计算机控制系统：习题与总线技术解析

"xiejing计算机.pdf" 这篇文档涵盖了计算机控制系统的基础知识，包括绪论、检测设备和执行机构、计算机总线技术、过程通道与人机接口以及数据处理与控制策略等多个方面。 1. 计算机控制系统的硬件通常由处理器、输入/输出设备、存储器和外设组成。它们共同协作，实现对系统操作的精确控制和数据处理。 2. 过程控制通道是连接传感器和控制器的物理通路，用于传递控制信号。主要分为模拟量通道和数字量通道，分别处理连续变化的模拟信号和离散的数字信号。 3. 计算机控制系统可大致分为六类：基础自动化系统、集中分散型控制系统、分布式控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FBCS)、工业以太网控制系统和智能设备网络。各类系统在结构、控制范围和复杂性上有所差异，适应不同场景需求。 4. 计算机控制系统的发展趋势包括更深层次的集成（如软硬件集成、信息融合）和更广泛的网络化（如物联网、云计算的融入），提高系统智能化和自主决策能力。 在检测设备和执行机构部分： 1. 传感器和变送器是检测设备的核心，用于感知物理或化学参数并转化为电信号；变送器则将传感器的信号标准化，便于传输和处理。 2. 压力检测方法包括弹性元件式、液柱式、电气式等，根据工作原理和应用环境进行选择。 3. 温度检测有热电阻、热电偶、红外辐射等方法，热电偶利用塞贝克效应，将温度差异转换为电压信号。 4. 物位仪表分为直读式、浮子式、静压式等，电容式差压变送器通过改变电容器极板间的距离来检测液位变化。 执行机构和执行器通常包括电动、气动和液压等形式，如伺服电机和步进电机，它们根据指令精确控制机械设备的运动。 在计算机总线技术章节： 1. 总线是系统中不同组件间通信的公共路径，制定标准确保兼容性和互操作性。 2. 总线类型有数据总线、地址总线和控制总线，此外还有系统总线、局部总线和外部总线等。 3. 性能指标包括带宽、传输速率、总线宽度、总线周期等。 4. STD总线特点是模块化、标准化，适合工业控制应用。 5. 常见的PC总线有ISA、PCI、PCIe等，其中PCI总线提供高速数据传输，PCIe则进一步提高了速度。 6. USB数据传输方式包括全速、高速和超速，高速设备通过USB枚举过程识别并分配资源。 在过程通道与人机接口部分： 1. 过程通道是系统与物理世界交互的桥梁，包括模拟量和数字量通道，涉及信号调理、转换和隔离。 2. 数字量输入输出通道处理开关信号，数字量输入电路常采用积分电容或RS触发器消除抖动。 3. D/A转换器将数字信号转化为模拟信号，其接口隔离技术包括光电隔离和继电器隔离，分别提供电气隔离和抗干扰能力。 4. A/D转换器实现方法包括双积分、逐次逼近和Σ-Δ调制等，外围电路如采样保持器、基准电压源等确保转换精度。 5. 数据处理与控制策略涉及控制器的设计，例如双线性变换法是将连续控制器转换为离散控制器的方法，适用于数字控制系统的实现。 这份文档全面介绍了计算机控制系统的基础知识，从硬件结构到信号处理，再到系统设计策略，是理解自动化控制系统的宝贵资料。