计算机控制课程知识点总结

第一篇：计算机控制课程知识点总结

《计算机控制》知识点总结

第一章 绪论

1.什么是计算机控制系统？它的工作原理是什么?

2.计算机控制系统的组成？画出组成框图？

3.计算机控制系统的典型方式有哪些？

4.实时、在线、离线的含义是什么，有什么区别和联系？

第二章 硬件设计

1.什么是接口、过程通道，过程通道有哪些类型？

2.什么是总线，如何分类，并举例说明常见总线的类型？

3.数字量输入通道的结构图。

4.数字量输出通道的结构图。

5.模拟量输入通道的结构图，各部分主要作用是什么？

6.A/D转换的主要技术指标是什么？逐位逼近和双积分A/D转换的原理是什么？

7.模拟量输出有哪两种结构形式，各有什么特点？

8.D/A的转换器的性能指标是什么？了解D/A转换的原理。

9.什么是干扰？来源有哪些？

10.过程通道的干扰主要有哪两种形式？

11.什么是串模干扰，串模干扰是如何产生的，克服的方法有哪些？

12.什么是共模干扰，克服共模干扰的方法有哪些？

第三章 基本控制理论

1.2.3.4.数字控制器的连续化设计步骤是什么？ 数字控制器的离散化设计步骤是什么？ 如何使用双线性变换法、前向差分法、后向差分法进行连续控制器的离散化？ 数字PID控制器位置型和增量型控制算法？增量型PID有何优点？

5.PID参数P，I，D的含义是什么？分别对控制性能有何影响？

6.什么叫积分饱和？它是怎么引起的？

7.不完全微分PID和微分先行PID控制的原理是什么？

8.选择采样周期需要考察哪些因素？

9.整定PID参数的方法有哪些？了解其基本原理。

10.什么是最小拍控制器，他包含了几方面的要求？

11.最小拍无差控制器的基本原理是什么？

12.如何针对典型输入信号（如阶跃信号和、斜坡信号）设计最小拍无差控制器？

13.最小拍控制器的局限性有哪几个方面？如何设计最小拍有纹波控制器？

14.最小拍无纹波控制器设计的必要条件是什么？基本思路是？

15.史密斯预估控制的原理是什么？

第四章 复杂控制和先进控制

1.画出串级控制的方框图，串级控制的优点是什么？

2.画出前馈控制的方框图，前馈控制的优点和缺点是什么？

3.了解数字串级控制和前馈控制算法的实现步骤。

4.画出模糊控制器的基本结构，并指出其基本功能

5.模型预测控制的三个基本原理

6.模型预测控制的典型算法有哪几种

第五章 软件设计

1.2.3.4.计算机控制系统的软件设计一般有哪两种思路，各自优缺点是什么？ 测量数据的预处理包含哪些步骤？ 系统误差的定义是什么，有什么特点？ 标度变换的原因是什么？

5.数字控制的工程实现包含哪些部分？画出整体框图。

6.控制器的内给定，外给定有何区别？

7.PID控制器手自动无扰切换如何实现？为什么要实现控制器手自动无扰切换？

8.软件抗干扰技术有哪些？

9.数字滤波的方法有哪些？各起什么作用？

第六章 DCS与FCS系统

1.DCS的体系结构分为哪三层？各层的主要功能是什么？

2.分散控制级的主要功能是什么？主要装置有哪些？

3.集中操作监控级的主要功能是什么？主要装置有哪些？

4.综合信息管理级主要功能是什么？

5.DCS的功能特点有哪些？存在什么问题？

6.什么是现场总线？

7.FCS对ＤＣＳ的变革体现哪几个方面？

第七章 系统总体设计

1.计算机控制系统的设计原则是什么？

2.计算机控制系统的设计步骤有哪些？

3.为什么要进行离线仿真和在线调试？

第二篇：新 计算机控制技术知识点总结

1计算机控制系统就是利用计算机（简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。

1、计算机控制系统的工作原理：1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。2）实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。

