2022年《计算机控制》考点总结 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载计算机控制考点总结第一章1、单回路计算机控制系统课程的主要内容简单化、主动学习、双向交流计算机执行器被控对象传感器A/DD/A扰动噪声噪声设定值典型的单回路计算机控制 软件、显示终端、打印机等单片机 , IPC, PLC ，微型机等控制 , 优化, 监视 , 存储 , 报警等2、分级计算机系统计算机控制系统的分类分级计算机控制系统分级计算机控制系统是一个多级（层）控制系统，其目的是实现全厂范围的综合自动化集散控制系统DCS现场总线控制系统 FCS计算机集成制造系统 CIMS3、层次化模型企业级经营管理计算机工厂级集中控制计算机车间级监控计算机（ SCC ）车间级监控计算机（

2、SCC ）装置控制级（ DDC ）装置控制级（ DDC ）装置控制级（ DDC ）工厂对象A工厂对象B工厂对象C工厂对象D至其它工厂至其它工厂装置控制级（ DDC ）计算机控制系统的分类层次化模型金字塔模型精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载4、集散控制系统的核心思想是：集中管理，分散控制。5、FCS 和 DCS 的区别FCS 的结构比 DCS 简单， FCS 系统中没有了控制器，其控制功能已有现场仪表及设备来实现

3、。二者的传输介质差别很大，DCS 每个检测点需要1 根传输 420MA 标准型号的导线，而 FCS 全部检测信号的传输仅需1 根传输数字信号的双绞线。FCS 系统比 DCS 系统更好的体现了“集中管理，分散控制”的思想，FCS 可做到系统从上到下全开放； DCS 只能做到操作站以上开放，而控制层不能开放。由于结构上的改变，FCS 比 DCS 更节约硬件设备，仪表精度得到极大的提高，控制周期大为缩短，改善了调节性能。6、CIMS 与 DCS、FCS 的区别DCS、FCS 侧重（控制）过程控制，生产监视，以保证生产的平稳运行；CIMS 侧重（管理）决策分析、调度优化，以实现企业利润的最大化；DCS

4、、FCS 是分层集散控制，CIMS 是分层递阶控制。7、计算机控制系统的组成和分类计算机控制系统的组成典型微机控制系统原理图控制回路控制回路软件：完成各种功能的计算机程序的总和系统软件：由厂家提供，用以管理计算机本身应用软件：由用户根据控制系统的需要设计，面向用户的程序计算机控制系统的组成软件系统软件应用软件操作系统开发系统诊断系统控制程序数据采集及处理程序过程监视程序数据管理程序编辑程序编译程序连接、装配程序调试程序子程序库数据可靠性检查程序AD转换及采样程序数字滤波程序线性化处理程序数据采集程序越限报警程序事故预告程序画面显示程序精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - -

5、- - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载计算机控制系统的分类操作指导控制系统直接数字控制系统（ DDC）计算机监督控制系统（SCC）分级计算机控制系统时间顺序直接数字控制系统：(Direct Digit Control) DDC 一台微型机代替多个模拟调节器可以同时控制多达十几个回路可以实现复杂控制律计算机监督控制系统：(Supervisory Computer Control) SCC SCC 系统有两种不同的结构形式: （1）SCC+模拟调节器控制系统（2）SCC+DDC

6、控制系统SCC 与 DDC 的不同： DDC 系统中的设定值是人为给定的；SCC 系统中设定值是由计算机根据特定数学模型计算出来的最优值。管理命令报告人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件生产过程管理命令报告人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件生产过程DDCD/A反多路开关.计算机控制系统的分类SCC+ 模拟调节器SCC+DCCSCC 计算机SCC 计算机第二章1、采样采样过程：用采样开关将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。香农采样定理：采样信号xS(t)唯一地复原信号x(t)的最低采样频率必须满足max2s采样周期T 的确定：适中原则。由于所有的信号并非都是有限带宽，

