第一篇：《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》的教學(xué)改革

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》的教學(xué)改革

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程是我校電氣自動(dòng)化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，課程的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)、與專業(yè)基礎(chǔ)課密切相關(guān)，它涉及的基礎(chǔ)理論和知識(shí)面較廣，涉及電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容多、信息量大,在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的教學(xué)中，建立起一套包括理論講授、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和學(xué)術(shù)討論相結(jié)合在內(nèi)的全方位的課程教學(xué)改革新體系，利用多種教學(xué)方法和手段，充分調(diào)動(dòng)起教師和學(xué)生兩方面的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果成為本門課程的基本教學(xué)改革思路。

1改革教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量

以課程教學(xué)大綱為依托，根據(jù)專業(yè)的實(shí)際需要，精選出教學(xué)大綱中的重點(diǎn)內(nèi)容，重點(diǎn)講授控制系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本方法，并且講深講透。

2改革傳統(tǒng)教學(xué)手段，增強(qiáng)教學(xué)效果

采用現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用。目前，現(xiàn)代電化教育手段和多媒體技術(shù)等手段已全面引入各專業(yè)的教學(xué)，教師在課堂上采用多媒體這一先進(jìn)的教學(xué)手段，大大提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。

在教學(xué)手段上，開(kāi)發(fā)了相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，將傳統(tǒng)教學(xué)方法與多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、幻燈錄像等現(xiàn)代化的手段相結(jié)合，互相彌補(bǔ)，使教學(xué)內(nèi)容形象直觀，易于理解，使教學(xué)過(guò)程更生動(dòng)鮮明，更符合學(xué)生的年齡特征和思維特點(diǎn)，提高了教學(xué)效率，突出課程了重點(diǎn)和難點(diǎn)，更激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

3加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力

學(xué)生從課本上、書(shū)本上學(xué)到的東西，都是從千變?nèi)f化的事物中歸納出來(lái)的。特別是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解，僅僅通過(guò)課堂講解還很不夠，還必須通過(guò)實(shí)踐教學(xué)這一環(huán)節(jié)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生創(chuàng)新精神和能力的重要途徑。

在《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程的教學(xué)改革過(guò)程中，通過(guò)以上幾個(gè)方面的努力，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際應(yīng)用能力，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程取得了較好的教學(xué)效果。

第二篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

一、填空題

1、所謂自動(dòng)控制，就是在沒(méi)有人直接參與的情況下，通過(guò)控制器使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。

2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理的三個(gè)步驟：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)控制決策、實(shí)時(shí)控制輸出

3、實(shí)時(shí)性：是指工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該具有的能夠在限定時(shí)間內(nèi)對(duì)外來(lái)事件作出反應(yīng)的特性。

4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有哪幾種典型類型：OIS、DDC、SCC、DCS、FCS、PLC5、工業(yè)計(jì)算機(jī)有哪些特點(diǎn)：可靠性高、實(shí)時(shí)性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、模塊化設(shè)計(jì)，完善的O/I通道、系統(tǒng)擴(kuò)充性好、系統(tǒng)開(kāi)放性好、控制軟件包功能強(qiáng)。

二、作圖題

1、作出計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成框圖

2、作出計(jì)算機(jī)制導(dǎo)控制系統(tǒng)（OIS）的系統(tǒng)框圖

三、問(wèn)答題

1、計(jì)算機(jī)總線大致可分為幾類？其內(nèi)部總線又可分為幾類？

2、簡(jiǎn)述smith預(yù)估控制的基本思想。

3、常見(jiàn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)總線體系結(jié)構(gòu)有哪幾種？

4、什么是數(shù)字濾波？常用的數(shù)字濾波有哪些方法？

5、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾來(lái)源有哪幾類？各類干擾又有哪些具體形式？

