【Word文档】 计算机控制系统课后习题答案

2020-05-16  |   格式:DOC  |   分类: 综合文稿 > 其他
摘要:  2.1 在计算机控制系统中,为了获取系统的运行状态或设定信息,经常需要进行开关量信号的输入。  2.2 把从控制对象检测到的模拟信号,转换成二进制数字信号,经I/O接口送入计算机。  2.3 在计算机控制系统中,经常需要控制执行机构的开/关(如对电磁阀的控制)或启/停(如各种交、直流电机的控 ...(全文共:3082字)

  2.1 在计算机控制系统中,为了获取系统的运行状态或设定信息,经常需要进行开关量信号的输入。

  2.2 把从控制对象检测到的模拟信号,转换成二进制数字信号,经I/O接口送入计算机。

  2.3 在计算机控制系统中,经常需要控制执行机构的开/关(如对电磁阀的控制)或启/停(如各种交、直流电机的控制),某些控制算法(如脉宽调制方法,最优控制中的乒乓控制算法等)也需要控制执行机构在一定时间T内全负荷工作一段时间t(0≤t≤T),这些控制可通过计算机开关量输出通道来实现。

  2.4 把计算机输出的数字量转换成模拟量。

  2.5 光电耦合器的作用:从工业现场获取的开关量或数字量的信号电平往往高于计算机系统的逻辑电平,即使输入开关量电压本身不高,也有可能从现场引入意外的高压信号,因此必须采取电隔离措施,以保障计算机系统的安全。常用的隔离措施是采用光电耦合器件实现的。

  光电耦合器的用法:下图为原理图。当输入侧(即发光二极管)流过一定的电流IF时,发光二极管开始发光,它触发光敏三极管使其导通;当撤去该电流时,发光二极管熄灭、三极管截止。这样,就实现了以光路来传递信号,保证了两侧电路没有电气联系,从而达到了隔离的目的。 2.5 光电耦合器的注意事项:

  ① 输入侧导通电流

  要使光电隔离器件导通,必须在其输入侧提供足够大的导通电流,以使发光二极管发光。不同的光电隔离器件的导通电流也不同,典型的导通电流IF=10mA。

  ② 频率特性

  受发光二极管和光敏元件响应时间的影响,光电隔离器件只能通过一定频率以下的脉冲信号。因此,在传送高频信号时,应该考虑光电隔离器件的频率特性,选择通过频率较高的光电隔离器。

  ③ 输出端工作电流

  光电隔离器输出端的灌电流不能超过额定值,否则就会使元件发生损坏。一般输出端额定电流在mA量级,不能直接驱动大功率外部设备,因此通常从光电隔离器至外设之间还需设置驱动电路。

  2.5 光电耦合器的注意事项:

  ④ 输出端暗电流

  这是指光电隔离器处于截止状态时,流经输出端元件的电流,此值越小越好。在设计接口电路时,应考虑由于输出端暗电流而可能引起的误触发,并予以处理。

  ⑤ 隔离电压

  它是光电隔离器的一个重要参数,表示了其电压隔离的能力。

  ⑥ 电源隔离

  光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。无论是输入隔离还是输出隔离,只要采取光电隔离措施,就必须保证被隔离部分之间电气完全隔离,否则就起不到隔离作用了。

  2.6 在进行模数转换时,如果模拟信号的频率较高,就会由于A/D转换器的孔径时间(即转换时间)而造成较大的转换误差,克服的方法是在A/D转换器之前设置采样保持电路。采样保持器平时处于“采样”状态,跟踪输入信号变化;进行A/D转换之前使其处于“保持”状态,则在A/D转换期间一直保持转换开始时刻的模拟输入电压值;转换结束后,又使其变为“采样”状态。2.6节中的“采样”指抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程。

  2.7 多路A/D转换器电路有几种常见方案,各有什么优、缺点?

  采用集成多路A/D转换器,或选择内含集成多路A/D转换器的微处理器。这种方案的设计简洁、可靠性高,在转换精度、线性度、温度漂移、通道数等可以满足要求的情况下,应优先考虑采用;但也应注意有时各模拟量输入互相串扰的问题。

  每个模拟量输入配置一个A/D转换器。当系统中模拟量输入较多时,硬件费用会迅速增加、可靠性降低,一般不采用这种方案,仅在考虑转换速度、各模拟量互相串扰等情况下使用。

  采取多路模拟量输入复用一个A/D转换器的方案。

  2.8 实现多路的模拟量信号输出,一般有以下两种方案。

  第一种方案是为每一个通道设置一个独立


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