2015年黑龙江大学2012级电气计控复习题(4)

争意识。所以在系统设计中要考虑以下三个方面： 一是提高系统的性能价格比； 二是尽可能缩短设计周期； 三是降低投入产出比。

6. 计算机控制系统采用总线结构有哪些优点？

（1）简化了硬件与软件的设计。便于采用模块化结构设计方法，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作cpu插件、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线就可工作，而不必考虑总线的详细操作。

（2）简化了系统结构。整个系统结构清晰。连线少，底板连线可以印制化。

（3）便于系统的扩充与更新。一是规模扩充，规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件。二是功能扩充，功能扩充仅仅需要按照总线标准设计新插件，插件插入机器的位置往往没有严格的限制。

（4）便于组织生产，提高产品质量，降低产品造价

由于采用总线的系统产品实现了模块化，各模块有一定的独立性，便于组织专业化的生产和调试，降低产品造价，也有利于产品的更新换代。 （5）可维护性好

采用总线标准模块化设计的产品，一般具有较好的诊断软件，便于故障诊断和维修。 7. 画图说明模拟量输入通道各组成部分及作用。 答：

过程参数I/v变换器...多路转换器程控放大器采样保持器A/D转换器接口逻辑电路Pc总线...

I/V变换器：将各种现场的物理量测量起来，并转换成电信号。 多路转换器：把多个现场信号分时的连接到A/D转换器

程控放大器：把传感器输出的信号放大到ADC所需的量程范围。 采样保持器：周期性的采样连续信号并在AD转换期间保持不变。 A/D转换器：完成模拟量和数字量的转换 接口逻辑电路：实现模拟通道和计算机的连接 8. 计算机控制技术的工作方式有哪几种和各自的含义？ 答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式.

生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式，生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人们进行联系并做相应操作的方式称为离线方式。所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定时间范围内完成。在线系统不一定是实时系统，丹实时系统必定是在线系统。

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9. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？

(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。

(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。

(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 10. 计算机控制系统的控制过程是怎样的?

计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：

(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 11. 光电耦合器具有哪些特点？

光电耦合器能够抑制干扰信号，主要是因为它具有以下几个特点： （1以光为媒介传输信号的，其输入和输出在电气上是隔离的。

（2）光电耦合部分是在一个密封的管壳内进行的，因而不会受到外界光的干扰。 （3）光电耦合器的输入阻抗很低，而干扰源内阻一般都很大, 传送到光电耦合器输入端的干扰电压就变得很小了。

（4）一般干扰噪声源的内阻很大，可供出的能量很小，只能形成很微弱的电流。由于没有足够的能量，也不能使二极管发光，显然，干扰就被抑制掉了。

（5） 输入回路与输出回路之间分布电容极小，而且绝缘电阻很大，因此，在回路中，一端的干扰很难通过光电耦合器馈送到另一端去。

12. 什么叫数字滤波？与模拟滤波器相比，数字滤波有哪些优点？

所谓数字滤波，就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理，以便减少干扰在有用信号中的比重，提高信号的真实性。 主要优点：

（1）数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬设备，所以可靠性高，稳定性好。（2）数字滤波可以对频率很低(如0.01HZ)的信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷。

（3）数字滤波器可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。

（4）对于模拟滤波器，通常是各通道专用的，而对于数字滤波器来说，则可以多通道共享，从而降低了成本。

13. 采样保持器有什么作用？试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响。

采样保持器的作用：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。在进行A/D转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。这样，就需要在A/D转换器之前加入采样

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保持器。

保持电容对数据采集系统采样保持的精度有很大影响。保持电容值小，则采样状态时充电时间常数小，即保持电容充电快，输出对输入信号的跟随特性好，但在保持状态时放电时间常数也小，即保持电容放电快，故保持性能差；反之，保持电容值大，保持性能好，但跟随特性差。

14. 在数据采样系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样保持器？为什么？

不是，对于输入信号变化很慢，如温度信号；或者A/D转换时间较快，使得在A/D转换期间输入信号变化很小，在允许的A/D转换精度内，就不必再选用采样保持器。

15. 简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。

光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成，如图2.1所示。输入电流流过二极管时使其发光，照射到光敏三极管上使其导通，完成信号的光电耦合传送，它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。

图2.1光电耦合器电路图

16. 计算机控制系统设计的基本要求有哪些？ 计算机控制系统设计的基本要求主要包括五个部分。 （1）安全可靠

为了保证安全可靠，通常采用如下做法：

第一，选用高性能的工业控制计算机，保证在恶劣的工业环境下，系统仍能正常运行。 第二，设计可靠的控制方案，并具有各种安全保护措施，比如设计报警、事故预测、事故处理、不间断电源等。

第三，附加后备装置。对于一般的控制回路，选用手动操作作为后备；对于重要的控制回路，选用常规控制仪表作为后备。这样，一旦计算机出现故障，就把后备装置切换到控制回路中，以维持生产过程的正常运行。

第四，对于承担网络控制、信息处理、管理的计算机，应采用双机备用系统，其工作方式有四种，即：备份工作方式、主从工作方式、双工工作方式和分级分布式控制方式。 （2）操作维护方便

操作方便体现在控制设备投入运行后，应当使系统便于掌握、操作简便，显示画面直观形象。既要体现操作的先进性，又要兼顾原有的操作习惯。在硬件配置方面系统的控制开关不能太多，操作顺序要简单；软件方面，应尽可能采用汇编语言，并配有高级语言，以便于用户掌握。

维护方便体现在易于查找故障，易于排除故障。硬件方面，应尽可能采用标准的功能模块化 …… 此处隐藏：3198字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……