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思考题与习题

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精品文档---下载后可任意编辑1.1 典型的计算机控制系统与常规控制系统之间有哪些区别?答:控制的首要任务就是设计控制器,并使之能实现。即控制器是控制系统中的核心部件,它从质和量两个方面决定了控制系统的性能和应用范围。常规控制系统的控制器由硬件模拟电路来实现控制器,方法、潜力却是有限的,难以满足如此高的性能要求。由于电子计算机出现并应用于自动控制,才使得自动控制发生了巨大的飞跃。计算机具有精度高、速度快、存储量大等特点,并且能够进行逻辑推断,因此可以实现高级复杂的控制算法,获得快速精密的控制效果。计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控制计算机,简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统。使之完成对被控制量的控制作用。显然,要改变控制规律,只要改变计算机的程序就可以了。从本质上看,计算机控制系统的控制过程可以归纳为以下四个方面:(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,决定将要实行的控制行为。(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。(4)信息管理。随着网络技术和控制策略的进展,信息共享和管理也介入到控制系统之中。上述测、算、控、管的过程不断重复,使整个系统能按一定的动态(过渡过程)指标进行工作,且可对被控制量和设备本身所出现的异常状态及时进行监督并迅速做出处理,这就是计算机控制系统最基本的功能。1.采纳计算机控制具有下述优点:(1)可以消除常规模拟调节器的许多难以克服的缺点,如不存在模拟调节器的漂移问题,参数整定范围宽,比例、积分和微分系数可以单独调节,而且可以在整个控制范围内实行多参数调节。当信号噪声大时,数字低通滤波器与模拟滤波器相配合,对高频的脉冲噪声有较好的滤波效果,特别是数字滤波可抑制甚低频的周期干扰(2)使用灵活,便于实现特别的控制规律,如修改部分程序就能改变调节规律,而无需改变硬件设备,甚至可以在线改变控制方案。因而可以在不增加硬件设备的情况下逐步提高控制水平。(3)具有增加控制回路而不会显著地增加费用的特点,还可实现打印、制表、报警、显示等附加功能。从控制理论上看,模拟控制系统是连续控制系统,数学模型用微分方程描述,而计算机控制系统是以分时方式对控制对象进行控制的,它以定时采样和阶段控制来代替常规调节装置的连续检测和连续控制,所以它是...

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