6、現(xiàn)場(chǎng)總線的定義是什么？

四、論述題

1、論述DCS、FCS各自的含義是什么？

五、計(jì)算題

關(guān)于PID控制，要求：

1、寫出模擬PID控制器的控制規(guī)律及其傳遞函數(shù)。

2、推導(dǎo)出位置式數(shù)字PID的控制算式。

3、推導(dǎo)出增量式數(shù)字PID的控制算式。

關(guān)于模糊控制

六、設(shè)計(jì)題

現(xiàn)要求用80C51單片機(jī)處理A、B、C三個(gè)輸入信號(hào)，其中A為0-20V的交流信號(hào)，B為0-10mA的直流電流信號(hào)，C為0/24V的直流電壓開(kāi)關(guān)信號(hào)，要求得到A、B信號(hào)的幅值及C信號(hào)的狀態(tài)。其中ADC采用ASC0809。請(qǐng)補(bǔ)充必要的電子元器件，并將元器件正確連接（可用網(wǎng)絡(luò)符號(hào)）。

提示：交流信號(hào)？整流，開(kāi)關(guān)

第三篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程綜述

09熱工一班姚躍輝200910610118

計(jì)算機(jī)控制是自動(dòng)控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興學(xué)科，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。自動(dòng)控制技術(shù)在許多工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，但是由于生產(chǎn)工藝日益復(fù)雜，控制品質(zhì)的要求越來(lái)越高，簡(jiǎn)單的控制理論有時(shí)無(wú)法解決復(fù)雜的控制問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用促進(jìn)了控制理論發(fā)展，先進(jìn)的控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合推動(dòng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不斷前進(jìn)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、微電子技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表、軟件技術(shù)以及自控理論的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)水平大大提高，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用突飛猛進(jìn)。利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，人們可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成常規(guī)控制技術(shù)無(wú)法完成的任務(wù)，微型計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航空航天以及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。可以說(shuō)，21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)獲得重大發(fā)展的時(shí)代，大到載人航天飛船的研制成功，小到日用的家用電器，甚至計(jì)算機(jī)控制的家庭主婦機(jī)器人，到處可見(jiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，作為現(xiàn)代從事工業(yè)控制和智能儀表研究、開(kāi)發(fā)及使用的技術(shù)人員，必須不斷學(xué)習(xí)，加快知識(shí)更新的速度，才能適應(yīng)社會(huì)的需要，才能在工業(yè)控制領(lǐng)域里繼續(xù)邀游。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。這里的計(jì)算機(jī)通常指數(shù)字計(jì)算機(jī)，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對(duì)象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過(guò)電纜的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行聯(lián)系；也可以是無(wú)線方式，如用紅外線、微波、無(wú)線電波、光波等進(jìn)行聯(lián)系。被控對(duì)象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程、機(jī)械裝置、交通工具、機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、家庭生活設(shè)施、家用電器和兒童玩具等。控制目的可以是使被控對(duì)象的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)到某種要求，也可以是達(dá)到某種最優(yōu)化目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)（通常稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于工業(yè)控制機(jī)的輸入和輸出時(shí)數(shù)字信號(hào)，而現(xiàn)場(chǎng)采集到得信號(hào)或送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)大多是模擬信號(hào)，因此與常規(guī)的按偏差控制的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要有莫屬轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器這兩個(gè)環(huán)節(jié)。

計(jì)算機(jī)把通過(guò)測(cè)量元件、變送單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送來(lái)的數(shù)字信號(hào)，直接反饋到輸入端與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)要求按偏差進(jìn)行運(yùn)算，所得到數(shù)字量輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使被控變量穩(wěn)定在設(shè)

定值上。這種系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)硬件指計(jì)算機(jī)本身及外圍設(shè)備。硬件包括計(jì)算機(jī)、過(guò)程輸入輸出接口、人機(jī)接口、外部存儲(chǔ)器等。軟件系統(tǒng)是能完成各種功能計(jì)算機(jī)程序的總和，通常包括系統(tǒng)軟件跟應(yīng)用軟件。

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在這種應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)只承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集跟處理工作，而不直接參與控制。它對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各種工藝變量進(jìn)行巡回檢測(cè)、處理、記錄及變量的超限報(bào)警，同時(shí)對(duì)這些變量進(jìn)行累計(jì)分析和實(shí)時(shí)分析，得出各種趨勢(shì)分析，為操作人員提供參考。

（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)根據(jù)控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，然后將結(jié)果經(jīng)過(guò)過(guò)程輸出通道，作用到被控對(duì)象，從而使被控變量符合要求的性能指標(biāo)。與模擬系統(tǒng)不同之處在于，在模擬系統(tǒng)中，信號(hào)的傳送不需要數(shù)字化；而數(shù)字系統(tǒng)必須先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出控制信號(hào)也必須進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后才能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)有較強(qiáng)的計(jì)算能力，所以控制算法的改變很方便。

