【正文】 程序和信息管理程序，其中信息管理程序包括信息生成調(diào)度、文件管理及輸出、打印、顯示程序等；：包括基本運(yùn)算程序、函數(shù)運(yùn)算程序、數(shù)碼轉(zhuǎn)換程序、格式編碼程序。(1)系統(tǒng)軟件：它是由計算機(jī)設(shè)計者提供的專門用來使用和管理計算機(jī)的程序。？說出各部分軟件的作用。(4)檢測與執(zhí)行機(jī)構(gòu)：在微機(jī)控制系統(tǒng)中，為了收集和測量各種參數(shù)，采用了各種檢測元件及變送器，其主要功能是將被檢測參數(shù)的非電量轉(zhuǎn)換成電量，例如熱電偶把溫度轉(zhuǎn)換成mV信號；壓力變送器可以把壓力轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，這些信號經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電平信號(0～5V或4～20mA)后，再送入微機(jī)。過程輸出通道把微機(jī)輸出的控制命令和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成可以對生產(chǎn)對象進(jìn)行控制的信號。(1)主機(jī)：這是微型計算機(jī)控制系統(tǒng)的核心，通過接口它可以向系統(tǒng)的各個部分發(fā)出各種命令，同時對被控對象的被控參數(shù)進(jìn)行實(shí)時檢測及處理。、在線方式和離線方式的含義是什么？(1)實(shí)時：所謂“實(shí)時”，是指信號的輸入、計算和輸出都是在一定時間范圍內(nèi)完成的，即計算機(jī)對輸入信息以足夠快的速度進(jìn)行處理，并在一定的時間內(nèi)作出反應(yīng)并進(jìn)行控制，超出了這個時間就會失去控制時機(jī)，控制也就失去了意義。?計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程可歸納為以下三個步驟：(1)實(shí)時數(shù)據(jù)采集：對被控量的瞬時值進(jìn)行檢測，并輸入給計算機(jī)。(2)“在線”方式：在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，如果生產(chǎn)過程設(shè)備直接與計算機(jī)連接，生產(chǎn)過程直接受計算機(jī)的控制，就叫做“聯(lián)機(jī)”方式或“在線”方式。主機(jī)的主要功能是控制整個生產(chǎn)過程，按控制規(guī)律進(jìn)行各種控制運(yùn)算(如調(diào)節(jié)規(guī)律運(yùn)算、最優(yōu)化計算等)和操作，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果作出控制決策；對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督，使之處于最優(yōu)工作狀態(tài)；對事故進(jìn)行預(yù)測和報警；編制生產(chǎn)技術(shù)報告，打印制表等等。過程輸入輸出通道包括模擬量輸入輸出通道和數(shù)字量輸入輸出通道。：要控制生產(chǎn)過程，必須有執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是微機(jī)控制系統(tǒng)中的重要部件，其功能是根據(jù)微機(jī)輸出的控制信號，改變輸出的角位移或直線位移，并通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變被調(diào)介質(zhì)的流量或能量，使生產(chǎn)過程符合預(yù)定的要求。軟件是指能夠完成各種功能的計算機(jī)程序的總和。對用戶來說，系統(tǒng)軟件只是作為開發(fā)應(yīng)用軟件的工具，是不需要自己設(shè)計的。(3)數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要用于資料管理、存檔和檢索，相應(yīng)軟件設(shè)計指如何建立數(shù)據(jù)庫以及如何查詢、顯示、調(diào)用和修改數(shù)據(jù)等。DDC系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是微機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍的一種應(yīng)用形式。為更好地適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，以滿足對計算機(jī)控制系統(tǒng)提出的越來越高的要求，目前計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢有以下幾個方面。？各部分的作用是什么？數(shù)字量過程通道包括數(shù)字量輸入通道和數(shù)字量輸出通道。