3）实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

3工业PC机(IPC)与PC机的差别：1.将大母板变成通用底板总线插座；

2.将母板分成几块PC插件（CPU板、存储器板等）；3.将普通电源变成工业电源；4.密封机箱，内部正压送风；5.工业应用 软件。

2、一个在线的系统部一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。因为在线采集的数据不一定在当时就进行处理。

3、常用的计算机控制系统主机：可编程序控制器（PC）、工控机（IPC）、单片机、DSP、智能调节器

4、工业控制机：（1）硬件组成主机板、内部总线和外部总线、人机接口、磁盘系统、通信接口、输入输出通道（2）软件组成 系统软件包括实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序，Windows等系统软件。

5、计算机控制系统典型型式

1）操作指导控制系统特点：优点是机构简单，控制灵活和安全。缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。

2）直接数字控制（DDC）Direct Digital Control系统 特点：闭环控制，实时性好，可靠性高，可控多个回路。

3）监督控制系统（SCC）Supe rvisory Computer Control

SCC+模拟调节器的控制系统SCC+DDC的分级控制系统。

4）集散控制系统（DCS）结构模式为“操作站—控制站—现场仪表”

5）现场总线控制系统（FCS）结构模式为“操作站—现场总线只能仪表”

6）综合自动化系统 1计算机集成制造系统（CIMS）2计算机集成过程系统（CIPS）企业资源信息管理系统（ERP）、生产执行系统（MES）和生产过程控制系统（PCS）构成的3层结构，已成为综合自动化系统的整体解决方案。

6、所谓总线，就是计算机个模块之间互联和传送信息（指令、地址和数据）的一组信号线。以微处理器为核心，总线可以分为内部总线和外部总线，而内部总线又可以分为片级总线和系统总线。片级总线包括数据总线、地址总线、控制总线、IIC总线，SPI总线、SCI总线等；系统总线包括ISA总线、EISA总线、VESA总线、PCI总线等；外部总线包括RS—232C、RS—485、IEEE—488、USB等总线。ISA：数据线宽度为16位总线，总线时钟为8MHzEISA：数据线宽度为32位总线，总线时钟为16MHz PCI主要性能：支持10台外设、总线时钟频率33.3MHZ/66MHz、总线宽度32位（5v）/64位（3.3v）。

7、1）小功率输入调理电路：采用积分电路消除开关抖动、R—S触发器消除开关两次反跳的方法 2）大功率输入调理电路：采用光电耦合器进行隔离8、1）串模干扰：叠加在被测信号上的干扰噪声。抑制方法：滤波、用双积分式A/D转换器、对被测信号进行前置放大或完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施、利用逻辑器件的特性、采用双绞线作信号引线

2）共模干扰：指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。抑制方法：变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比

3）长线传输干扰抑制方法：终端阻抗匹配和始端阻抗匹配

10、数字控制，就是生产机械根据数字计算机输出的数字信号，按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动完成工作的控制方式。

