2024年4月7日发(作者：费丽珠)
微机计算机控制技术课后于海生(第2版)
习题详解答案
1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?
计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：
(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规
律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发
出控制信号，完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？
(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内
完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作
出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，
生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计
算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则
叫做“脱机”方式或“离线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
由四部分组成。
图1.1微机控制系统组成框图
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分
发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要
功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最
优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之
处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等
1
等。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程
输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通
道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过
程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机
联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)
和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能
立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要
保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。
(4)检测与执行机构
a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种
检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热
电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号
经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。
b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要
部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并
通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，
在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机
构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执
行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅
元件等进行控制。
6.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？
(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生
产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产
过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参
考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图1.2所示。
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2024年4月7日发(作者：费丽珠)
微机计算机控制技术课后于海生(第2版)
习题详解答案
1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?
计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：
(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规
律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发
出控制信号，完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？
(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内
完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作
出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，
生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计
算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则
叫做“脱机”方式或“离线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
由四部分组成。
图1.1微机控制系统组成框图
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分
发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要
功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最
优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之
处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等
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等。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程
输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通
道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过
程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机
联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)
和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能
立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要
保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。
(4)检测与执行机构
a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种
检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热
电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号
经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。
b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要
部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并
通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，
在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机
构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执
行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅
元件等进行控制。
6.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？
(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生
产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产
过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参
考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图1.2所示。
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