7、用理论计算的办法求出T 是困难的。一般采用经验法。为什么需要采样/保持器？A/D 转换需要一定的时间，要求在A/D 转换过程中采样值保持不变，以获得平滑的模拟量输出。管理命令DDC微型机报告人工监管给定值测量值A/D多路开关检测元件D/A反多路开关生产过程精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载采样 /保持器有两种工作方式：采样、保持采样 /保持器的工作原理最简单的采样/保持器是由开关和电容组成采样/保持器采样 / 保

8、持器的 工作原理最简单的采样/ 保持器是由开关和电容组成RKVxCVout.输入控制开关输出采样/保持器采样保持集成芯片LFl98主要特性：可以和 TTL 、PMOS 、CMOS 逻辑输入兼容；典型保持电容：1000pF、0.01F。2、采样（离散）控制系统与连续控制系统的根本区别区别在于采样系统中既包含有连续信号，又包含离散信号，是一个混和信号系统。分析和设计采样系统的数学工具是Z 变换，采用的数学模型是差分方程、脉冲传递函数、离散状态空间。3、差分方程对于一般的线性定常离散系统，k 时刻的输出y(k) 不但与 k 时刻的输入x(k) 有关，而且与k时刻以前的输入x(k-1) ，x(k- 2

9、), 有关，同时还与k 时刻以前的输出y(k-1),y(k- 2), 有关。这种关系可以用下列阶后向差分方程描述：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载）（）（）（）（）（）（）（mkxmbkxbkxbnkynakyakyaky1102211上式可表示为nimjjkxjbikyiaky10）（）（）（式中 a 和 b 为常数 mUo, 保留最高位的1，否则清除4.将 SAR 次高位置 1, .5.重复此过程，直至逼近

10、SAR 最低位6.转换完成例：设：数码寄存器为4 位，满刻度值1V , Ui=0.65V , 用逐次逼近式A/D 转换器转换成二进制数。解：量化单位：Vq0625.0161214A/D 转换的原理例：设：数码寄存器为4位，满刻度值1V , Ui=0.65V, 用逐次逼近式 A/D转换器转换成二进制数。U0Uin0.5V(1000)0.75V(1100)0.625V(1010)0.6875V(1011)量化单位Vq0625.01612145、常用的转换器常用 8 位 D/A 转换器： DAC0832 常用的 A/D 转换器：逐次逼近式A/D 转换器 ADC0809 6、转换结束信号的处理方法中断

11、方式查询方式软件延时方式精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载7、按键防抖技术硬件防抖技术：RC 滤波防抖电路，双稳态防抖电路一个按键产生多次击键，称重键软件防抖技术：软件延时法8、软件防抖方法首次检测到有键按下时，软件延时（10-20ms）再确认该键电平是否维持在低电平若保持在闭合状态，则确认按键9、矩阵键盘分类编码键盘能够自动提供被按键的编码特点：使用方便、成本高，结构复杂非编码键盘仅简单地提供按键的通或断状态

12、，而按键的扫描和识别则由用户的键盘程序来实现特点：成本低，软件方法，计算或查表得到键值10、程控扫描法步骤：1.判断是否有键按下。C 口输入， A 口输出，看读入值是否为FFH 2.若键按下，软件延迟法去除按键抖动3.逐行扫描寻找闭合按键4.求键值：键值 =08H行值 +列值以键 13 为例5.克服重键程控扫描法，无论有无键按下，总要用一定的时间进行扫描，占用大量的CPU 时间，对单片机系统和智能仪器不利11、中断扫描法节省 CPU 时间不对键盘进行扫描，一旦有键按下，则向CPU 申请中断CPU 响应中断后，转到相应的中断服务程序，扫描键盘，求取键值12、LED 显示的结构与原理按照连接方式不

13、同，分为共阴极和共阳极共阴极：共阳极：13、LCD 的常用驱动方式有两种：直接驱动（或静态驱动），时分隔驱动（或多极驱动）。第四章1、数字滤波技术在计算机中利用某种计算方法对原始输入数据进行数学处理，去掉原始数据中掺杂的噪声数据，提高信号的真实性，获得最具有代表性的数据集精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载目的：过滤噪声和消除扰动优点： P209 第五章1、增量式 PID（最常用的数字PID）的优点编程简单，占用

