计算机控制系统的基本结构,并说明信号的存在形式?
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发布时间：2022-04-24 23:59
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时间：2023-10-15 21:47
1、什么是现场总线
现场总线是应用在生产现场与微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点通信的系统也称为开放式、全数字化、多点通信的底层控制网络。
2、请列举4类现场总线设备。
基金会现场总线、LonWorks、Profibus、CAN、HART、RS-485
3．请给出现场总线的技术特点。
现场通信网络 数字通信网络 开放互连网络 现场设备互连网络 结构与功能高度分散的系统 互操作性与互换性网络
4．请给出5个现场总线的优点。
全数字性、精度高、抗干扰性强、内嵌控制功能、高速通信、多变量测量、多变量传送、系统综合成本低、真正的可互操作性、真正的分散控制、组态操作一致、具有强大的故障诊断功能、采用预测维护技术。
5.什么是组态软件
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计 算 机 控 制 技 术
组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data
Acquisition（数据采集与监视控制）。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具
第九章 计算机控制系统设计与实现
1、系统设计原则？
安全可靠、操作维护方便、实时性强、通用性好、经济效益高。
2、系统设计步骤？
（1）工程项目与控制任务的确定阶段；（2）工程项目的设计阶段；（3）离线仿真和调试阶段；（4）在线调试和运行阶段。
3、系统总体方案设计：
（1）硬件总体方案设计；（2）软件总体方案设计；（3）系统总体方案。
4、硬件的工程设计与实现 ：（1）选择系统的总线和主机机型；（2）选择输入输出通道模板；（3）选择变送器和执行机构。
5、软件的工程设计与实现 ：（1）数据类型和数据结构规划；（2）资源分配；（3）实时控制软件设计。
6系统的调试与运行 ：1、离线仿真和调试：(1)硬件调试(2)软件调试(3)系统仿真2、在线调试和运行。
7.干扰的作用途径是什么？
无论是内部干扰还是外部干扰，都是从以下几个途径作用于系统的。
(1) 传导耦合
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(2) 静电耦合 (3) 电磁耦合 (4) 公共阻抗耦合
8.什么是共模干扰和串模干扰？如何抑制？
共模干扰是在电路输入端相对公共接地点同时出现的干扰，也称为共态干扰、对地干扰、纵向干扰、同向干扰等。共模干扰主要是由电源的地、放大器的地以及信号源的地之间的传输线上电压降造成得。消除共模干扰的方法有以下几种:变压器隔离；光电隔离；浮地屏蔽；采用具有高共模抑制比的的仪表放大器作为输入放大器。
串模干扰就是指串联叠加在工作信号上的干扰，也称之为正态干扰、常态干扰、横向干扰等。消除串模干扰的方法有以下几种：在输入回路中接入模拟滤波器；使用双积分式A/D转换器；采用双绞线作为信号线；电流传送，
9.数字滤波与模拟滤波相比有什么特点？
数字滤波克服了模拟滤波器的不足，它与模拟滤波器相比，有以下几个优点：
(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。
10.常用的数字滤波方法有几种？它们各自有什么特点？ 常用的数字滤波方法有7种。
（1）程序判断滤波法：是根据生产经验，确定出相邻两次采样信号之间可能出现得最大偏差。 （2）中值滤波法：它对于去掉偶然因素引起的波动或采样器不稳定而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效。
（3）算术平均值滤波法：它适用于一般的具有随机干扰信号的滤波。它特别适合于信号本身在某一数值范围附近作上下波动的情况。 （4）加权平均值滤波：可以提高滤波效果
（5）滑动平均值滤波法：采样时间短，可以提高检测速度 （6）惯性滤波法：适用于慢速随机变量的滤波
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（7）复合数字滤波：比单纯的平均值滤波的效果要好
11.算术平均值滤波、加权平均值滤波以及滑动平均滤波三者的区别是什么？
算术平均值法适用于对压力、流量等周期脉动信号的平滑，这种信号的特点是往往在某一数值范围附近作上、下波动，有一个平均值。这种算法对信号的平滑程度取决于平均次数N，当N较大时平滑度高，但灵敏度低；当N较小时，平滑度低，但灵敏度高，应该视具体情况选取N值。对于一般流量，通常取N=12；若为压力，则取N=4。
在算术平均滤波中，N次采样值在结果中所占的比重是均等的，即每次采样值具有相同的加权因子1/N。但有时为了提高滤波效果，往往对不同时刻的采样值赋以不同的加权因子。这种方法称为加权平均滤波法，也称滑动平均或加权递推平均。其算法为
其中
加权因子选取可视具体情况决定，一般采样值愈靠后，赋予的比重越大，这样可增加新的采样值在平均值中的比例，系统对正常变化的灵敏性也可提高，当然对干扰的灵敏性也稍大了些。滑动平均值滤波法，依次存放N次采样值，每采进一个新数据，就将最早采集的那个数据丢掉，然后求包含新值在内的N个数据的算术平均值或加权平均值。
12.计算机控制系统的常用接地方法是什么？ （1）一点接地和多点接地 （2）模拟地和数字地的连接 （3）主机外壳接地 （4）多机系统的接地
