《计算机控制技术及其应用》课后习题答案

法的回顾、离散系统的分析、数字控制器的设计与实现等内容。技术篇介绍了工业控制计算机及其接口技术、过程通道技术、可靠性和抗干扰技术、控制系统中的软件技术——组态软件，并集成了计算机控制系统许多关键技术的集散控制系统dcs。应用篇介绍了计算机控制技术应用的具体模式和实例，包括计算机控制系统的多种解决方案及案例分析，计算机控制技术在简单过程控制和流程工业自动化中的应用实例。为方便教学和自学，所有章节都有小结，配有思考题与习题。

本书可作为电子信息科学与技术、计算机科学与技术、电子信息工程、电气工程及自动化、测控技术与仪器等专业的教材和有关工程技术人员的参考资料。本书作为精品课程建设的组成部分，提供了开放的网络资源，包括教学课件(ppt)、参考资料和有关思考题与习题的指导信息，以便于广大师生使用。

目录

• 基础篇——溯本而求源，温故而知新
• 第1章概述
• 1.1自动控制的基本概念
• 1.1.1自动控制的引例
• 1.1.2自动控制中的基本问题
• 1.2计算机控制系统
• 1.2.1计算机控制系统的结构
• 1.2.2计算机控制系统的分类
• 1.2.3计算机控制技术及其发展
• 1.3课程的研究内容和学习方法
• 1.3.1研究内容
• 1.3.2学习方法
• 本章小结
• 思考题与习题
• 第2章计算机控制系统的理论基础
• 2.1控制系统的数学模型
• 2.1.1控制系统的描述方法
• 2.1.2用微分方程表示的系统模型
• 2.1.3用脉冲响应表示的系统模型
• 2.1.4拉普拉斯变换
• 2.1.5用传递函数表示的系统模型
• 2.1.6系统的方框图
• 2.1.7状态空间概念和模型框图
• 2.2连续系统的分析和设计
• 2.2.1连续系统的性能指标
• 2.2.2连续系统的分析和设计方法回顾
• 2.3离散系统的描述方法
• 2.3.1离散系统与连续系统的关系
• 2.3.2采样过程和采样定理
• 2.3.3序列和差分方程
• 2.3.4用脉冲响应表示的离散系统模型
• 2.3.5z变换及其性质
• 2.3.6脉冲传递函数
• 2.3.7离散系统的状态空间描述
• 2.3.8离散系统的其他描述方法
• 2.4离散系统的分析
• 2.4.1s平面和z平面之间的映射
• 2.4.2稳定性分析
• 2.4.3静态误差分析
• 2.4.4动态特性分析
• 本章小结
• 思考题与习题
• 第3章数字控制器的设计与实现
• 3.1数字控制器的设计方法
• 3.1.1近似设计法
• 3.1.2解析设计法
• 3.2离散化方法
• 3.2.1积分变换法
• 3.2.2零极点匹配法
• 3.2.3等效变换法
• 3.2.4离散化方法比较
• 3.3PID控制
• 3.3.1PID控制的原理
• 3.3.2数字PID控制算法
• 3.3.3数字PID控制的参数整定
• 3.4最少拍随动系统
• 3.4.1最少拍随动系统的原理
• 3.4.2最少拍随动系统的设计
• 3.4.3最少拍无纹波随动系统的设计
• 3.5控制算法的实现
• 3.5.1实现框图与算法
• 3.5.2串行实现与并行实现
• 本章小结
• 思考题与习题
• 技术篇——工欲善其事，必先利其器
• 第4章控制系统中的计算机及其接口技术
• 4.1工业控制计算机
• 4.1.1工业控制计算机的特点和结构
• 4.1.2嵌入式系统与单片机
• 4.1.3典型工业控制计算机的产品
• 4.2控制系统中的接口技术
• 4.2.1接口与总线
• 4.2.2并行接口
• 4.2.3串行接口
• 4.2.4现场总线
• 4.3控制系统中的人机交互技术
• 4.3.1人机交互及其要求
• 4.3.2人机交互的设计技术
• 4.4工业控制计算机软件系统简介
• 4.4.1系统软件
• 4.4.2应用软件
• 本章小结
• 思考题与习题
• 第5章计算机控制系统中的过程通道
• 5.1传感器与执行器
• 5.1.1传感器与变送器
• 5.1.2IEEE 1451智能变换器标准
• 5.1.3执行器及其分类
• 5.1.4伺服电机和步进电机
• 5.1.5变频器与电动执行器
• 5.2输入通道
• 5.2.1控制系统中的信号种类及特点
• 5.2.2数字量信号处理方式
