若何学好计算机控造系统?

复试一天一天的迫近~学长今天给各人带来的干货必然会让各人面前一亮！我们主动化考研的小伙伴万万不克不及错过的《计算机控造》重点及简答题汇总！记得多多点赞保藏哦！

一.计算机控造常识点汇总 1.MAX1232次要功用‼️

(1)电源监控

(2)按钮复位输入

(3)监控按时器

2.计算机控造系统地线‼️

(1)模仿地

(2)数字地

(3)平安地回流法接地一点法接地

3.数字PID位置型控造算法和增量型控造算法&优缺点‼️

(1)增量算法不需要做累加对控造量的计算影响较小

(2)增量算法得出的仅是增量，不会严峻影响系统的工做

(3)增量算法易于尝试手动到主动的无冲击切换

4.PID控造器的改良‼️

(1)积分项的改良(积分别离、抗积分饱和、梯形积分、消弭积分不敏感区)

(2)微分项的改良(不完全微分的PID控造算法、微分先行的PID控造算法)

(3)时间更优PID控造4带死区的PID控造算法

5.控造算法计算积分饱和？如何引起的？若何消弭‼️

在PID 位置式算法中需要误差信号的累加值，当累加值超出施行机构的额定范畴后，施行机构的输出值不再随控造信号的增加而增加，于是就呈现了积分饱和现象

消弭办法：

(1)接纳增量式算法

(2)接纳积分别离式算法

6.采样周期需要考虑哪些因素‼️

(1)香农采样定理T≤pi/ωmax；Tmin≤T≤Tmax

(2)考虑给定值的变革频次、被控对象的特征、施行机构的类型、控造算法的类型、控造的回路数

7.模块化法式设想和构造化法式设想&法式设想步调‼️

把复杂的系统软件合成为若干个功用模块；操纵挨次、选择、轮回的构造构成的系统；

(1)用户需求阐发

(2)编写法式申明

(3)法式的设想与编码

(4)测试

(5)调试

8.HMI/SCADA的含义‼️

利用者与机器间传达及领受信息的一个接口

具有系统监控和数据收罗功用的软件

基于工业控造组态软件可实现哪些功用：能够实现绝大大都控造功用

9.数字滤波手艺‼️

(1)算术均匀值法

(2)中位值滤波法

(3)限幅滤波法

(4)惯性滤波法

(5)加权均匀值滤波法

10.工业部分收集拓扑构造&特点‼️

星型(构造简单、延迟低、可靠性低、信息必需直达、收集成本高)、环型(简化途径选择控造、控造软件简单、可靠性较高、拓展受限造)、总线型(构造简单、可靠性高、共享才能强、成本低、信息抵触)、树型(成本低、易于维护和拓展、毛病可能影响歧路收集)

11.工业部分收集常用的传输拜候控造体例&优缺点‼️

抵触检测的载波侦听多路拜候C *** A/CD(原理简单、手艺实现容易、但无优先级效率会降低)、令牌环(优先级控造、较强实时性、但需要停止维护)、令牌总线(吞吐量大、控造不变、不需抵触检测、必然实时性、但时间开销大)

12.国际尺度化组织提出的开放系统互连参考模子即OSI模子‼️

7个功用层：物理层、数据链路层、收集层、传输层、会话层、暗示层、应用层

IEEE802尺度：

765432逻辑链路控造&介量存取控造物理信号层

13.现场总线&典型的现场总线‼️

用于过程主动化和造造主动化更底层的现场仪表或现场设备互连的通信收集；CAN、Lonworks、ProfiBUS、HART、FF

14.系统集成&收集系统集成的框架‼️

按系统整体性原理，将本来没有联络或者联络不慎密的元素构成为具有必然功用的，满足必然目的、彼此联络、相互协调工做的新系统的过程。控造收集与企业收集的集成框架、控造收集系统集成框架