微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門跨學(xué)科以及應(yīng)用性、技術(shù)性、綜合性都很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程，要求具備較強(qiáng)的自動(dòng)控制理論、微型計(jì)算機(jī)原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)學(xué)習(xí)，要求掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制原理和分析設(shè)計(jì)方法，具備基本的設(shè)計(jì)技能，能夠設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)該課程對(duì)我們工科專業(yè)的學(xué)生是十分重要而有用的。

09熱工(1)班姚躍輝

第四篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)學(xué)習(xí)體會(huì)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)學(xué)習(xí)體會(huì)

時(shí)間過(guò)得真快，不知不覺(jué)間，又有一門課程結(jié)課了。而通過(guò)本課程，我也學(xué)到了不少東西，同時(shí)也培養(yǎng)成了記筆記的好習(xí)慣。

一、主要內(nèi)容

課上老師主要講了數(shù)據(jù)通信技術(shù)、輸入輸出通道、控制算法的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)常用軟件以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。課程注重理論聯(lián)系實(shí)際，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來(lái)的工作奠定基礎(chǔ)。

其中，在數(shù)據(jù)通信技術(shù)方面，老師首先講了數(shù)據(jù)通信中一些名詞的基本概念，便于在后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)一些名詞的出現(xiàn)有一定的了解。然后講了傳輸代碼，就是將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼。這在我們以前的數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中有所涉及，所以聽(tīng)起來(lái)很容易明白。還有像同軸電纜和雙絞線這樣的傳輸介質(zhì)和對(duì)串行通信技術(shù)的更深一步的講解。最后講了無(wú)線通信技術(shù)（如ZigBee技術(shù)和GPRS技術(shù)等）和工業(yè)以太網(wǎng)。

在輸入輸出通道方面，先講了接口部件數(shù)據(jù)緩沖、信號(hào)轉(zhuǎn)換、驅(qū)動(dòng)功能、中斷管理等功能，接著是過(guò)程通道和I/O接口，還簡(jiǎn)要介紹了多路模擬開(kāi)關(guān)和采樣以保持。然后是A/D與D/A轉(zhuǎn)換器，這是老師重點(diǎn)介紹的內(nèi)容，因?yàn)锳/D與D/A轉(zhuǎn)換器是以后設(shè)計(jì)時(shí)的核心部分。這部分內(nèi)容包括了A/D轉(zhuǎn)換原理、各個(gè)管腳的作用、它的連接以及對(duì)它的編程。課后老師還讓我們?cè)诰W(wǎng)上查詢一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器以及它的詳細(xì)數(shù)據(jù)，我查的是AD7887。通過(guò)查詢，使我對(duì)各種轉(zhuǎn)換器的認(rèn)識(shí)與了解更進(jìn)一步。還有對(duì)數(shù)字和模擬輸入與輸出通道的介紹，這在我們的數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)中都有詳細(xì)的介紹和計(jì)算。

在控制算法的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方面，首先將模擬原件和數(shù)字元件做了對(duì)比介紹，分別解釋了模擬元件的優(yōu)缺點(diǎn)和數(shù)字元件的優(yōu)缺點(diǎn)，以及由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的方法。接著是數(shù)字濾波方法：

1、算術(shù)平均值濾波

2、程序判斷濾波

3、中值濾波。非線性補(bǔ)償：

1、公式計(jì)算法

2、查表法

3、線性插值法。最后是控制系統(tǒng)的直接數(shù)字化設(shè)計(jì)法方面。其中講了它的基本思想和優(yōu)點(diǎn)，以及設(shè)計(jì)法的具體步驟和要求。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)常用軟件技術(shù)方面，具體內(nèi)容可分為辦公類（WPS、office等）、學(xué)習(xí)類（CAD等）、游戲類（CS等）、應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)（IE、QQ、MSN等）。還有操作系統(tǒng)的發(fā)展史和編程語(yǔ)言，以及動(dòng)態(tài)連技與嵌入技術(shù)、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)。