11、数字控制器的连续化设计步骤：1）设计假想的连续控制器D（s）2)选择采样周期T3）将D(s)离散化为D（z）4）设计由计算机实现的控制算法 5）校验

12、增量式算法与位置式算法相比，具有以下优点：

1）增量算法不需要做累加，误差较小，而位置算法要用到过去的误差的累加值，容易产生大的累加误差。

2）增量式算法得出的是空置量的增量，增量误动作影响小，而位置算

法的输出时空置量的全量输出，误动作影响大

3）采用增量式算法易于实现手动到自动的无冲击切换

13、PID参数整定

1）采样周期的选择T≤π/WmaxTmin≤T≤TmaxT≥

2)按简易工程法整定PID参数

扩充临届比例度法扩充响应曲线法：

3)优选法

4）试凑法确定PID参数

14反馈控制：对偏差进行控制，以抵消干扰的影响。前馈控制：按扰动量

进行控制，在控制算法和参数选择合适的情况下，可达到很高的精度。

14、HMI（Human Machine Interface）系统必须有几项基本的能力：

（1）实时资料趋势显示（4）警报的产生于记录

（2）历史资料趋势显示（5）报表的产生于打印

（3）自动记录资料（6）图形接口控制

HMI广义解释就是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口”。

及人机接口。

15、SCADA凡是具有系统监控和数据采集功能的软件都可成为SCADA软

件（Supervisor Control And Data Acqusition）SCADA软件和硬件设备的链接方式主要可归纳为3种：

（1）标准通信协议ARCNET，CAN Bus，Device Net，Lon Work，Modbus，Profibus。SCADA软件和硬件设备，只要使用相同的通信协议，就可以直接通信，不需要安装其它驱动程序

（2）标准的资料交换接口DDE与OPC 要驱动

（3）绑定驱动（Native Driver）标度变换方法: 1线性变换公式 2公式转换法 3其它标度变换法越限报警处理:

(1)上限报警若xn＞xmax，则上限报警，否则继续执行原定操作。

(2)下限报警若xn＜xmin，则下限报警，否则继续执行原定操作。

(3)上下限报警 若xn＞xmax，则上限报警，否则对下式做判别；

xn＜xmin否?若是则下限报警，否则继续原定操作。

17、数字滤波技术：（1）算术平均值法：适用于周期性干扰

（2）中位值滤波法：适用于偶然脉冲干扰

（3）限幅滤波法：适用于偶然脉冲干扰

（4）惯性滤波法：适用于高频及低频的干扰信号

18、软件抗干扰技术包括：

开关量的软件抗干扰技术数字滤波技术

指令冗余技术软件陷阱技术

19、网络拓扑结构：（1）星形结构（2）环形结构（3总线型（4）树形结构

20、信息交换技术：

（1）线路交换：是指通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的物理线路进行数据传送，传送结束再“拆除”线路。线路交换方式的通信分3步：建立线路，传送数据，拆除线路。线路的利用率低。

（2）报文交换：不需要在两个站之间建立一条专用线路。如果某站相

发送一个报文，它把目的站名附加在报文上，然后把报文交个节点传送。传送过程中，节点接收整个报文，并暂存这个报文，然后发送到下一个节点，直到目的站。优点：线路的利用率高，可以把一个报文发送到多个目的站缺点：由于报文要在节点排队等待，延长了报文到达目的站的时间。

（3）分组交换：将报文分成若干个报文段，并在每个报文段上附加传

送时所必须的控制信息，这些报文段经不同的路径分别传送到目的站后，在拼装成一个完整的报文。管理报文分组流：数据报方法和虚电路方法

21、OSI层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

22、FCS现场总线控制系统（FCS，Fieldbus Control System）

5种典型的现场总线：CAN（控制器局域网）、LONWORKS(局部操作

网络)、PROFIBUS（过程现场总线）、HART（可寻址远程传感器数据通道）、FF（现场总线基金会）现场总线

23、DCS分布式控制系统（Distributed Conrol System,DCS）也成集散控制

系统。体系结构分3级：第一级为分散过程控制级（通信网络低速）；第二级为集中操作监控级（通信网络中速）；第三级为综合信息管理级（通信网络高速）

24、工业以太网（Industrial Ethernet），就是应用于工业自动化领域的以太

网技术。

25、数字PID控制器的改进

1)积分项的改进：在PID控制器中，积分的作用是消除残差，为了提高控

制性能，对积分项可采取以下4条改进措施。

1、积分分离

2、抗积分饱和

3、梯形积分

4、消除积分不灵敏区

2）微分项的改进：

1、不完全微分PID控制算法

2、微分先行PID控制

算式

3）时间最优PID控制

4）带死区的PID控制算法OSI开放系统互连参考模型 Open System Interconnection

22单极性双极性电压输出电路：

单：Vout1=

双：Vout2=报文交换（MessageSwitching）的优点是线路的利用率高，这是因为许多报文可以分时共享一条结点到结点的线路。并且能把一个报文发送到多个目的站，只需把这些目的站名附加在报文上。由于报文要在结点排队等待，延长了报文到达目的站的时间。