15.CIMS&CIPS‼️

计算机集成造造；计算机集成过程系统

16.ERP-MES-PCS构造和特点‼️

企业资本方案系统、消费施行系统、消费过程控造系统；

(1)合适扁平化的现代企业构造

(2)消费成本较低

(3)适用范畴广

17.系统设想的原则‼️

(1)平安可靠

(2)操做维护便利

(3)实时性强

(4)通用性好

(5)经济效益高

步调：

(1)工程项目与控造使命确实定阶段

(2)工程项目标设想阶段

(3)离线仿实和调试阶段

(4)在线调试和运行阶段

18.典型的工业消费过程分为哪几种？ ‼️

典型的工业过程分为3种:持续过程,离散过和批量过程

19.计算机控造系统的工做步调分为哪几步？ ‼️

计算机的工做步调分为3步:实时数据收罗,实时数据决策和实时数据处置

20. 计算机控造手艺的工做体例有哪几种？ ‼️

计算机控造手艺的工做体例有2种,即在线体例和离线体例

21. 为什么要强调计算机控造中的实时性？‼️

所谓实时性,就是指信号的输入 ,计算和输出都要在必然的时间范畴内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度停止控造,超出了那个时间,就失去了控造的时机,控造也就失去的意义.所以要强调计算机控造中的实时性

22. 常用的计算机控造系统主机有哪几种？‼️

常用的计算机控造系统主机有可编程控造器,工控机,单片机,DSP和智能调理器

23.计算机控造系统中集散控造系统的系统构造分为哪几部门？‼️

计算机控造系统中集散控造系统(DCS)的系统构造分为分离过程控造级,集中操做监控级,综合信息办理级三部门

24.现场总线控造系统的构造形式分为哪几部门？‼️

现场总线控造系统(FCS)的构造形式为操做站---现场总线智能仪表 两层构造.(DCS为操做站-控造站-现场仪表 三层构造形式)

25.什么是计算机的总线？‼️

所谓总线,就是计算机各模块之间互联和传送信息(指令,地址和数据)的一组信号线.分为内部总线和外部总线

26.计算机的外部总线有哪几种？‼️

计算机的外部总线有RS-232C,RS-485,IEEE-488,USB等等

27.RS-232C串行通信总线接纳什么传输体例？为什么RS-232C的传输间隔不远？‼️

RS-232C串行通信总线接纳的是不服衡传输体例.因为发送器和领受器之间有公共的信号地线,共模信号不成制止地要进入信号传送系统中.当传输间隔过远时,发送器与领受器各自会构成差别的对地电位

28.RS-485串行通信总线接纳什么传输体例？它与RS-422A串行通信总线的区别是什么？‼️

RS-485串行通信总线接纳的是不服衡传输体例

区别在于RS-485为半双工工做体例,而RS-422A为全双工工做体例.且RS-422A适用于两点之间停止高速,远间隔通信,而RS-485适用于多点之间停止高速,远间隔通信

29.数字量I/O的接口芯片有什么感化？有哪些典型芯片？‼️

数字量输入接口：搜集消费过程的形态信息，给出控造量。（若是外部输入信号是连结住的此时不需要锁存，若是输入信号是脉冲式的此时需要锁存）（缓冲器用于避免外设数据干扰数据总线，三态门缓冲器74LS244用于获得设备的输入形态信息，可同时输入8个开关转态）

数字量输出接口：对消费过程停止控造时，一般控造形态需要停止连结，曲到下次新值呈现，需对输出停止锁存（锁存器用74LS273做为输出锁存口，对形态输出信息停止锁存，连结到下次给出新的形态输出信号）

30.简述两种硬件消抖电路的工做原理‼️

接纳积分电路的硬件消抖电路，起首操纵积分电路将颤动的高频部门滤出，其次操纵施密特触发器整形

接纳RS触发器的硬件消抖电路，次要是操纵RS触发器的连结功用实现消抖。

为了肃清因为接点的机械颤动而产生的振荡信号,一般都就应参加有较长时间常数的积分电路来消弭那种振荡

31.接纳光电耦合器的大功率输入调度电路的工做过程。‼️

P32在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于鼓励电流的大小，此光照射到封拆在一路的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，如许就实现了电一光一电的转换。从而起到输入、输出、隔离的感化。因为光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有优良的电绝缘才能和抗干扰才能它对输入、输出电信号有优良的隔离感化

32.什么是香农采样定理？‼️

香农采样定理:若是模仿信号(包罗噪声干扰在内)频谱的更高频次为fmax,只要根据采样频次f>=2fmax停止采样,那么采样信号就能唯一地复不雅

33.什么是量化误差？‼️

量化过程现实上是一个用q去度量采样值幅值凹凸的小数归整过程,因为量化过程是一个小数归整过程,因而存在量化误差

34.什么是孔径时间和孔径误差？‼️

完成一次A/D转换所需的时间称为孔径时间

孔径时间决定了每一个采样时刻的更大转换误差,即为孔径误差

35.什么是串模干扰，按捺的办法有哪些？‼️

串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号

高通,低通,带通滤波器

尖峰型串模干扰民为次要干扰源时,用双积分A/D转换器

接纳双绞线做信号引线(削减电磁感应)