最后老師根據(jù)歷屆畢業(yè)生的結(jié)業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)例給我們講了微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的一些細(xì)節(jié)，讓我們學(xué)到了很多。

二、學(xué)到的方法

通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，我首先學(xué)會(huì)了一種記筆記的方法。這是一種很有效的筆記方法，看上去一目了然，在復(fù)習(xí)的時(shí)候也很容易記憶。雖然我沒(méi)有記筆記的習(xí)慣，也沒(méi)能將這種方法在別的方面應(yīng)用，但在以后記筆記的時(shí)候首先想到的一定是這種方法。

除此之外，我還學(xué)會(huì)了如何查詢集成電路芯片以及它各管腳的功能。在本門課程講到A/D與D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，老師讓我們自己查一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器。通過(guò)查詢，我對(duì)A/D7887有了一個(gè)詳細(xì)的了解。在一次模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路中出現(xiàn)了一個(gè)我們以前沒(méi)學(xué)過(guò)的集成電路芯片，讓我們自己安裝，由于上課聽(tīng)的不怎么認(rèn)真，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)不怎么了解，一時(shí)間不知該怎么辦。過(guò)了一會(huì)，突然想起了在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程中老師讓我們查的A/D轉(zhuǎn)換器，想著應(yīng)該和這個(gè)差不多，于是先找著集成芯片上的缺口，將芯片安裝在了電路實(shí)驗(yàn)板上，然后上網(wǎng)查了它的各管腳的用途以及整個(gè)芯片的功能，最后結(jié)合電路圖成功將實(shí)驗(yàn)圓滿完成。還有在本課程中所學(xué)的模數(shù)轉(zhuǎn)換的取樣方法在模擬電子技術(shù)中同樣也講到了。由此可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不僅僅是對(duì)計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)單介紹，它其中的一些知識(shí)和應(yīng)用方法對(duì) 別的課程也有所幫助，所以要細(xì)心品味書(shū)中的內(nèi)容，對(duì)所學(xué)能容有一定的認(rèn)識(shí)，在日后學(xué)習(xí)工作生活中注意和本課程的聯(lián)系。尤其是在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，本課程所學(xué)習(xí)的一些方法和理論一定能夠用得上。

三、不明白的會(huì)否查參考文獻(xiàn)

參考文獻(xiàn)是優(yōu)秀科技論文中必不考少的部分，參考著會(huì)對(duì)參考內(nèi)容有更獨(dú)到的理解，以加深自己對(duì)所學(xué)內(nèi)容的印象。而在論文中，它的正確合理引用不僅可以反映論文研究工作的基礎(chǔ)、創(chuàng)新性和學(xué)術(shù)水平，而且也表明作者的學(xué)術(shù)風(fēng)格和學(xué)術(shù)水平。

本書(shū)（計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 重慶大學(xué)出版社 何小陽(yáng)主編）247頁(yè)所列出的參考文獻(xiàn)即本書(shū)在編寫過(guò)程中所查閱的著作和報(bào)刊雜志。我們查閱才考文獻(xiàn)，是為了加深對(duì)本課程內(nèi)容的理解。在本課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，我曾對(duì)數(shù)字濾波方法比較感興趣，但又不是太明白，于是我在網(wǎng)上用我們學(xué)校的圖書(shū)館中的中國(guó)知網(wǎng)查了一下，有很多這方面的文獻(xiàn)，我點(diǎn)擊了“淺談微機(jī)控制中的數(shù)字濾波方法（張輝 丹東師專學(xué)報(bào) 2000-12-25 期刊）”。在這里邊，他對(duì)數(shù)字濾波作了更為詳細(xì)的介紹。

其中，在數(shù)字濾波方面:

算數(shù)平均值法對(duì)信號(hào)的平滑程度完全取決于N。當(dāng)N較大時(shí),平滑度高,但靈敏度低;當(dāng)N較小時(shí),平滑度低,但靈敏度高。

在中值濾波方面：

設(shè)表首地址為DATA的N個(gè)數(shù),先由小到大排列,再取中間1/3個(gè)數(shù)進(jìn)行求平均運(yùn)算,結(jié)果存放于SAMP單元。程序流程圖如上。