14、内存小误动作影响小易于实现手动 /自动无扰动切换有利于抑制积分饱和现象2、变速积分 PID 的优点用比例作用消除大偏差，用积分作用消除余差，有助于消除积分饱和现象减小超调，改善控制品质适用范围广3、不完全微分 PID (优点 P245) 4、积分饱和现象数字 PID控制的实际问题积分饱和 现象e(t)y00tt积分作用e(k)0uI(k)积分饱和等 待 时间kjiIjekku0)()(积分饱和的解决办法：遇限消弱积分有效偏差法增量式 PID 积分分离法等等5、PID 参数整定PID参数整定PID参数整定 的方法) 1()()()()(0kekeTTjeTTkeKkudkjiP比例系数积分系数微

15、分系数iPITTKKPKTTKKdPd精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载凑试法（经验法）1、增大比例系数KP 一般将加快系统的响应，使系统的稳定性变差2、减小积分时间Ti(即增大 Ki),将使系统的稳定性变差，使有助于消除余差。3、增大微分时间Td，将使系统的响应加快，但使系统稳定性变差。凑试法整定步骤：实行先比例，后积分，最后微分的整定步骤1.首先将比例系数由小变大，直到得到反应较快，超调较小的响应曲线。若系

16、统余差小，可采用纯比例控制。2.如果有较大余差，则要加入积分作用。积分时间从大变小，同时调整比例增益，使系统保持良好的动态性能。3.若使用 PI 控制仍达不到满意的效果，则可加入微分环节。在整定时，微分时间从小变大，相应调整比例增益和积分时间，逐步试凑，以得到满意的动态性能。PID 整定口诀 : 参数整定找最佳， 从小到大顺序查，先是比例后积分，最后再把微分加，曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳，曲线偏离回复慢， 积分时间往下降，曲线波动周期长，积分时间再加长，曲线振荡频率快，先把微分降下来，动差大来波动慢，微分时间应加长，理想曲线两个波，前高后低4 比 1 凑试法

17、（优选法）先把其他参数固定，然后用0.618 法对其中某一个参数进行优选，待选出最佳参数后，再换另一个参数进行优选，直到把所有的参数优选完毕为止。最后根据T、KP、TI 、TD 诸参数优选的结果取一组最佳值即可。临界比例度法用纯比例控制，给定值r 作阶跃扰动，从较大比例开始，逐渐减小，直到被控变量出现临界振荡为止，记下临界周期Tu 和临界比例Ku，按以下经验公式计算KP、 Ti 和 Td。根据 Ziegler 和 Nichols 提出的经验规则表来整定PID 参数，因此该方法又称为Ziegler-Nichols 整定法，简称Z-N 法PID参数整定临界比例法（稳定边界法）根据 Ziegler和

18、 Nichols 提出的经验规则表来整定PID 参数，因此该方法又称为Ziegler-Nichols 整定法，简称 Z-N法-0.13Tu-0.85Tu0.50Tu0.50Ku0.46Ku0.63KuPPIPIDTdTiK控制律响应曲线法在系统处于开环情况下，首先做被控对象的阶跃(U)曲线，从该曲线上求得对象的纯滞后时间 、时间常数 和放大系数K。然后在按表中经验公式计算KP、 Ti 和 Td。PID参数整定响应曲线法在系统处于 开环 情况下，首先做被控对象的阶跃( )曲线，从该曲线上求得对象的纯滞后时间、时间常数和放大系数K。然后在按表中经验公式计算KP、Ti和Td。UYK精品资料 - -

19、- 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载参数整定规则表：PID参数整定响应曲线法参数整定规则表TdTiKP控制率0.5 2 0.85K / PID-3.3 1.1K / PI-K/P4:1 衰减曲线法该方法仍然先采用纯比例闭环控制，在系统稳定后逐步减小比例度，作给定值阶跃响应，观察过渡曲线，直至衰减比为4。记下衰减周期Tu 和相应的比例度Ku，按以下经验公式计算KP、Ti 和 Td。参数整定经验规则：-Ku控制律-0.1Tu0.5Tu

