内容发布更新时间 : 2024/12/23 21:52:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章答案

1计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成。 （2）方块图如下图1.1所示： CPU/MEM 模拟量输入（AI）通道 测量变送 执行机构 模拟量输出（AO）通道 人-机接口 内被 部 控总对 系统支持电气开关 数字量输入（DI）通道 线象 版 磁盘适合数字量输出（DO）通道 电气开关 器 工业计算机 PIO设备 生产过程

图1.1 计算机控制系统的组成框图

1、①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；

②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。

2.计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？

（1）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做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。

（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。

4、计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？ （1）操作指导系统（OIS）

优点：结构简单、控制灵活和安全。

缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。 （2）直接数字控制系统(DDC)

优点：实时性好、可靠性高和适应性强。 （3）监督控制系统（SCC）

优点：生产过程始终处于最有工况。 （4）集散控制系统

优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

（5）现场总线控制系统

优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。 （6）PLC+上位系统

优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。

第二章答案

3计算机总线大致可分为几类？其中内部总线又可分为几类？

解：按传送数据可分为串行总线和并行总线；按应用的场合可分为芯片总线、版内总线、机箱总线、设备互联总线、现场总线及网络总线；按用途可分为:计算机总线、外部设备总线、和控制总线；按总线的作用域可分为全局总线和本地总线；按标准化程度可分为标准总线和费标准总线等。

内部总线可分为：数据总线、地址总线、控制总线、电源线与地线。 6说明ISA总线中AEN、IOR、IOW信号的作用。

解：ANE:为地址允许信号，用于把微处理器及其他装置从I/O通道上释放以便能够执行DMA传送；IOR：为I/O 读信号，它指示I/O装置把数据传送到数据总线上；IOW：为I/O写信号，它指示I/O装置读取数据总线上的数据。 8 PCI总线的主要优点是什么？

解：高性能，通用性好，成本低，使用方便

第三章答案

2、A/D转换的主要性能指标有哪些？

答：转换时间、分辨率、线性误差、量程、对基准电源的要求等。

3、计算机与模拟量输入接口交换信息有哪几种控制方式？它们各有什么优缺点？ 答：程序查询式：程序设计比较简单，可靠性高，但实时性差； 延时采样方式：硬件设计简单，但信息传递较前述方式慢； 中断方式：提高了系统的工作效率； DMA方式：传输速率大大提高。

3、模拟量输入接口设计主要解决那几个方面的问题？

答：数据输出线的连接方式，选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法，电源和地线的处理，与计算机信息传递的方式。 5、模拟量输入通道由那几部分组成？

答：模拟量输入通道一般由I/U变换，多路转换器、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑等组成。

6、采样/保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样/保持器？为什么？

答：为了提高模拟量输入信号的频率范围，以适应某些随时间变化较快的信号的要求，可采用带有保持电路的采样器，即采样保持器（为了防止在A/D转换之前信号就发生了变化，

致使A/D转换的结果出错，因而采用采样保持器来使得信号维持一段时间）。并不是所有的模拟量输入通道都需要采样保持器的，因为采样保持器是为了防止在A/D转换之前信号就发生了变化，致使A/D转换的结果出错，所以只要A/D转换的时间比信号变化的时间短就不需要。

7、在模拟量输入通道中，为何通常要使用可编程放大器？

答：因为在模拟输入通道中，多路被测信号常常共用一个测量放大器，而各路的输入信号大小往往不同，但都要放大到模数转换器的同一量程范围内获取适合的分辨力，所以常要使用可编程放大器。

8、隔离放大器有几种形式？各有什么特点？ 答：（1）变压器耦合隔离放大器：线性和稳定性好，隔离电压和共模抑制比高，应用电路简单，频带较宽；

（2）主要起到抗共模干扰和良好的安全保障作用。

9、一个八位A/D转换器，孔径时间为100us，如果要求转换误差在A/D转换器的转换精度（0.4%）内，求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？

第四章答案

1滤波的作用是什么？数字滤波与硬件滤波相比有和特点？

答：通过模拟量输入通道采集到生产过程的各种物理参数，如温度、压力、流量、料位和成分等。这些原始数据中可能混杂了干扰噪声，需要进行数字滤波；也可能与实际物理量成非线性关系需要进行线性化处理。为了能到真实有效的数据，有必要度采集的原始数据进行数字滤波和数据处理。

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。这种滤波方法不需要增加硬设备，只需要根据预定的滤波算法编制相应的程序即可可达到信号滤波的目的

2常用的数字滤波方法有哪几种？分别使用于什么场合？怎样综合运用这几种滤波方法？ 答：常用的数字滤波方法有：限幅滤波法，中位滤波法，平均值滤波法和惯性滤波法。平均值滤波法使用于周期性干扰，中位值滤波法和限幅滤波法适用于偶然的脉冲干扰，惯性滤波法适用于高频及低频的干扰信号，加权平均值滤波法适用于纯迟延较大的被控制对象。如果同时采用几种滤波方法，一般先用中位值滤波法或限幅滤波法，然后再用平均值滤波法 3某热处理炉温度变化的范围为0~1350oC，在某一时刻计算机采样并经AD574A转换后的数字量为56AH，问此时炉温内的温度为多少度？(设仪表量程为线性的) 解：AO=0oC， Am=1350oC, NX=56AH=(1386) D, Nm=0FFH=255 AX=NX/Nm（Am-AO）+AO

=[1386/255(1350-0)+0] oC =7337oC