四、以后面對(duì)問(wèn)題如何解決

在工作中，每個(gè)人都會(huì)遇到很多問(wèn)題，面對(duì)問(wèn)題，我們應(yīng)該如何解決、如何處理，如何把問(wèn)題化小，最終把問(wèn)題消除，這些都是值得探討的。

有時(shí)問(wèn)題與困難并非導(dǎo)致生活艱難的根本原因，而決定因素往往是你面對(duì)問(wèn)題的心態(tài)，看待困難的角度不同造成了困難過(guò)后的結(jié)果不同，多數(shù)人苦惱的原因大多是因?yàn)樗麄兠鎸?duì)問(wèn)題時(shí)的負(fù)面、消極的情緒，而非困難本身。

通過(guò)課程學(xué)習(xí)，讓我明白了面對(duì)問(wèn)題要冷靜思考解決的辦法。首先要仔細(xì)檢查問(wèn)題產(chǎn)生的原因，最后再通過(guò)一切可能的辦法將問(wèn)題解決。

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)結(jié)課作業(yè)

姓

名：張建國(guó)

學(xué)

院：機(jī)械學(xué)院

班

級(jí)：測(cè)控11-1

學(xué)

號(hào)：201110107021 主講教師：徐剛

第五篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)總結(jié)

第一章

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理

?實(shí)時(shí)決策控制：對(duì)采集到的被控量進(jìn)行分析處理，并按已定的控制規(guī)律，決定控制行為。

?實(shí)時(shí)控制輸出： 根據(jù)控制決策，適時(shí)地對(duì)控制機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。

2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)（工業(yè)控制機(jī)）和生產(chǎn)過(guò)程兩部分組成。

工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過(guò)程控制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過(guò)程包括被控對(duì)象和測(cè)量變送、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣開(kāi)關(guān)等裝置。

3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式

答：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)，監(jiān)督控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

第二章

什么是總線

所謂總線，就是計(jì)算機(jī)各個(gè)模塊之間互聯(lián)和傳送信息的一組信號(hào)線。總線可以分為內(nèi)部總線和外部總線，而內(nèi)部總線又可分為片級(jí)總線和系統(tǒng)總線。

模擬量輸入通道：是把從系統(tǒng)中檢測(cè)到的模擬信號(hào)，變成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，經(jīng)接口送往計(jì)算機(jī)。

模擬量輸入通道的組成一般由I/V變換、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、接口及控制邏輯等組成。

信號(hào)調(diào)理：為了將外部開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī),必須將現(xiàn)場(chǎng)輸入的狀態(tài)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換、保護(hù)、濾波、隔離等措施轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所能接受的邏輯信號(hào)，這個(gè)過(guò)程叫信號(hào)調(diào)理。

采樣過(guò)程：按一定的時(shí)間間隔T，把時(shí)間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬量信號(hào)、轉(zhuǎn)變成在時(shí)刻0、T、1 T、2 T、…K T的一連串脈沖輸出信號(hào)的過(guò)程成為采樣過(guò)程。

量化：采用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來(lái)逼近離散模擬信 號(hào)的幅值，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。量化過(guò)程：將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱為量化過(guò)程。

3.采樣保持器

（1）孔徑時(shí)間和孔徑誤差的消除

? 孔徑時(shí)間：A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量所需的時(shí)間，稱為孔徑時(shí)間。

?孔徑誤差：對(duì)于隨時(shí)間變化的模擬信號(hào)來(lái)說(shuō)，孔徑時(shí)間決定了每一個(gè)采樣時(shí)刻的最大轉(zhuǎn)換誤差。對(duì)于一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間，誤差的百分?jǐn)?shù)和信號(hào)頻率成正比。

?孔徑誤差的消除： 采用帶有采樣保持器，限制信號(hào)的頻率范圍。

模擬量輸出通道任務(wù)是把計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流信號(hào)，以便驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制的目的。

模擬量輸出通道一般由接口電路、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I變換等組成模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式

1.一個(gè)通路設(shè)置一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式（數(shù)字保持方案）

優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快、工作可靠。

缺點(diǎn)：使用較多的D/A轉(zhuǎn)換器。

2.多個(gè)通路共用一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的形式（模擬保持方案）

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省數(shù)/模轉(zhuǎn)換器

缺點(diǎn)：分時(shí)工作，適用于通路數(shù)量多且速度要求不高的場(chǎng)合；

要用多路開(kāi)關(guān)，且要求輸出采樣保持的保持時(shí)間與采樣時(shí)間之比較大； 可靠性差。

2.6 硬件抗干擾技術(shù)