第三篇：《计算机控制技术》课程简介

《计算机控制技术》课程简介

课程编号：04204055

课程名称：计算机控制/Computer Control

学分:2

学时：32

开课单位： 电气信息学院电气工程系

课程负责人：梁平

先修课程： 自动控制原理，微机原理与接口技术，考核方式： 闭卷考试

主要教材：《计算机控制系统》 李正军编著 机械工业出版社2005.1 参考书目：《计算机控制技术》薛弘晔等编著 西安电子科技大学出版社2003.7《微型计算机控制技术》黄一夫主编机械工业出版社1999.12 课程简介：

计算机控制课程主要讲授如何将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。

教学内容包括计算机控制系统的组成、分类和发展趋势，计算机控制系统数字量、模拟量输入输出通道的作用和构成，信号数字滤波和标度变换的方法以及应用，数字控制器的连续化和离散化两种设计技术，PID算法的数字实现方法以及应用，计算机控制系统总线技术，计算机控制系统的设计与实现

通过本课程的学习，使学生获得计算机控制系统的基本理论和基本应用技术，掌握各种数字控制技术的基本设计方法，初步具备分析和设计计算机控制系统以及将其应用于生产过程的能力。

起草人：梁平审核人：日期：2011 1

第四篇：微型计算机控制总结

第一章

 控制：为达到规定的目标，对元件或系统的工作特性所进行的调节或操作。

 控制系统：是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系

统。

 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。

 连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？

 答：与连续控制系统相比，计算机控制系统具有以下特点：

(1)计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。

(2)在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一

个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。

(3)计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。

(4)计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。

(5)一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。

(6)采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控

制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提

 计算机控制系统的组成：

硬件组成：计算机主机、操作台、通用外围设备、I/O接口与I/O通道、传感器。

软件组成：系统软件，应用软件。

 计算机在控制中的典型应用方式：1.操作指导控制系统2.直接数字控制系统3.监督计算

机控制系统4.分级计算机控制系统5.网络控制系统。

 工业控制机的特点：1.实时性2.高可靠性3.硬件配置的可装备可扩充性4.可维护性。 集散控制系统：又称为以微处理器为基础的分散型信息综合控制系统。

 智能控制系统：所谓智能控制系统就是驱动自主智能及其以实现其目标而而无需操作人

员干预的自动控制系统。

第二章

 I/O接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。

 I/O通道也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。 I/O接口、I/O通道作用：I/O接口和I/O通道都是为实现主机和外围设备之间信息交换

而设的器件，其功能都是保证主机和外围设备之间能方便、可靠、高效率的交换信息。 I/O信号的种类：1.数据信息（数据信息又可分为数字量、模拟量、开关量和脉冲量）2.状态信息3.控制信息。

 并行通信优缺点：其优点是传送速度快、信息率高。

 全双工方式：串行接口和外围设备间除公共地线外，有二根数据传输线，串行接口可以

同时输入和输出数据，计算机可同时发送和接收数据，这种串行传送方式就成为全双工方式。

 串行通信可分：1.全双工方式2.半双工方式3.同步通信4.异步通信。

 I/O控制方式：程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。

 查询式I/O方式的优缺点：从理论上看，查询式比无条件传送方式可靠，接口电路简单，不占用中断输入线，同时查询程序也简单，易于设计调试。特别适用于多个按一定规律顺序工作的生产机械或生产过程的控制。