36.什么是共模干扰，按捺的办法有哪些？‼️

所谓共模干扰,是指A/D转换器两个输入端公有的干扰电压

按捺办法:变压器隔离，光电隔离，浮地屏障

37.什么是长线传输干扰，按捺的办法有哪些？‼️

长线传输干扰是指:长线传输遭到外界干扰,具有信号延时,高速度变革的信号在长线中传输时,还会呈现波反射现象

按捺办法:末端婚配 始端婚配

38.计算机控造系统中有哪些类型的地线？‼️

有模仿地线,数字地线,平安地线,系统地线,交换地线

39. 逐点比力法曲线插补原理‼️

所谓逐点比力法插补就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值停止比力,看那点在给定轨迹的上方或下方,或是给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给标的目的。若是本来在给定轨迹的下方，下一步就向给定轨迹的上方走，若是本来在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走.....如斯，走一步、看一看，比力一次,决定下一步走向，以便迫近给定轨迹，即构成逐点比力插补逐点比力法是以阶梯折线来迫近曲线或圆弧等曲线的，它与规定的加工曲线或圆弧之间的更大误差为一个脉冲当量,因而只要评脉冲当量(每走一步的间隔即步长)获得足够小，就可到达加工精度的要求

40.逐点比力法圆弧插补计算过程‼️

误差判别，坐标进给，误差计算，起点判断

41.三相步进电机工做体例‼️

单相三拍，双相三拍，三相六拍p88

42.数字PID位置式和增量式算法的各自特点是什么？‼️

增量算法不需要做累加控造量的增量确实定仅与近几次的采样值有关，没有过去误差的累加值，计算误差或精度对控造量的影响较小。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

增量算法得出的是控造量的增量,而位置算法的输出是控造量的全量输出,误动做影响大.（例如在阀门控造中，只输出阀门开度的变革部门，误动做影响小需要时通过逻辑判断限造或制止本次输出，不会影响系统的工做）

接纳增量算法,易于实现手动到主动的无冲击切换

43.数字PID控造算法中，Kp、Ti、Td的物理调理感化别离是什么？‼️

Kp为比例增益,能减小误差,但不克不及消弭稳态误差,但Kp过大会引起系统不不变

Ti为积分时间常数 只要有足够的时间,积分控造将能完全消弭误差 但积分感化太强会使系统超调加大,以至使系统呈现振荡

Td为微分时间常数 能够减小调整时间, 从而改动系统的动态性能

44.数字PID控造器‼️

--比例（P）控造，控造器的输出与输入误差信号成比例关系，比例项的感化仅仅是放大误差的幅值，P过大会引起不不变---积分（I）控造，控造器的输出与输入误差信号的积分红反比。比例加积分（PI）控造器可消弭系统的稳态误差，但感化太强会引起超调的增大---微分（D）控造，控造器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变革率）成反比，微分控造可通过预测误差变革的趋向，按捺误差的感化。超前能够制止被控量的超调，可进步不变性，加快响应速度，减小调理时间，从而改善动态性能

45.什么是积分饱和现象？积分别离算法的工做原理是什么？‼️

所谓积分饱和现象是指若系统存在一个标的目的的误差，PID控造器的输出因为积分感化的不竭累加而加大，从而招致u(k)到达极限位置。尔后若控造器输出继续增大，u(k)也不会再增大，即系统输出超出一般运行范畴而进入了饱和区。一旦呈现反向误差，u(k)逐步从饱和区退出。进入饱和区愈深则退饱和时间愈长。此段时间内，施行机构仍停留在极限位置而不克不及跟着误差反向立即做出响应的改动，那时系统就像失去控造一样，形成控造性能恶化。那种现象称为积分饱和现象或积分失控现象积分别离算法的工做原理是:当误差较大时,打消职分感化,当误差较小时,才将积分感化投入

|e(k)|>B时,接纳PD控造,当|e(k)|<=B,接纳PID控造(B为积分别离阈值)

