计算机控制技术及其应用(丁建强 任晓 卢亚萍)课后答案.docx

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1、《计算机控制技术及其应用》第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用思考题与习题指导信息第1章概述1-2第2章计算机控制系统的理论基础2-1第3章数字控制器的设计与实现3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术4-1第5章计算机控制系统中的过程通道5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术6-1第7章控制系统的组态软件7-1第8章DCS集散控制系统8-1第9章计算机控制系统的解决方案9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用11-1-11-1-《计算机控制技术及其应用》第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用思考题与习题指导

2、信息第1章概述1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论？[指导信息]:参见1.1自动控制的基本概念。自动控制(autocontrol)：不用人力来实现的控制，通常可用机械、电气等装置来实现。通常相对手动控制而言。控制系统(controlsystem)：通过控制来实现特定功能目标的系统。而系统(system)是由相互联系、相互作用要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。控制系统通常有一定的规模和复杂性，否则常称为控制装置或控制机构。自动化(automation)：在无人工干预情况下，一个或多个控制系统或装置按规定要求和目标的实现过程。自动化强调的是自动控制过程，其核心概念是信息。控制论(cy

3、bernetics)：研究各类系统的调节和控制规律的科学。各类系统包括动物(及人类)和机器系统。自从1948年诺伯特·维纳发表了著名的《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。控制论着重于研究过程中的数学关系。2.控制的本质是什么？[指导信息]:参见1.1.2自动控制中的基本问题。控制过程本质上是一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等。控制系统中的目标信息、被控对象的初始信息、被控对象和环境的反馈信息、指令信息、执行信息等，通常由电子或机械的信号来表示。3.自动控制中有哪些基本问题？[指导信息]:

4、参见1.1.2自动控制中的基本问题。自动控制中的基本问题包括：自动控制系统的结构、过程、目标和品质等。结构包括组成及其关系两个部分；控制过程主要为一系列的信息过程，如信息获取、信息传输、信息加工、信息施效等；目标规则体现了系统的功能；控制品质即为控制的质量，可通过系统的性能指标来评价。4.一个控制系统由哪些部分组成？试结合一个实例来说明。[指导信息]:参见1.1.2自动控制中的基本问题。一个控制系统可以由控制单元、执行单元、反馈单元、被控对象、目标规则组成，它们的相互关系参见图15所示。-11-1-《计算机控制技术及其应用》第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用思考题与习题指导信息控制

5、系统结构框图1.控制系统的性能指标有哪些？试结合一个实例来说明。[指导信息]:参见1.1.2自动控制中的基本问题。控制系统的性能指标有传统意义上的性能指标和广义的评价指标。统意的性能指标有稳定性、快速性、准确性等。广义的评价指标包括可靠性、操作性、互换性、效率以及性价比等。（结合实例来说明略。）2.一个典型的计算机控制系统由哪些部分组成？它们的关系如何？[指导信息]:参见1.2.1计算机控制系统的结构。计算机系统分为硬件系统和软件系统，硬件系统包括计算机、输入输出接口、过程通道(输入通道和输出通道)、外部设备(交互设备和通信设备等)，软件系统包括系统软件和应用软件，其中计算机系统作为控制单元，

6、见图16所示。典型计算机控制系统的结构框图3.计算机控制系统有哪些分类？试比较DDC、SCC、DCS和FCS的各自特点。[指导信息]:参见1.2.2计算机控制系统的分类。分类方法有：按系统结构的分类、按控制器与被控对象的关系分类、按计算机在控制系统中的地位和工作方式分类、按控制规律分类。其中DDC(DirectDigitalControl)、SCC(SupervisoryComputerControl)、DCS(DistributedControlSystem)和FCS(FieldbusControlSystem)是按计算机在控制系统中的地位和工作方式来分类的。DDC中的计算机直接承担现场的检

7、测、运算、控制任务，相当于“一线员工”。SCC系统中的SCC计算机主要完成监督控制，指挥下级DDC计算机完成现场的控制，相当于“车间主任”或“线长”。DCS由多台分布在不同物理位置的计算机为基础，以“分散控制、集中操作、分级管理”为原则而构建的控制系统，DCS中的计算机充当各个部门的“管理人员”，如过程管理、生产管理、经营管理-11-1-《计算机控制技术及其应用》第11章计算机控制技术在流程工业自