3種過(guò)程通道抗干擾技術(shù)主機(jī)抗干擾技術(shù)系統(tǒng)供電與接地技術(shù)

干擾既可能來(lái)源于外部，也有可能來(lái)自內(nèi)部。外部干擾由外界環(huán)境因素決定；內(nèi)部干擾是由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制造工藝等決定。

過(guò)程通道抗干擾技術(shù)

1.串模干擾及其抑制方法

（1）串模干擾

定義： 有用信號(hào)以外的噪聲或造成計(jì)算機(jī)設(shè)備不能正常工作的破壞因素。

（2）串模干擾的抑制方法 答：?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)來(lái)自測(cè)量變送裝置的被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)和輸入。

–如果串模干擾的頻率與被測(cè)信號(hào)頻率不同時(shí)，可以采用濾波器來(lái)抑制干擾；

–當(dāng)尖峰型串模干擾為主要干擾源時(shí)，用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器可以削弱串模干擾影響；

–對(duì)于串模干擾主要來(lái)自電磁感應(yīng)時(shí)，信號(hào)應(yīng)僅可能早地前置放大，提高信噪比；

–利用邏輯器件的特性來(lái)抑制串模干擾；

–采用良好的屏蔽，以減少電磁干擾。

2.共模干擾及其抑制方法

（1）共模干擾

定義：所謂共模干擾是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸入端上公有的干擾電壓。

（2）共模干擾的抑制方法

變壓器隔離、光電隔離、浮地屏蔽、采用儀表放大器提高共模抑制比。

數(shù)字PID控制器的改進(jìn)

積分項(xiàng)的改進(jìn)

（1）積分分離（2）抗積分飽和（3）梯形積分（4）消除積分不靈敏區(qū)

?微分項(xiàng)的改進(jìn)

（1）不完全微分PID控制

改進(jìn)原因：在PID控制中，對(duì)具有高頻擾動(dòng)的生產(chǎn)過(guò)程，微分作用響應(yīng)過(guò)于靈敏，容易引起控制過(guò)程振蕩，降低調(diào)節(jié)品質(zhì)。

改進(jìn)方法：串聯(lián)一階慣性環(huán)節(jié)，組成不完全微分PID控制器。

兩種PID控制的階躍響應(yīng)：

（2）微分先行PID控制算式

改進(jìn)原因：為避免給定值的升降給系統(tǒng)帶來(lái)沖擊，如超調(diào)過(guò)大，調(diào)節(jié)閥動(dòng)作劇烈。

改進(jìn)方法：只對(duì)被控量y(t)微分，不對(duì)偏差e(t)微分。

?帶死區(qū)的PID控制算法

作用：避免控制動(dòng)作過(guò)于頻繁，消除頻繁動(dòng)作所引起的振蕩。

施密斯預(yù)估控制的思想

施密斯預(yù)估控制原理是：與D(s)并接一補(bǔ)償環(huán)節(jié)，用來(lái)補(bǔ)償被控制對(duì)象中的純滯后部分。這個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)為預(yù)估器，其傳遞函數(shù)為Gp(s)(1--e-ts),t為純滯后時(shí)間。由施密斯預(yù)估器和控制器D（s）組成的補(bǔ)償回路稱為純滯后補(bǔ)償器，其傳遞函數(shù)為D’(s),經(jīng)補(bǔ)償后，消除了純滯后部分對(duì)控制系統(tǒng)的影響，且不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

所謂振鈴現(xiàn)象，是指數(shù)字控制器的輸出以二分之一采樣頻率大幅度衰減的振蕩。

振鈴現(xiàn)象的消除 第一種方法是先找出D（z）中引起振鈴現(xiàn)象的因子（z=-1附近的極點(diǎn)），然后令其中的z=1,根據(jù)終值定理，這樣處理不影響輸出量的穩(wěn)定值。

第二種方法是從保證閉環(huán)系統(tǒng)的特性出發(fā)，選擇合適的采樣周期T及系統(tǒng)閉環(huán)時(shí)間常數(shù)Tt，使得數(shù)字控制器的輸出避免產(chǎn)生強(qiáng)烈的振鈴現(xiàn)象。