 中断控制I/O时应解决的问题：第一、保存现场和恢复现场；第二、正确判断中断源；

第三、实时响应；第四、按优先权顺序处理。

 中断优先级问题的解决：1.软件查询方式2.雏菊链法3.专用硬件方式。

 信号预处理装置一般包括标度变换器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。 采样定理：模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时，即：fs.max>=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般取2.56-4倍的信号最大频率。

 采样过程: 是用采样开关(或采样单元)将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。

 串行D／A转换器的基本工作原理：是先把数字量转换成一系列的脉冲，一个脉冲相当

于数字量的一个单位，再把每一个脉冲变成单位模拟量，然后将所有单位模拟量相加，从而得到和数字量成正比的总的模拟量输出。

 D/A转换器按工作方式分为并行和串型两种。

 分辨率：当输入数字量变化1时，输出模拟量变化的大小。

 稳定时间：是D/A转换器转换速率的量度，是指D/A转换器代码有满刻度值变化时，其

输出达到并保持在所给定的百分数误差范围内所需要的时间。

 A/D转化器种类：1.计数器式A/D转换器2.双积分式A/D转换器3.逐次逼近式A/D转换

器。

 A/D转换器的主要技术参数：1.分辨率2.量程3.转换精度4.转换时间5.工作温度范围。 串模干扰是叠加在被测信号上的干扰信号。

 抑制串模干扰的方法:

1、加输入滤波器

2、为避免干扰从传输导线窜入检测回路，可采

用带屏蔽层的双绞线或同轴电缆连接一次仪表和转换设备，屏蔽层应良好接地

3、在靠近传感器位置将被测信号进行前置放大，从而提高回路的信号噪声比。再利用逻辑器件的特性来抑制干扰。提高阈值电平可抑制低噪声干扰；采用低速逻辑器件或加电容器降低速度，可以抑制高频干扰

