9．试列出一些改进的PID算法，并分析其改进特点及适用场合
答：改进的PID算法有：（1）带有死区的PID控制——当控制偏差在某个阀值以内时，系统不进行调节；当超过这个阀值时，系统按照PID进行调节，表示
?p(k)...当|e(k)|?B,PID控制动作?为 p(k)???
?0.........当|e(k)|?B，无控制输出值? 式中B为阀值，O-B的区间称为死区。
该控制方式适用于要求控制作用尽可能少变动的场合，如在中间器皿的液面控制。（2）饱和作用的抑制（A）PID位置算法的积分饱和作用机器抑制——采用遇限削弱积分法和积分分离法。（B）PID增量算法的饱和作用及其抑制（C）干扰的抑制——四点中的差分法。该控制方式适用于可能出现饱和效应的场合，即控制量因受到执行元件机械和物理性能的约束而限制在有限范围以内，Umax<=U<=Umax，控制器执行的控制量不再是计算值。︱△U︱<=△Umax. 10．在计算机控制系统中，采样周期是如何确定的？为什么执行器响应速度较慢时对采样周期可适当选大一些？
答：采样周期的选择主要从以下几个方面来考虑：1。从对控制质量的要求考虑，采样周期小一些，控制效果好。2。从被控制对象的动态特征考虑，若对象的反应速度快，选用较短的采样周期；如果对象的反应速度慢，则选用较长的采样周期。3。从执行机构的要求考虑，有时需要计算机输出的控制信号保持一定的时间宽度，为使执行机构能够按预期的调节规律运作，则采样周期可选长一些。4。从抗干扰的要求看，希望采样周期短些。5。从计算机的工作量和每个控制回路的成本看，希望采样周期大些。
综上所述，必须根据拘役情况和主要的要求作出选择，当执行器相应速度较慢时，采样周期应适当选大些，以保证执行器能够实现预期的调节规律。 11．已知模拟调节器的传递各数G（S）=（1+0.17S）/0.085S，现在要用数字PID算法来实现，试分别写出相应的位置式和增量式PID算法表达式，设采样周期为To=0.2S.
解：由G（S）=
1?0.17s，可得：Kp=1 TI=0.17 TD=0.085
0.085sT?位置式 u(k)= Kp{e(k)+
TI?e(i)?i?0kTD[e(k)?e(k?1)]} T代入 T=0.2
0.2k0.085e(i)?[e(k)?e(k?1)]} ? u(k)= {e(k)+?0.17i?00.2增量式：
?u(k)= Kp[e(k)?e(k?1)]+KIe(k)?KD[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]
其中：KI?KpT1?0.085T1?0.2 KD?KpD? ?T0.2TI0.171?0.21?0.085e(k)?[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)] 0.170.2? ?u(k)= [e(k)?e(k?1)]+
12．计算机控制系统的设计有哪些基本原则？其设计步骤是怎样的
答：计算机控制系统设计的基本原则：1。系统操作性能好——使用方便和维修方便。2。可靠性高。3。通用性好，便于扩充。4。实时性强——表现在时间驱动和时间驱动能力上。5。设计周期短，价格便宜。
设计步骤：1.确定系统整体控制方案：确定系统整体控制方案；确定系统的构成方式；现场设备选择;2.确定控制算法;3.系统硬软件的设计:4.系统调试。
13．如何提高计算机控制系统的可靠性？有哪些方法途径？
答：为了提高计算机控制系统的可靠性和可维护性，常采用提高元器件的可靠性，设计系统的冗条技术，采取抗干扰措施，采用故障诊断和系统恢复技术以及软件可靠性技术等。
常用的冗条系统——并联系统，备用系统，表决系统。抗干扰措施——电磁干扰的屏蔽；隔离技术；共模输入法；电源系统的干扰抑制；布线的防干扰；接地设计；软件的抗干扰措施。
14．过程控制系统所处的干扰环境是极其恶劣的，试阐述它所受的干扰有哪些？
答：干扰分为3类：（1）空间感应干扰，它以电磁感应形式进入系统的任何部件和线路（2）类干扰是通过对通道的感应，传输结合，地线联系进入通道部分的干扰（3）电网的冲击波通过变压器结合系统进入电源系统而传到各个部分的。