• 5.2.3模拟量信号及处理方式
• 5.2.4数据采集的原理和实现
• 5.3输出通道
• 5.3.1输出通道的基本结构
• 5.3.2输出通道中的开关信号驱动
• 5.3.3输出通道中的模拟信号驱动
• 5.3.4电机控制
• 本章小结
• 思考题与习题
• 第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术
• 6.1可靠性与抗干扰技术的基本概念
• 6.1.1可靠性的概念
• 6.1.2电磁兼容性
• 6.1.3噪声的分类和耦合方式
• 6.1.4控制系统可靠性设计的基本途径
• 6.2硬件的可靠性与抗干扰技术
• 6.2.1元器件与系统结构
• 6.2.2滤波与去耦电路
• 6.2.3隔离与屏蔽技术
• 6.2.4电源干扰的抑制与接地技术
• 6.2.5停电保护和热插拔技术
• 6.2.6Watchdog技术
• 6.2.7印制板的抗干扰措施
• 6.3软件的可靠性与抗干扰技术
• 6.3.1存储空间分配和程序结构的设计
• 6.3.2数字滤波技术
• 6.3.3数据的检错和纠错
• 6.3.4开机自检与故障诊断
• 本章小结
• 思考题与习题
• 第7章控制系统的组态软件
• 7.1工控组态软件概述
• 7.1.1组态软件及其特点
• 7.1.2组态软件的功能
• 7.2MCGS组态软件
• 7.2.1MCGS组态软件特点和组成
• 7.2.2MCGS工程构成
• 7.2.3MCGS组态过程
• 本章小结
• 思考题与习题
• 第8章集散控制系统
• 8.1DCS的产生与发展
• 8.1.1DCS的产生
• 8.1.2DCS的发展
• 8.2DCS的体系结构
• 8.2.1DCS的分层结构
• 8.2.2DCS的核心部件
• 8.2.3DCS的通信网络
• 8.3DCS组态软件
• 8.3.1功能和特点
• 8.3.2编程语言和系统监控
• 8.4WebField JX300XP控制系统
• 8.4.1概述
• 8.4.2JX300XP系统的组成
• 8.4.3JX300XP系统的硬件
• 8.4.4JX300XP系统的软件
• 本章小结
• 思考题与习题
• 应用篇——学以致用，用学相长
• 第9章计算机控制系统的解决方案
• 9.1基于嵌入式系统的解决方案
• 9.1.1组成和特点
• 9.1.2案例1——由嵌入式系统控制的全自动洗衣机
• 9.2基于智能控制仪表的解决方案
• 9.2.1组成和特点
• 9.2.2案例2——基于智能控制仪表的电阻炉温度控制系统
• 9.3基于可编程逻辑控制器的解决方案
• 9.3.1组成和特点
• 9.3.2案例3——PLC控制的工业洗衣机
• 9.4基于分布式数据采集与控制模块的解决方案
• 9.4.1组成和特点
• 9.4.2案例4——潮流水槽计算机检测与控制系统
• 9.5基于可编程自动化控制器的解决方案
• 9.5.1组成和特点
• 9.5.2案例5——PAC在桥梁健康检测系统中的应用
• 本章小结
• 思考题与习题
• 第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用
• 10.1实例1——水箱液位控制
• 10.1.1被控对象和控制方案
• 10.1.2硬件组成
• 10.1.3组态过程
• 10.1.4PID参数整定过程
• 10.2实例2——锅炉温度控制
• 10.2.1被控对象和控制方案
• 10.2.2硬件组成
• 10.2.3组态过程
• 10.2.4PID算法设计
• 本章小结
• 思考题与习题
• 第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用
• 11.1DCS在循环流化床锅炉中的应用
• 11.1.1工艺介绍
• 11.1.2系统设计
• 11.1.3系统组态
• 11.1.4控制流程
• 11.1.5系统运行
• 11.2DCS在大中型氮肥装置中的应用
• 11.2.1工艺介绍
• 11.2.2系统设计
• 11.2.3系统组态
• 11.2.4控制流程
• 11.2.5系统运行
• 本章小结
• 思考题与习题
• 附录有关工业自动化产品及企业网址
• 参考文献