46.起码拍控造算法素质上是什么算法，为什么？‼️

起码拍控造算法素质上是时间更优控造算法,因为起码拍控造算法是以系统的快速性为次要性能目标

47.起码拍控造算法的三种典型输入信号别离是什么？‼️

三种典型输入信号别离是单元阶跃信号,单元速度信号,单元加速度信号

48.起码拍控造算法的局限性是什么？‼️

起码拍控造器对典型输入信号的适应性较差

49.计算机控造系统‼️

操纵计算机来实现消费过程主动控造的系统

50.计算机控造系统工做原理‼️

1实时数据收罗2实时控造决策3实时控造输出

51.计算机控造系统构成‼️

计算机和消费过程

52.计算机控造系统的典型形式及优缺点‼️

(1)操做指点控造系统(开环，构造简单、控造灵敏平安；人工操做，速度遭到限造)

(2)间接数字控造系统(闭环，要务实时性好、可靠性高和适应性强；要合理地设想软件)

(3)监视控造系统

(4)集散控造系统

(5)现场总线控造系统

(6)综合主动化系统(集成优化)

53.计算机控造系统的开展趋向‼️

(1)控造系统的收集化

(2)控造收集的扁平化

(3)控造系统的智能化

(4)控造系统的综合化

54.接口‼️

计算机与外部设备交换信息的桥梁，包罗输入/输出接口

55.接口手艺‼️

研究计算机与外部设备若何交换信息的手艺

56.过程通道‼️

在计算机和消费过程之间设置的信息交换和转换的毗连通道，包罗模仿量输入&输出通道、数字量输入&输出通道

57.总线的定义&条理‼️

计算机各模块之间互联和传递信息(指令、地址、数据)的一组信号线；可分为内部总线和外部总线

58.采样过程‼️

按必然时间间隔T，把时间上持续和幅值上也持续的模仿信号改变成在时刻T、2T…nT的连续串脉冲信号的过程

59.量化‼️

接纳一组数码（如二进造码）来逼近离散模仿信号的幅值将其转换为数字信号

60.孔径时间‼️

完成一次A/D转换所需的时间

61.采样连结器的感化是什么？‼️

能否所有的模仿量输入通道中都需要采样连结器？为什么？

为了进步模仿量输入信号的频次范畴，以适应某些随时间变革较快的信号的要求，能够接纳带有连结器电路的采样器。当被测信号变革很慢时，若A/D转换器时间足够短，能够不加采样连结器

62.串模干扰&按捺‼️

叠加在被测信号上的干扰噪声

(1)滤波器

(2)双积分式A/D转换器

(3)放大被测信号

(4)操纵逻辑器件

(5)削减电磁感应

63.共模干扰&按捺‼️

模数转换器两个输入端上有公共的干扰电压；

(1)变压器隔离(2)光电隔离

64.数字法式控造&体例‼️

消费机械按照数字计算机输出的数字信号，按规定的工做挨次、工做轨迹、工做间隔和运动速度等规律主动的完成工做的控造体例；1点位控造2曲线控造3轮廓控造

65.逐点比力插补法‼️

刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标停止比力，看那点在给定轨迹的上方/下方，从而决定下一步的进给标的目的。反复步调以逼近给定轨迹。逐点比力法是以阶梯折线来迫近曲线或圆弧等曲线的，它与规定的加工曲线或圆弧之间的更大误差为一个脉冲当量

66.曲线插补计算步调‼️

(1)误差判别(2)坐标进给(3)误差计算(4)起点判断

67.圆弧插补计算步调‼️

(1)误差判别(2)坐标进给(3)误差计算(4)坐标计算(5)起点判断

68.三相步进电机工做体例‼️

单三拍A-B-C-A…双三拍AB-BC-CA-AB…三相六拍A-AB-B-BC-C-CA-A…

69.多轴步进驱动控造手艺和多轴伺服驱动控造手艺特点‼️

将点脉冲信号转换为角位移的数模转换器；输出量可以以必然准确度跟从输入量变革的系统叫做伺服系统

要求：不变性好、精度高、快速响应性好

特点：有多种反应比力原理与办法、高性能的伺服电动机、宽调速范畴的速度调理系统

70.数字控造器的持续化设想步调‼️

(1)设想假象的持续控造器D(s)

(2)选择采样周期T

(3)将D(s)离散为D(z)

(4)设想由计算机实现的控造算法

(5)校验

71.数字控造器的离散化设想步调‼️

(1)按照控造系统的性能目标要乞降其他约束前提，确定所需的闭环脉冲传递函数

(2)求广义对象的脉冲传递函数

(3)求取数字控造器的脉冲传递函数

(4)求取控造量的递推计算公式