4、采用数字滤波技术。

第三章

 为什么用计算机来实现数字控制：1.数字控制器能实现复杂控制规律的控制2.计算机具

有分时控制能力，可实现多回路控制3.具有灵活性4.采用计算机除实现PID数字控制外，还能实现监控、数据采集、数字显示等其他功能。

 模拟化设计方法：当系统的采样频率足够高时，采样系统的特性接近于连续变化的模拟

系统。

 离散化方法：

1、差分变换法

2、零阶保持器法

3、双线性变换法。

 PID：利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的系统。

 PID控制：PID控制是一种负反馈控制，特别适用于过程的动态性能良好而且控制要求

性能不太高的情况。

 PID增量算法：

 积分整量化误差：

 防止积分整量化误差的方法：1.扩大计算机运算的字长，提高精度计算2.当积分项

KIe(k)时，积分项单独累加，直到产生溢出。

 积分饱和：由于主要是积分项的存在，引起了而PID运算的“饱和”，因此，这种饱和称

为“积分饱和”。积分饱和增加了系统的调整时间和超调量，称为“饱和效应。

 不完全微分的PID算法：仿照模拟调节器的实际微分调节器，加入惯性环节，以克服完

全微分的缺点。

 二自由度PID控制：就是使目标值跟踪特性为最优的PID参数和使外扰抑制特性最优的PID参数，能分别独立地进行整定，使两特性同时达到最优。

 PID控制器参数对系统性能的影响：1.比例系数KP对系统性能的影响2.积分时间常数TI

对系统性能的影响3.微分时间常数TD 对系统性能的影响。

 采样周期：周期性采样控制系统中两次采样之间的时间间隔。

第四章

 最少拍无差系统：是指在典型的控制输入信号作用下能在最少几个采样周期内达到稳态

无静差的系统。

 波纹：在采样点之间的输出响应可能是波动的，这种波动称为波纹。

 振铃：大林把这种控制量以0.5的采样频率振荡现象

 怎样抑制振铃现象：大林算法提出一种简单的修正方法，以防止振铃现象，令数字控制

器中产生振铃现象的极点的因子中的z=1就可以消除振铃现象。

第五章

 模糊控制器：应用模糊语音变量按照人的思想工作的控制器。

 论域的确定输入输出量化，量化因子定义为Ke

第六章

 微型计算机控制系统设计一般可分为以下几个步骤：系统总体控制方案设计、微型计算

机选择、控制算法设计、硬件设计、软件设计、系统联调。

 软件的分类：1.系统软件2.应用软件

 应用程序的语言选择1.机器语言2.汇编语言3.高级语言。

 动态滤波

 静态滤波

第七章

 多微处理机系统：是指一个具有两个或多个微处理机并能相互进行通信以协同解决一个

大的给定问题的微机系统。

 多微处理机控制系统的优缺点：

优点：1.有较高的处理速度2.提高系统的可靠性3.系统便于扩充和修改4.实现复杂分散控制和管理一体化5.通过多微处理机实现并行处理，是开发超级计算机的重要途径

缺点：1.系统的结构形式和通信方案2.任务分割和开发并行性问题3.正确处理资源竞争和死锁问题4.提高系统可靠性和动态重组问题

 集散控制系统：它是随着现代大型工业生产自动化的发展和过程控制要求的日益复杂而

产生的综合控制系统。

 集散控制系统的优点：1.系统具有很高的可靠性2.系统功能全面，可实现控制和管理一

体化3.系统使用、操作方便4.性能、价格比好。

第八章

 工作可靠性：这是指系统在实际运行和执行任务时的可靠性。

 计算机控制系统的可靠性：在规定的工作条件下和规定的时间内，该系统正确完成规定

功能的能力。

 固有可靠性：由这一过程所决定的可靠性是系统的内在可靠性，称为系统的固有可靠性。 提高系统可靠性的途径：1.改进元、部件的可靠性2.降低使用应力水准3.简化系统结构

4.采用冗余设计5.是高维护技术。

 常见的耦合方式：阻容耦合、磁耦合、静电耦合。

2nbeae,Kec2mbecaec

第五篇：微型计算机控制总结

典型计算机控制系统组成：通用外围设备、主机及操作台、I/O接口电路、I/O通道、信号检测及变换、被控对象。

计算机控制系统特点：1）在结构上常规连续系统中均使用模拟部件而计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统2）连续系统中各处信号均为连续模拟信号，计算机系统中还有离散模拟、离散数字等多种信号形式3）计算机系统包含连续信号和数字信号需采用专门的理论来分析和设计4）计算机系统中控制规律用软件实现使系统具有很大灵活性和适应性

5）计算机控制系统中，一个控制器经常可采用分时控制的方式而同时控制多个回路6）采用计算机控制便于实现控制和管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。

计算机在控制中的典型应用方式：1）操作指导控制系统2）直接数字控制系统3）监督计算机控制系统4）分级计算机控制系统

I/O接口电路是主机与外围设备之间交换信息的连接部件。必要性：1）解决主机CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题2）解决CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题3)解决CPU的负载能力和外围设备端口选择问题

I/O通道：是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。I/O信号的种类：数据信息、状态信息、控制信息三类。数据信息：是主机和外围设备交换的基本信息。分为：数字量、模拟量、开关量、脉冲量。状态信息：外围设备通过接口向CPU提供的反映外围设备所处的工作状态的信息。控制信息：CPU通过接口传送给外围设备的。

计算机和外部的通信方式：1并行通信2串行通信1）全双工方式2）半双工方式3）同步通信4）异步通信

三种 I/O控制方式：程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式

程序控制I/O方式：CPU和外围设备之间的信息传送，实在程序控制下进行的。

中断控制I/O方式：当外围设备需要请求服务时，向CPU发出中断请求，CPU响应外围设备中断，停止执行当前程序，转去执行一个外围设备服务的程序，中断处理完毕，CPU又返回来执行原来的程序。

