、计算机控制系统有哪几种典型类型：OIS、DDC、SCC、DCS、FCS、PLC5、工业计算机有哪些特点：可靠性高、实时性好、环境适应性强、模块化设计，完善的O/I通道、系统扩充性好、系统开放性好、控制软件包功能强。

二、作图题

1、作出计算机控制系统的组成框图

2、作出计算机制导控制系统（OIS）的系统框图

三、问答题

1、计算机总线大致可分为几类？其内部总线又可分为几类？

2、简述smith预估控制的基本思想。

3、常见的工业控制计算机总线体系结构有哪几种？

4、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法？

5、工业控制计算机系统的干扰来源有哪几类？各类干扰又有哪些具体形式？

6、现场总线的定义是什么？

四、论述题

1、论述DCS、FCS各自的含义是什么？

五、计算题

关于PID控制，要求：

1、写出模拟PID控制器的控制规律及其传递函数。

2、推导出位置式数字PID的控制算式。

3、推导出增量式数字PID的控制算式。

关于模糊控制

六、设计题

现要求用80C51单片机处理A、B、C三个输入信号，其中A为0-20V的交流信号，B为0-10mA的直流电流信号，C为0/24V的直流电压开关信号，要求得到A、B信号的幅值及C信号的状态。其中ADC采用ASC0809。请补充必要的电子元器件，并将元器件正确连接（可用网络符号）。

提示：交流信号？整流，开关

第五篇：计算机控制技术

《计算机控制技术》课程综述

09热工一班姚跃辉200910610118

计算机控制是自动控制理论与计算机技术相结合而产生的一门新兴学科，计算机控制技术是随着计算机技术的发展而发展起来的。自动控制技术在许多工业领域获得了广泛的应用，但是由于生产工艺日益复杂，控制品质的要求越来越高，简单的控制理论有时无法解决复杂的控制问题。计算机的应用促进了控制理论发展，先进的控制理论和计算机技术相结合推动计算机控制技术不断前进。近年来，随着计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、网络与通信技术、微电子技术、CRT显示技术、现场总线智能仪表、软件技术以及自控理论的高速发展，计算机控制的技术水平大大提高，计算机控制系统的应用突飞猛进。利用计算机控制技术，人们可以对现场的各种设备进行远程监控，完成常规控制技术无法完成的任务，微型计算机控制已经被广泛地应用于军事、农业、工业、航空航天以及日常生活的各个领域。可以说，21世纪是计算机和控制技术获得重大发展的时代，大到载人航天飞船的研制成功，小到日用的家用电器，甚至计算机控制的家庭主妇机器人，到处可见计算机控制系统的应用。计算机控制技术的发展日新月异，作为现代从事工业控制和智能仪表研究、开发及使用的技术人员，必须不断学习，加快知识更新的速度，才能适应社会的需要，才能在工业控制领域里继续邀游。计算机控制系统是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。

计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机）来实现工业过程自动控制的系统。在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出时数字信号，而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号，因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比，计算机控制系统需要有莫属转换器和数模转换器这两个环节。

计算机把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设

定值上。这种系统称为闭环控制系统。

计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。

（1）数据采集系统

在这种应用中，计算机只承担数据的采集跟处理工作，而不直接参与控制。它对生产过程各种工艺变量进行巡回检测、处理、记录及变量的超限报警，同时对这些变量进行累计分析和实时分析，得出各种趋势分析，为操作人员提供参考。

（2）直接数字控制系统

计算机根据控制规律进行运算，然后将结果经过过程输出通道，作用到被控对象，从而使被控变量符合要求的性能指标。与模拟系统不同之处在于，在模拟系统中，信号的传送不需要数字化；而数字系统必须先进行模数转换，输出控制信号也必须进行数模转换，然后才能驱动执行机构。因为计算机有较强的计算能力，所以控制算法的改变很方便。

微型计算机控制技术是一门跨学科以及应用性、技术性、综合性都很强的专业技术课程，要求具备较强的自动控制理论、微型计算机原理、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础知识。通过学习，要求掌握计算机控制系统的控制原理和分析设计方法，具备基本的设计技能，能够设计出简单的计算机控制系统。学习该课程对我们工科专业的学生是十分重要而有用的。

09热工(1)班姚跃辉