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本答案仅供参考。
第 1 章绪论
1.1 什么是过程计算机控制系统？它由哪几部分组成？通过具体示例说明。
答：它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置构成，以实现生
产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和生产工艺过程。例如温度控制系统。
1.2 计算机控制工业生产过程有哪些种类型？
答：计算机控制工业生产过程一般有五种类型：
操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。
1.3
计算机控制系统的硬件一般有哪几大主要组成部分？各部分是怎样互相联系的？其中过程通道有几种基本类型？它们在系统中起什么作用？
答：计算机控制系统的硬件一般包括：主机、外部设备、过程输入输出设备。
两个过程通道，一个是输入通道，另一个为输出过程通道。
输入过程通道包括： A/D 通道 ---- 把模拟信号转换成数字信号后再输入；
DI
通道 ----- 直接输入开关量信号或数字量信号。
输出过程通道包括： D/A 通道 ---- 把数字信号转换成模拟信号后再输出；
DO
通道 ----- 直接输出开关量信号或数字量信号。
1.4 直接数字控制系统的硬件由哪几部分组成？
答：直接数字控制系统的硬件主要有计算机（主机）
、过程输入输出通道、操
作台和计算机辅助设备组成。如下图所示。
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1.5
数字 PID 控制算法有几种形式？各有什么特点？
答：数字 PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。
PID 位置式根
据偏差计算阀门的位置，
PID 增量式根据偏差计算阀门的变化； PID 速
度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。
1.6
试推导计算机控制系统 答：模拟 PI 控制算法为
PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。
1
u(t) k p [e(t)
t 0
TI
e( t) dt]
其中， k p ---- 比例增益
TI ---- 积分时间常数
在采样周期相当短暂时，用矩形法近似代替积分项
t 0
k
e(t)dt
Te( i) ，
i 0
其中 T 为采样周期， k 为采样序号。
PI 位置式算法为：
k
u( k) k pe(k) kI
i 0
e( i) ux
PI 增量式算法为：
u( k) k p e(k ) k I e( k)
PI 速度式算法为：
v( k)
u(k) T
k p e( k) k I e(k )
T
T
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其中， u x -----
偏差（它是初始阀门位置）
u(k ) --- 第 k 次输出的偏差校正值 e(k) --- 第 k 次采样值的偏差校正值
1.7
试推导计算机控制系统
PD 控制算法的位置式、增量式和速度式。
答：模拟 PD 控制算法为
de( t)
u(t) k p [e(t) T D
]
dt
其中， k p ---- 比例增益
TD ---- 微分时间常数
在 采 样 周 期 相 当 短 暂 时 ， 用 后 向 差 分 法 近 似 代 替 微 分 项
de( t) e(k)
e( k 1) T
，其中 T 为采样周期， k 为采样序号。
dt
PD 位置式算法为：
u( k) k pe(k) kD ( e( k) e(k 1)) ux
PD 增量式算法为：
u( k) k p e(k) k D ( e(k) e(k 1))
PD 速度式算法为：
v(k)
u(k) T
k p e(k) k D ( e( k)
T
T
e( k 1))
其中， ux -----
偏差（它是初始阀门位置）
u(k) --- 第 k 次输出的偏差校正值 e(k) --- 第 k 次采样值的偏差校正值
1.8 用？
集散型控制系统产生的原因是什么？为什么集散型控制系统能得到广泛应
答：随着生产规模的扩大，生产过程的复杂程度的提高，使像 DDC这样集中
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