直接存储器存取方式：不经CPU，而在外设和存储器之间直接高速交换数据

I/O接口的编址方式：1）I/O接口与存储器统一编址2）I/O接口独立编址

I/O通道的主要任务是将由检测器件测取的各种参量变换成计算机所能接收的信息形式送入计算机。

I/O通道分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道。模拟量输入通道组成：信号处理装置、采样单元、采样保持器、数据放大器、A/D转换器和控制电路等部分。

为什么加采样保持器：A/D转换器将模拟信号转换成数字量需要一定时间，完成一次A/D转换所需时间称为孔径时间，对随时间变化的模拟信号来说孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差。对于一定的转换时间tA/D,误差的百分数和信号频率成正比，为确保A/D转换的精度必须限制信号的频率范围。如被采样模拟信号的变化频率相对于A/D转换器的转换速度来说是较高的话，为了保证转换精度就要在A/D转换之前加上采样保持电路使在A/D转换期间保持输入模拟信号不变。

采样保持电路组成：输入缓冲放大器A1、模拟开关AS、模拟信号存储电容Ch、输出缓冲放大器A2

采样过程：是用采样开关将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程

量化过程：用一组数码来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换成数字信号

模拟量输出通道组成：D/A转换器、输出保持器、多路切换开关、低通滤波电路和功放电路

进入I/O通道的干扰：串模干扰、共模干扰。串模干扰抑制方法：1）加输入滤波器2）

为避免干扰从传输导线窜入检测回路，采用带屏蔽层的双绞线或同轴电缆连接一次仪表和转换设备，屏蔽层应良好接地3）在靠近传感器位置将被测信号前置放大，从而提高回路的信号噪音比，再利用逻辑器件的特性来抑制干扰4）采用数字滤波技术。共模抑制干扰方法;1)采用共模抑制比高的、双端输入的运算放大器作被测信号的前置放大器，将有用的测量信号放大，使干扰信号受到抑制2）采用光耦合器或隔离变压器把各种模拟负载和数字信号源隔离开来，也就是把模拟地和数字地断开3)采用隔离放大器

离散化方法;差分变换法、零阶保持器法、双线性变换法。为什么加零阶保持器：由于计算机只能处理离散数字信号，因此输入信号必须经A/D转换器对e（t）进行采样得到e（t），然后需经过保持器H（s）将此离散信号变成近似e（t）的信号eh（t)，即eh（t)才等效于e（t），才能加到D（s）上去，所以D（z）近似D（s）求Z变换表达式时，应包括H（s）在内。

增量式PID控制算法与位置式PID控制算法比较有哪些优点：1）位置式算法每次输出与整个过去状态有关，容易产生较大积累误差，而增量式中只需计算增量，算式中不需要累加，对控制量计算的影响较小，获得比较好的控制效果2）由于计算机只输出控制增量，所以误动作时影响小，且必要时可用逻辑判断的方法去掉，对系统安全运行有利3）手动——自动切换时冲击比较小

积分整量化误差产生原因：在PID增量式算法中，积分项为Kie（k）。当采样周期T较小，而积分时间T1较大时，Kie（k）项很可能小于计算机的最低有效位，在运算时被计算机取整而舍掉，从而产生积分整量化误差。防止方法：1）扩大计算机运算的字长，提高计算精度2）当积分项Kie（k）＜时，积分项单独累加，直到产生溢出。

积分饱和原因：在数字PID控制系统中，当系统开、停或大幅度变动给定值时，系统输出会出现较大的偏差，经过积分项累积后可能使控制量u（k）＞umax或u（k）＜umin，此时，控制量并不能真正取得计算值，而只能取Umax或Umin，从而影响控制效果。由于主要是积分项的存在，引起了PID运算的饱和，因此这种饱和叫积分饱和。积分饱和增加了系统的调整时间和起调量，称为饱和效应，对系统不利。积分饱和的防止方法：积分分离法和遇限削弱积分法。