20、0.3Tu1.2Ku0.8KuPPIPIDTdTiK第六章1、模糊控制的特点(P279) 不需要精确的数学模型基于语言逻辑，易于操作工学习，使用方便程序短，存储空间小，计算量小，可单片机实现无需整定参数性能优良（较强的鲁棒性和较高的灵敏度）智能性与自学习能力2、模糊控制的应用领域机车、机器人、过程控制、智能交通、医疗诊断、声音识别、图像处理、家电等领域。NASA 开发基于模糊控制的航天飞机与空间站的自动化引导系统基于模糊逻辑的照相机可以实现自动对焦全自动洗衣机可以根据洗涤的衣服量、赃物程度来自动选择洗衣周期和洗衣粉用量3、模糊控制系统的构成模糊控制的原理与方法模糊控制系统的构成模糊化模糊推理解

21、模糊知识库被控对象给定值FC控制器4、模糊控制器的维数模糊控制器输入变量的个数称为模糊控制器的维数。有以下三种情况：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载一维模糊控制器输入：误差；二维模糊控制器输入：误差及误差变化三维模糊控制器输入：误差，误差变化，误差变化的速率模糊控制的原理与方法模糊控制器的维数二维模糊控制器的常用结构5、人工神经网络人工神经网络（Artificial Neural Networks，简记作 A

22、NN ） ，是对人类大脑系统特性的一种描述。简单地讲， 它是一个数学模型，可以用电子线路来实现，也可以用计算机程序来模拟，是人工智能研究的一种方法。人工神经网络是一个脑科学、神经心理学和信息科学等多学科的交叉研究领域，是近年来高科技领域的一个研究热点。它的研究目标是通过研究人脑的组成机理和思维方式，探索人类智能的奥秘， 进而通过模拟人脑的结构和工作模式，使机器具有类似人类的智能。它已在模式识别、机器学习、专家系统等多个方面得到应用，成为人工智能研究中的活跃领域。神经网络的基本概念：人工神经网络可看成是以人工神经元为节点，用有向加权弧连接起来的有向图。在此有向图中，人工神经元就是对生物神经元的模

23、拟，而有向弧则是轴突突触 树突对的模拟。有向弧的权值表示相互连接的两个人工神经元间相互作用的强弱。神经元网络的连接模型：人工神经网络中， 各神经元的不同连接方式就构成了网络的不同连接模型。常见的连接模型有: 前向网络从输入层到输出层有反馈的网络层内有互联的网络互联网络神经网络的基本原理神经网络的组成图：人工神经网络的组成图：神经元模型精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载神经网络的基本原理感知器模型及其学习方法1.

24、 感知器模型M-P 单神经元感知模型神经元网络的主要优点：1.能较好的模拟人的形象思维2.具有大规模并行协同处理能力3.具有较强的学习能力4.具有较强的容错能力和联想能力5.是一个大规模自组织、自适应的非线性动力系统第七章1、Z 变换基础Z 变换定理 1：线性定理)()()()()()(212121tfbtfatbftaftbftafZZZZZZ 变换定理 2：滞后定理设函数 f(t)当 t0 时为零，且其Z 变换为 F(z)，则滞后 K 个采样周期的函数f(t-KT) 的 Z 变换为)()(zFzKTtfKZZ 变换定理 3：超前定理设函数 f(t)的 Z 变换为 F(z)，则函数 f(t+

25、KT) 的 Z 变换为)1()()0()()(1TKzfTfzfzzFzKTtfKKKZZ 变换定理 4：终值定理设函数 f(t)的 Z 变换为 F(z)，且假定函数 (1-z-1)F(z) 在 Z 平面的单位圆上及单位圆外无极点，则)() 1(lim)()1(lim)(lim111zFzzFztfzztZ 变换定理 5：初值定理设函数 f(t)的 Z 变换为 F(z)，且假定)(limzFz存在，则)(lim)(lim0zFtfzt例：已知aTezKzzF)(, 求 f(0) 解：KezKzfaTzlim)0(2、最小拍数字控制器的实现方法精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - -

26、- - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载eE(z) U(z) D(z) Ho(s) Gc(s)*(t) u*(t)r (t)+ _R(z) (z)G(z)c (t)C (z)闭环脉冲传递函数：)()(1)()()(zGzDzGzDz数字控制器：)()()()(1)()(1)(zGzGzzzzGzDe或)()()(1)(zGzGzGzDee误差脉冲传递函数：)(1)()(11)()()(zzGzDzRzEzGe最小拍系统设计的性能指标对典型输入信号的稳态误差为0 对典型

27、输入信号的过渡过程最短（响应速度最快） ，通常称一个周期为1 拍，故称具有上述特性的系统为最小拍随动系统数字控制器是物理上可实现的考虑三种典型的输入信号单位阶跃输入)(1)(ttR111)(zzR单位速度输入ttR)(211)1()(zTzzR单位加速度输入221)(ttR31112)1(2)1()(zzzTzR可以用如下的一般形式来表示：mzzAzR)1()()(1， A(z)是不含因子 (1-z-1)的多项式)()()(zRzEzGe)()1()()()()(1zGzzAzRzGzEeme根据 Z 变换的终值定理：)()1 ()()1(lim)()1 (lim)(11111zGzzAzzE

28、zeemzz欲使系统的稳态误差为0，则)()1()(1zBzzGme，B(z)是不含因子 (1-z-1)的多项式性能指标：最小拍，1)(zB此时 E(z)的项数最少，过渡时间最短，响应时间最快精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载至此，最小拍数字控制器设计如下)(1)(zzGe)()()(1)(zGzGzGzDee例： 如图 8-1 所示，被控对象的传递函数)15.0(2ss采样周期T=0.5s，试设计一个单位速度

29、输入时的最小拍数字控制器。最小拍随动系统设计)15.0(2ss例8-1：如图 8-1所示，被控对象的传递函数采样周期 T=0.5s，试设计一个单位速度输入时的最小拍数字控制器首先计算广义对象脉冲传递函数线性定理部分分式分解思路：首先，计算广义对象脉冲传递函数)368.01)(1 ()718.01(369.0)(1111zzzzzG再次，根据输入确定误差传递函数ttR )(21)1()(zzGe最后，确定最小拍数字控制器)718. 01)(1()368.01)(5 .01(435.5)()()(1)(1111zzzzzGzGzGzDee控制系统设计综合结束控制系统分析)()1(11zGzz)()

30、1(22121zGzzz)()1(3331321zGzzzz精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 22 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载最小拍随动系统设计例8-1：控制系统分析长除法012T25T4T3T0f(kT)5430k最小拍（ 2）最小拍随动系统设计例8-1：控制系统分析最小拍 (2)采样点间 有波纹将设计的控制器应用于单位阶跃响应：最小拍随动系统设计例 8-1：将设计的控制器应用于单位阶跃响应最小拍 (2)将设计的控制器应用于单位加速度输入最

31、小拍随动系统的两个缺点对输入信号的适应能力较差在采样点之间存在波纹要求广义对象的脉冲传递函数稳定最小拍随动系统设计原则4 点P260 最小拍随动系统设计例8-1：将设计的控制器应用于单位加速度输入始终存在偏差精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 23 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载第八章1、PWM 变电压调速原理：改变电动机电枢电压接通或断开时间的比值（即占空比） 来控制电机速度，该方法称为脉冲宽度调制（ Pluse Width Modulation

32、 ） ，简称 PWM 调速在脉冲作用下，电机通电，速度增加；断电，转速减小按一定规律，改变占空比，可使电机转速稳定2、步进电机的基本原理步进电机实际上是一个数字/角度转换器，或者可以等效为数/模转换器三相步进电机原理图步进电机工作原理三相步进电机原理图转子定子矩形小齿没有绕组，只有小齿60错齿是促使步进电机转动的根本原因步进电机的转子上由40 个矩形小齿分布在圆周上，相邻两齿的夹角是9。当某相绕组通电时，对应的磁极就会产生磁场，并与转子形成磁路。若此时定子的小齿与转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子转动一定的角度，使得转子齿轮与定子齿轮对齐。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - -

33、 - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 24 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载步距角rSNZQ360N=MCC N 为拍数rZ为转子齿数MC为项数齿距角rZZQ360通电一周，转子转过一个齿距角；一个齿距角分N 步走完第九章1、总线的概念定义：所谓总线，就是一束公用信号线的集合。它定义了各引线的信号、时序、电气和机械特性；为计算机内各部件、模块，以及计算机间提供标准的公共信息通路。采用总线的意义：极大地减少信号线总线可以分为内部总线和外部总线。外部总线：又称通信总线。内部总线：PC 机内部总线总线按

34、传送方式可分为并行总线和串行总线总线的分类总线按传送方式可分为并行总线和串行总线缺点：传输慢根线，线缆少优点：各信号复用送串行总线：按位顺序发条数据线，成本高缺点：需要快优点：接口简单、传输位数据一次传送并行总线：1NN适合近距离传输（内部总线）适合远距离传输（外部总线）2、STD 总线概述： STD 是（ standard）的缩写， 1978 年 Matt Biewer 研制。 80 年代中后期在工控市场具有重要地位。目前逐渐淡出市场。STD 总线有三个不同版本：STD总线概述：STD是（standard）的缩写， 1978年Matt Biewer研制。 80年代中后期在工控市场具有重要地位

35、。目前逐渐淡出市场。STD 总线有三个不同版本：)41024/1024/1024/2(G43216)161024/1024/2(M1624)641024/2(K64168322416GMK存储器位地址线）位处理器（存储器位地址线存储器位地址线位处理器3、工控机的概念（ IPC ）工控机是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。 IPC 是 IBM PC 总线在工业计算机上的应用，目前具有较大的市场（研华工控机）。4、单工、半双工、全双工的概念单工方式：半双工方式：AB数据发送器接收器AB数据发送器接收器精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - -

36、 - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 25 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载全双工方式：注：在实际应用中，特别是异步通信中，大多采用半双工方式。虽然传输速率较低，但线路简单，成本低，具有实用性。5、串行通信两种传送方式：同步通信和异步通信。异步通信是字符的同步传输技术。 传输的数据以“ 字符 ” 为单位， 并需要在首尾加起始位、停止位。同步通信： 收发双方的时钟频率必须严格一致。按照识别同步字符（标志序列）来实现数据的发送和接收。传输数据以帧为单位，每个字符无需附加位。但要求字符连续发送。对比：同步通信与异步

37、通信异步通信同步通信数据格式字符信息帧时钟无需同步必须同步优点成本低传输效率高缺点传输效率低成本高，复杂6、信号调制的三种方法幅移键控法（ ASK） 调幅值 A ：)2sin(ftAAB数据发送器接收器精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 26 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载相移键控法（ PSK）调相位“0”信号为)2sin(ft“1”是调相位)2sin(ft频移键控法（ FSK） ，调频率 f )2s i n ( ftA7、奇偶校验：以传输的数据信

38、息4（ASCII 34H ）为例奇偶校验的纠错能力：奇数位的差错可以检测到差错控制技术奇偶校验 ：以传输的数据信息4（ASCII 34H）为例差错控制技术奇偶校验 ：以传输的数据信息4（ASCII 34H）为例8、CRC 校验码对一个数据块进行校验。同步串行通信最常用纠错方法，如磁盘的读写，以太网卡芯片、精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 27 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载MPEG 解码芯片中，也采用CRC 进行差错控制。基本思想：被除数减去余数

39、必定可以被除数整除核心：构建循环码多项式V(x)V(x)=xrB(x)-R(x)= xrB(x)+R(x)R(x)是余数多项式，R(x)=B(x)/G(x), 多项式的长除法已知信息字段代码为: 1011001，即1)(346xxxxB给定生成多项式G(x）为 11001，r=4 则 xrB(x) 对应的代码记为10110010000 R(x)=B(x)/G(x),得到 R(x)为1010（即余数多项式）V(x)= xrB(x)+R(x)，发出的传输字段为: 10110011010 传输的循环码为V(x), 假定传输过程发生差错E(x), 校验时)(/)()(xGxExV由于 V(x) 可以整