光電耦合器由封裝在一個管殼內(nèi)的發(fā)光二極管和光敏三極管組成。(2)多路轉(zhuǎn)換器：用來切換模擬電壓信號的關(guān)鍵元件。(4)A/D轉(zhuǎn)換器：模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，能夠完成這一任務(wù)的器件，稱為之模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog/Digital Converter，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC)。采樣保持器的作用：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換總需要一定的時間。保持電容值小，則采樣狀態(tài)時充電時間常數(shù)小，即保持電容充電快，輸出對輸入信號的跟隨特性好，但在保持狀態(tài)時放電時間常數(shù)也小，即保持電容放電快，故保持性能差；反之，保持電容值大，保持性能好，但跟隨特性差。?保持等待法:EOC與READY相連,EOC無效時,自動插入等待狀態(tài)。~1200oC,應(yīng)選用分辨為多少位的A/D轉(zhuǎn)換器？選擇依據(jù)：。采樣完一遍后停止采集。(2)V/I變換：一般情況下，D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出是電壓信號。CPU、AD、DA可任選。它包括系統(tǒng)控制器、輸入電路、輸入接口、輸出電路、輸出接口、檢測機(jī)構(gòu)、顯示與報警電路。(2)微機(jī)：微機(jī)是MNC系統(tǒng)運(yùn)算和控制的核心。在微機(jī)控制下，輸出裝置一方面顯示加工過程中的各有關(guān)信息，另一方面向被控生產(chǎn)機(jī)械輸出各種有關(guān)的開關(guān)量控制信號(冷卻、啟、停等)，還向伺服機(jī)構(gòu)發(fā)出進(jìn)給脈沖信號等。目前已有專門為數(shù)控裝置配套設(shè)計的各種機(jī)械，如各種數(shù)控機(jī)床，它們的機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床有較大的區(qū)別。圓弧插補(bǔ)計算過程的步驟如下：(1)偏差判別(2)坐標(biāo)進(jìn)給(3)偏差計算(4)坐標(biāo)計算(5)終點(diǎn)判別，起點(diǎn)O（0，0），終點(diǎn)A（4，6）。表3—1步數(shù)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計算終點(diǎn)判別起點(diǎn)F0=0Nxy=101F0=0XF1=F0ye=6Nxy=92F10+YF2=F1+xe=2Nxy=83F20+YF3=F2+xe=2Nxy=74F30XF4=F3ye=4Nxy=65F40+YF5=F4+xe=0Nxy=56F5=0XF6=F5ye=6Nxy=47F60+YF7=F6+xe=2Nxy=38F70+YF8=F7+xe=2Nxy=29F80XF9=F8ye=4Nxy=110F90+YF10=F9+xe=0Nxy=0，起點(diǎn)A（6，0），終點(diǎn)B（0，6）。下圖為插補(bǔ)過程中的走步軌跡。（3）三相六拍工作方式在反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)控制中，把單三拍和雙三拍工作方式結(jié)合起來，就產(chǎn)生了六拍工作方式，其通電順序為A→AB→B→BC→C→CA。雙線形變換法：把代入，則前向差分法：把代入，則 后向差分法：把代入，則、各有什么作用？它們對調(diào)節(jié)品質(zhì)有什么影響？系數(shù)為比例系數(shù)，提高系數(shù)可以減小偏差，但永遠(yuǎn)不會使偏差減小到零，而且無止境地提高系數(shù)最終將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。但單純的積分也有弱點(diǎn)，其動作過于遲緩，因而在改善靜態(tài)品質(zhì)的同時，往往使調(diào)節(jié)的動態(tài)品質(zhì)變壞，過渡過程時間加長。？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。當(dāng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進(jìn)電機(jī)、電動調(diào)節(jié)閥、多圈電位器等具有保持歷史位置的功能的這類裝置時，一般均采用增量型PID控制算法。試寫出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設(shè)采樣周期T=。