在许多工业生产过程中，由于物料或能量传输的延迟，常常存在着纯滞后现象。如何消除：

1、史密斯纯滞后补偿原理

2、带纯滞后补偿的数字控制器 史密斯纯滞后补偿原理：与D（s）并接一补偿环节Gp(s)(1-es)，用来补偿被控对象中的纯滞后部分，这个环节称,为预估器 整个纯滞后补偿器的传递函数：D(s)D(s)补偿后系统的闭1D(s)Gp(s)(1es)

环传递函数：（s）D(s)Gp(s)se 1D(s)Gp(s)

对最少拍控制系统设计的具体要求如下：准确性要求、快速性要求、稳定性要求

大林算法的设计原则：以大林算法为模型的数字控制器，使闭环系统的特性为具有时间滞后的一阶惯性环节，且滞后时间与被控对象的滞后时间相同。振铃现象：大林把这种控制量以1/2的采样频率振荡的现象称为振铃，这种振荡一般是衰减的。消除方法：令数字控制器中产生振铃现象的极点的因子中的z=1，就可消除振铃现象。

微型计算机控制系统设计的步骤：系统总体控制方案设计，微型计算机选择，控制算法设计，硬件设计，软件设计，系统联调。

软件分类：系统软件和应用软件。系统软件分：操作系统、语言加工系统、诊断系统。

语言加工系统分：编辑程序、编译程序、连接装配程序、调试程序、子程序库。应用软件分：控制程序、数据采集及处理程序、巡回检测程序、数据管理程序。应用程序的语言选择：机器语言、汇编语言、高级语言。结构化程序三种基本结构：顺序结构，选择。，循环。

数字滤波：数字滤波是通过一定的计算程序对信号作数字化的处理，以减少干扰在信号中的比重。数字滤波的算法分：算术平均值滤波、中值滤波、一阶滞后滤波、程序判断滤波。

线性化处理：在计算机控制系统中需要对一些非线性关系进行处理，通过一定的数据处理程序将非线性关系转化为线性关系。

多微处理机控制系统的定义：多机系统泛指多微处理器系统和多计算机系统。所谓多微处理机控制系统是指一个具有两个或多个微处理机并能相互进行通信以协同解决一个大的给定问题的微机系统。

多微处理机控制系统的优点：1）有较高的处理速度2）提高系统的可靠性3）系统便于扩充和修改4）实现复杂分散控制和管理一体化5）通过多微处理机实现并行处理，是开发超级计算机的重要途径。

多微处理机控制系统中应解决的问题：1）系统的结构形式和通信方案2）任务分割和开发并行性问题3）正确处理资源竞争和死锁问题4）提高系统可靠性和动态重组问题。

多微处理机控制系统的结构形式：紧耦合系统、松耦合系统和分级结构系统

紧耦合系统：耦合系统是指通过电信号连接在一起的系统，或者说是一个共享公共硬件资源的系统。紧耦合多处理机是通过一个共享的高速主存来实现处理机间更紧密的联系，各微处理机之间可在指令一级上实现并行处理。松耦合系统：每个微处理机有一个大容量的局部存储器，不同计算机间通信是通过一个消息传送系统交换消息来实现的。这种耦合程度很松，任务之间的交互作用很小，通常把它看成是一个分部系统。分级结构系统：分级结构呈树状结构，在这类结构中，各微处理机之间存在着较明显的层次关系

数据通信的四种方式：1）总线连接的通信方式2）调制-解调连接的通信方式3）用过程输入/输出装置连接的通信方式4）高速数据通道连接的通信方式。

内部总线：又称微型计算机总线，用于计算机系统内部模块与模块之间进行通信的总线。外部总线：又称通信总线，是用于计算机系统与系统之间或计算机系统与设备之间进行通信的总线。

总线优先级控制方法：

1、串联总线优先级控制

2、并联总线优先级控制

集散控制系统组成：监督计算机、高速数据通道、CRT操作站、数据采集器、基本控制器。