计算机控制系统复习关键点解析

"计算机控制基础复习题简答题汇总" 在计算机控制基础领域，这些复习题涵盖了关键概念和技术。首先，计算机控制系统的控制过程包括实时数据采集、实时决策和实时控制三个阶段。实时数据采集是系统获取被控对象状态信息的基础，通过传感器监测到的数据会被输入到计算机中。实时决策涉及对收集到的信息进行分析，并依据预设的控制策略来确定接下来的控制行为。最后，实时控制是根据决策结果，及时向执行机构发送指令，以完成具体的控制任务。 实时性在计算机控制系统中至关重要，因为如果处理速度不够快，控制反应就会滞后，可能导致错过最佳控制时机，从而影响系统性能。在线方式指的是计算机直接参与到生产过程的控制中，而离线方式则是通过人工干预，利用中间媒介来间接实现控制。这两种工作方式各有应用场景，取决于系统的实时需求和自动化程度。 计算机控制技术主要的工作方式分为在线方式和离线方式。在线方式强调计算机与生产过程的实时交互，直接控制生产流程；离线方式则更多用于离散任务，如数据分析和模型构建，它不直接参与实时控制。 香农采样定理是数字信号处理中的基本定理，它指出为了无失真地恢复一个模拟信号，采样频率至少应为信号最高频率成分的两倍。这一理论确保了数字化过程中信号信息的完整保留。 量化误差是数字化过程中的一个重要概念，它源于将连续信号转换为离散值时的精度限制。量化过程中，采样值会被近似为最接近的量化步长（q）的整数倍，导致的误差范围通常在±1/2q之间。量化误差的存在是数字信号处理中不可避免的。 积分饱和现象是PID控制器在长时间存在单向偏差时会出现的问题。控制器的积分项会不断积累，使得控制输出达到其最大或最小限值，形成饱和状态。一旦偏差反向，控制输出需要一段时间从饱和区退出，这期间系统的响应会受到影响，控制效果变差。为了解决积分饱和问题，积分别离算法被提出。当偏差绝对值超过阈值B时，算法会暂时取消积分作用，仅保留比例和微分作用，以防止积分项过度累积。当偏差减小到一定程度后，再重新引入积分作用，以保持系统的稳定性和控制精度。这种方法能够在一定程度上避免积分饱和对系统性能的负面影响。