軟件抗干擾技術(shù)

經(jīng)常采用的軟件抗干擾技術(shù)技術(shù)是數(shù)字濾波技術(shù)、開(kāi)關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)、指令冗余技術(shù)、軟件陷阱等。先進(jìn)控制技術(shù)：模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、專家控制技術(shù)和預(yù)測(cè)控制技術(shù)。

模糊控制系統(tǒng)通常由模糊控制器、輸入輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測(cè)量裝置和被控對(duì)象等5個(gè)部分組成。

6.6.1數(shù)字濾波技術(shù)

數(shù)字濾波是通過(guò)一定得的計(jì)算或判斷程序，減少干擾在有用信號(hào)中比重。

與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)：

程序?qū)崿F(xiàn)，不需硬件，可靠性高，穩(wěn)定性好。

可以對(duì)很低頻率進(jìn)行濾波，克服模擬濾波器的缺點(diǎn)，根據(jù)信號(hào)不同，采用不同的濾波方法，靈活、方便、功能強(qiáng)。

1平均值濾波：適用于周期性干擾

2中位濾波：使用偶然的脈沖干擾

3限幅濾波：使用偶然的脈沖干擾

4慣性濾波：適用于高頻干擾

6.6.2開(kāi)關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)

1.開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入抗干擾措施

干擾特點(diǎn)：多呈毛刺狀，作用時(shí)間短。

解決方法：兩次采樣、多次采樣，完全一致方為有效。

2.開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出抗干擾措施

慣性大的輸出設(shè)備（如各類電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)），對(duì)毛刺干擾有一定的耐受能力。

慣性小的設(shè)備（如通訊口），耐受能力小，需要輸出抗干擾。

解決方案：重復(fù)輸出統(tǒng)一數(shù)據(jù)，重復(fù)中期盡可能短，外設(shè)階受到干擾信號(hào)，還來(lái)不及做出反應(yīng)，一個(gè)正確的輸出信息又來(lái)到了。

6.6.3 指令冗余技術(shù)

解決方案：在關(guān)鍵地方插入單字節(jié)指令（NOP)，這就是指令冗余。

6.6.4 軟件陷阱技術(shù)

什么是軟件陷阱：就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專門對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。

軟件陷阱的實(shí)現(xiàn)：無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令

軟件陷阱的位置（1）未使用的中間向量區(qū)（2）未使用的大片ROM區(qū)3）表格（4）程序區(qū)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星形、環(huán)形、總線型、樹(shù)形。

1.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

（1）星形結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：中心結(jié)點(diǎn)是主結(jié)點(diǎn)，它接受各分散結(jié)點(diǎn)的信息再轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)結(jié)點(diǎn)，具有中繼交換和數(shù)據(jù)處理功能。

特點(diǎn)：：①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于控制和管理，建網(wǎng)容易；

②網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短，傳輸錯(cuò)誤率較低；

③網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，一旦中央結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓；

④網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點(diǎn)上，相互結(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)中央結(jié)點(diǎn)才能轉(zhuǎn)發(fā)信息；

⑤通訊電路都是專用線路，利用率不高，故網(wǎng)絡(luò)成本較高。

（2）環(huán)形結(jié)構(gòu)：：結(jié)構(gòu)：各結(jié)點(diǎn)通過(guò)環(huán)接口連于一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的方向從一個(gè)結(jié)點(diǎn)單向傳送到另一結(jié)點(diǎn)。

特點(diǎn)：①信息流在網(wǎng)絡(luò)中是沿固定的方向流動(dòng)，故兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間僅有唯一的通路，簡(jiǎn)化了路徑選擇控制； ②環(huán)路中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的收發(fā)信息均由環(huán)接口控制，因此控制軟件較簡(jiǎn)單；

③環(huán)路中，當(dāng)某結(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可采用旁路環(huán)的方法，提高了可靠性；

④環(huán)結(jié)構(gòu)其結(jié)點(diǎn)數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率，故擴(kuò)展受到一定的限制。