40、除 G(x), 因此等价于)(/)(xGxE结论：除了G(x)整数倍的差错无法检测到，其他差错都可以检测。9、常用的串行总线标准：RS-232，RS-422，RS-485, USB 10、RS-485与 RS-422的区别和联系RS-485 是 RS-422 的变形， 在工业现场广泛应用，第一个真正意义上的总线标准。与 RS-422相比，可接收台数显著增加，节约电缆，降低成本。RS-485 为半双工系统，而RS-422 为全双工系统精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 28 页，共 32 页 -

41、 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载第十章1、DCS DCS 的基本概念DCS（Distributed Control System ） ，分散控制系统或者集散控制系统DCS 本质上是一个分布式系统。它采用标准化、模块化和系列化设计，从整体逻辑结构上看是一个以通信网络为纽带的集中管理、分散控制，具有灵活配置，组态方便的多级计算机控制系统核心思想：集中管理（操作、监控、显示）分散控制（控制，高度自治，分散危险）历史： 1975 年， Honeywell 推出了首个集散控制系统TDC2000 。2、组态的定义：根据设计需要来确定DCS 控制回路中所完成的特定功能DCS 组态功能

42、分类：硬件组态（又叫系统配置），软件组态。硬件组态的作用1. 它是完成系统设备间的硬连接2. 首先选择好硬件设备，然后完成系统的硬件配置，即所谓的硬件系统的建立软件组态包含两方面内容： 画面组态：完成操作员站上的各种画面；各种画面间的连接 控制组态：生成各种控制软件；包括基本配置组态和应用软件的组态3、DCS 的主要缺点和发展趋势a). 非完全分布式的，控制功能未彻底下放底层仍为模拟信号，并非全数字通信b). 各厂商产品并不兼容，形成封闭系统，称为企业综合自动化的“ 信息孤岛 ”未来方向： FCS、工业以太网4、FCS（Fieldbus Control System ）现场总线定义：现场总线是

43、连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多分支的通信网络。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 29 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载FCS 的优点：1、用智能现场仪表取代模拟仪表，用总线连接取代了一一对应的电缆连接，极大地降低了成本，并且方便仪表的安装维护2、控制功能完全下放，高度自治。智能仪表带有现场控制功能，集检测、控制功能于一体3、全数字化通信，提高了可靠性FCS 的种类FCS 面临的主要问题是没有建立统一的国际标准。各产商为了各自的商业利

44、益，推行各自的现场总线，形成商业壁垒。主要的现场总线有?FF：基金会现场总线?Profibus ?HART ?CAN ?LonWorks 以及 Control-Net, P-Net, InterBus, SwiftNet, WorldFIP等FCS 一般采用 OSI 七层模型的第1、2、7 层5、FF (Fieldbus Foundation) 背景： FF 的前身是美国Rosemount 公司为首，联合ABB ，Foxboro，Siemens，Yokogawa精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -

45、第 30 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载等 80 多公司成立的ISP 协会和以 Honeywell 公司为首， 联合欧洲等地150 家公司成立的WorldFIP 。ISP 和 WorldFIP 两大集团于1994 年合并， 成立现场总线基金会，致力于开发国际上统一标准的现场总线协议。得到了北美、欧洲、亚太等地的广泛支持。FF 适用于过程自动化：本质安全防爆、总线供电背景知识：总线供电,即工业控制网络不仅能传输通信信息,而且能够为现场设备传输工作电源。总线供电能减少线缆,降低布线成本。符合本质安全的现场总线仪表几乎都采用总线供电技术。总线供电由于取自

46、信号线, 所以在构成本质安全的防爆结构时, 具有很大的优势采用总线供电的现场总线主要有：FF，Profibus，Hart，LonWorks FF 的多层架构：现场总线 -FFFF的多层架构H1：低速网络31.25K/1900mHSE（高速以太网）1M/750m，2.5 M/500m6、五种典型的现场总线（书P188）7、Profibus总线Profibus 的协议结构 :总从模式 +令牌环精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 31 页，共 32 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 32 页，共 32 页 - - - - - - - - - -