(3)從計算機(jī)的工作量和回路成本考慮，采樣周期T應(yīng)長些，尤其是多回路控制時，應(yīng)使每個回路都有足夠的計算時間；當(dāng)被控對象的純滯后時間τ較大時，常選T=（1/4~1/8）τ。擴(kuò)充臨界比例度法整定PID參數(shù)的步驟：(1)選擇一個足夠短的采樣周期T，例如被控過程有純滯后時，采樣周期T取滯后時間的1/10以下，此時調(diào)節(jié)器只作純比例控制，給定值r作階躍輸入。(3)選擇控制度，所謂控制度是數(shù)字調(diào)節(jié)器和模擬調(diào)節(jié)器所對應(yīng)的過渡過程的誤差平方的積分之比。將被調(diào)量調(diào)節(jié)到給定值附近并穩(wěn)定后，然后突然改變給定值，即給對象輸入一個階躍信號。？計算機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖4—1所示。(3)求取數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。(1)采用Smith補(bǔ)償控制廣義對象的傳遞函數(shù)為其中則(2)采用大林算法設(shè)計數(shù)字控制器取T=1S,K=1,T1=1,L==1,設(shè)期望閉環(huán)傳遞函數(shù)的慣性時間常數(shù)T0=則期望的閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)為廣義被控對象的脈沖傳遞函數(shù)為則又則上式反變換到時域，則可得到？如何消除振鈴現(xiàn)象？所謂振鈴現(xiàn)象是指數(shù)字控制器的輸出u(k)以接近二分之一的采樣頻率大幅度上下擺動。（2）消除振鈴因子法找出數(shù)字控制器D(z)中引起振鈴現(xiàn)象的因子(即z=1附近的極點(diǎn))，然后人為地令其中的z=1，就消除了這個極點(diǎn)。這種擾動的預(yù)先調(diào)整作用就稱為前饋。，模糊控制具有哪些優(yōu)點(diǎn)？與PID控制和直接數(shù)字控制相比，模糊控制的優(yōu)點(diǎn)：（1）模糊控制可以應(yīng)用于具有非線性動力學(xué)特征的復(fù)雜系統(tǒng)。？多變量控制系統(tǒng)解耦條件是系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)矩陣為對角線矩陣。？在應(yīng)用軟件設(shè)計過程中，為減少計算延時，通常將運(yùn)算分為前臺運(yùn)算和后臺運(yùn)算。這是因為生產(chǎn)現(xiàn)場的各種工藝參數(shù)量綱不同。標(biāo)度變換有各種不同類型，它取決于被測參數(shù)測量傳感器的類型，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度變換方法，常用線性參數(shù)標(biāo)度變換。消除共模干擾的方法有以下幾種:變壓器隔離；光電隔離；浮地屏蔽；采用具有高共模抑制比的的儀表放大器作為輸入放大器。（1）程序判斷濾波法：是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，確定出相鄰兩次采樣信號之間可能出現(xiàn)得最大偏差。（4）加權(quán)平均值濾波：可以提高濾波效果（5）滑動平均值濾波法：采樣時間短，可以提高檢測速度（6）慣性濾波法：適用于慢速隨機(jī)變量的濾波（7）復(fù)合數(shù)字濾波：比單純的平均值濾波的效果要好、加權(quán)平均值濾波以及滑動平均濾波三者的區(qū)別是什么？算術(shù)平均值法適用于對壓力、流量等周期脈動信號的平滑，這種信號的特點(diǎn)是往往在某一數(shù)值范圍附近作上、下波動，有一個平均值。但有時為了提高濾波效果，往往對不同時刻的采樣值賦以不同的加權(quán)因子?；瑒悠骄禐V波法，依次存放N次采樣值，每采進(jìn)一個新數(shù)據(jù)，就將最早采集的那個數(shù)據(jù)丟掉，然后求包含新值在內(nèi)的N個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值或加權(quán)平均值。（2）低通濾波器各種干擾信號一般都有很強(qiáng)的高頻分量，低通濾波器是有效的抗干擾器件，它允許工頻50Hz電源通過，而濾掉高次諧波，從而改善供電質(zhì)量。（5）直流穩(wěn)壓系統(tǒng)直流穩(wěn)壓系統(tǒng)包括整流器、濾波器、直流穩(wěn)壓器和高頻濾波器等幾部分，常用的直流穩(wěn)壓電路如圖6—2所示。作為直流穩(wěn)壓器件，現(xiàn)在常用的就是三端穩(wěn)壓器78XX和79XX系列芯片，這類穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，負(fù)載穩(wěn)定度為15mV，具有過電流和輸出短路保護(hù)，可用于一般微機(jī)系統(tǒng)。在微型計算機(jī)的硬件設(shè)計中，許多廠商設(shè)計和提供了許多具有不同功能的插件(