（3）總線形：；結(jié)構(gòu)：個(gè)結(jié)點(diǎn)經(jīng)其接口，通過(guò)一條或幾條通訊線路與公共總線連接。其任何結(jié)點(diǎn)的信息都可以沿著總線傳輸，并且能被任一結(jié)點(diǎn)接收。由于信息傳輸方向是從發(fā)送結(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散，因此又稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，擴(kuò)展方便；

②可靠性高，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快；

③共享資源能力強(qiáng)，便于廣播式工作；

④設(shè)備少，價(jià)格低，安裝和使用方便；

⑤由于所有結(jié)點(diǎn)共用一條總線，因此總線上傳送的信息容易發(fā)生沖突和碰撞，故不易用在實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)合。

（4）樹(shù)形：：結(jié)構(gòu)：分層結(jié)構(gòu)，適用于分級(jí)管理和控制系統(tǒng)。

特點(diǎn)：①通訊線路總長(zhǎng)度較短，連網(wǎng)成本低，易于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較星形復(fù)雜；

②網(wǎng)絡(luò)中除葉結(jié)點(diǎn)外，任一結(jié)點(diǎn)或連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)

什么介質(zhì)訪問(wèn)控制?

各結(jié)點(diǎn)通過(guò)公共通道傳輸信息，因此存在如何合理分配信道的問(wèn)題，訪問(wèn)控制方式的功能是合理解決信道的分配。

（1）沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA/CD）——適用于總線形

工作原理

當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)要發(fā)送信息時(shí)，首先要偵聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)中有無(wú)其它結(jié)點(diǎn)正在發(fā)送信息，若沒(méi)有則立即發(fā)送；否則，等待一段時(shí)間，直至信道空閑，開(kāi)始發(fā)送。

確定等待時(shí)間的方法

①當(dāng)某結(jié)點(diǎn)檢測(cè)到信道被占用后，繼續(xù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)空閑，立即發(fā)送；

②當(dāng)某點(diǎn)檢測(cè)到信道被占用后就延遲一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再檢測(cè)。重復(fù)這一過(guò)程，直到信道空閑，開(kāi)始發(fā)送。

（2）令牌環(huán)——適用于環(huán)網(wǎng)

令牌的定義

是控制標(biāo)志，網(wǎng)中只設(shè)一張令牌，并依次沿各結(jié)點(diǎn)傳送。

（3）令牌總線——適用于總線形式

原理：把總線形傳輸介質(zhì)的各個(gè)結(jié)點(diǎn)形成一個(gè)邏輯環(huán)，即人為地給各個(gè)規(guī)定一個(gè)順序。控制方式類似于令牌環(huán)。.差錯(cuò)控制技術(shù)

改善信道的點(diǎn)性能，使誤碼率降低

（1）奇偶校驗(yàn)

（2）循環(huán)冗余校驗(yàn)——CRC校驗(yàn)

（3）糾錯(cuò)方式3種：重發(fā)糾錯(cuò)，自動(dòng)糾錯(cuò)，混合糾錯(cuò)

分布式控制系統(tǒng)

答：分布式控制系統(tǒng)就是指綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、通信技術(shù)，集中了連續(xù)控制、批量控制、邏輯順序控制、數(shù)據(jù)采集等功能，為用戶實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制自動(dòng)化與信息管理想結(jié)合的管控一體化的綜合集成系統(tǒng)。什么叫現(xiàn)場(chǎng)總線

現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線是用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連的通信網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)場(chǎng)總線的體系結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)以下6個(gè)方面：

（1）現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)（2）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連（3）互操作性（4）分散功能塊（50通信線供電

（6）開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)

OPC OPC是用于過(guò)程控制的對(duì)象鏈接嵌入技術(shù)，OPC采用客戶/服務(wù)層結(jié)構(gòu)想下層提供接口，時(shí)信息進(jìn)入OPC服務(wù)器，向上層提供接口，實(shí)現(xiàn)向上互聯(lián)。

系統(tǒng)集成：

按系統(tǒng)整體性原理，將原來(lái)沒(méi)有聯(lián)系或聯(lián)系不緊密的元素組成為具有一定功能的，滿足目標(biāo)、相互聯(lián)系、彼此協(xié)調(diào)工作的新系統(tǒng)的過(guò)程、技術(shù)與科學(xué)而引出的系統(tǒng)集成工程。