15．共模干扰与串模干扰个有什么特点，它们是如何进入系统造成干扰的？
答：在计算机控制系统中，由于对象，通道装置比较，通道与被测信号之间往往要长线连接，由此造成了被测信号地线和主机地线之间存在一定的电位差，它作为干扰，同时施加在通道的两个输入端上，称为共模干扰。
共模干扰的抑制措施：采用高共模抑制比的差动放大器，采用浮地输入双层屏蔽放大器，光电隔离，使用隔离放大器。 16．长线传输干扰为什么不可避免，如何加以抑制？
答：在计算机控制系统中，由于对象，通道装置比较分散，通道与被测信号之间望完要长线连接，由此造成了被测信号地线和主机地线之间存在一定的电位差，它作为干扰，同时施加在通道的两个输入端上，称为共模干扰。
共模干扰的抑制措施：采用高共模抑制比的差动放大器，采用浮地输入双层屏蔽放大器，光电隔离，使用隔离放大器。 17．模拟地与数字地为何必须严格分开？
答：模拟地是作为A/D转换，前置放大器，比较器等模拟信号传递电路的零电位；数字地即逻辑地，主要是指TTL或CMOS印刷电路板的地端，作为数字逻辑的零位。
18．在计算机控制系统中，常用的抗干扰措施有哪些？分析合理接地的重要性。
答：抗干扰措施——电磁干扰的屏蔽；隔离技术；共模输入法；电源系统的干扰抑制；布线的防干扰；接地设计；软件的抗干扰措施。
接地问题在计算机实时控制系统抗干扰中有重要地位，接地不当，将引入干扰。接地设计目的在于消除各电路电流流径一个公共地线阻抗时所产生的噪音电压，避免受磁场和地电位差的影响，即不使其形成地环路，使屏蔽和滤波有环路，确保系统安全。
19．可偏程序调节器与普通模拟仪表相比有哪些异同及优点？
答：可偏程序调节器是一种可以由用户编制程序，构成各种控制方式的数字化仪表，它以微处理器为运算控制的核心，是单元组各式仪表向微机化发展和计算机控制向分散化发展两者相结合的方向，具有逻辑控制，计时，计数，分支以及子程序等顺序控制功能，又有数字运算，数据处理，模拟量调节，操作显示以及联网通信等各种功能。
特点：1。编制程序简单。2。控制系统简单，通用性强。3。抗干扰能力强，可靠性高。4。体积小，维护方便。5。缩短了设计，施工，投产调试周期，应用前景广阔。
20．可编程序调节器由哪些部分组成的？各部分的主要作用是什么？
答：可遍程序调节器有四部分组成：1。输入，输出部件；是PC与被控设备连接起来的部件。2。中央处理器，是PC的大脑，处理和运行用户程序，监控中央处理机和输入输出部件的状态，并作出逻辑判断。3。电源部件，是将交流电源转换成供PC的微处理器，存储器等电子电路工作所需要的直流电流，是PC能正常工作。4。编程器，是PC最重要的外围设备，PC需要编程器输入，检查，修改，调试用户程序，也可在线监视PC的工作情况。 21．试简述可编程序调节器的基本工作过程。
答：可编程序调节器的工作过程有三部分：①输入采样—即读状态信息。 ②程序执行—通过CPU中的运算器对读入的输入信号进行逻辑运算。 ③输出刷新—当所有的指令执行完毕时，集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号，以驱动被控设备，使之完成预定的任务。
第六章典型过程控制系统应用方案
1.离心式压缩机防喘振的控制方案有什么特点?
答: 压缩机防喘振的控制方案分为固定极限流量法和可受流量极限流量法,固定极限流量法是控制压缩机的入口流量不低于某一不受的极限值,以防止喘振现象的产生.该方案结构简单,运行安全可靠,投资费用少,但产生喘振现象的流量极限值统统与压缩机的转速有关.因此当压缩机的转速不是衡值时,不宜采用次方案,当压缩机的转速可变时,进入喘振区的极限流量也是变化的.这个极限流量可以根据压缩机的安全操作线经计算得到,可变极限流量法就是控制压缩机的入口流量,使之不低于由计算得到的流量极限值,以防止喘振现象的发生.该方案要根据现场数据来计算流量的极限值.较麻烦,而且当安全操作线的方程不相同时,有不同的计算方法和相应的控制方案.但这种方案在压缩机的转速不恒定,负荷需要变动的场合下,使用较可靠较经济. 2.单回路控制系统的主要应用场合有哪些?