于是，循环冗余码所对应的多项式为
v(x)=x7+x5+x4+x3+x+1
对应二进制循环冗余码为 10111011
2.9 已知数据传送的信噪比为10，频带宽度为3kHz，试求 （1）无噪声信道上理论极限传输能力； （2）噪声信道上理论极限传输能力；
（3）双绞线噪声信道实际传输能力。 答：由题意，信噪比为S=10，频带宽度为H=3kHz。 N
无噪声信道上理论极限传输能力为
R=2Hlog2v
=2?3?103?log22 =6k bit/s
噪声信道上理论极限传输能力为 R=Hlog2(1+S) N =3?103?log2(1+10) =10.38k bit/s
双绞线噪声信道实际传输能力为
9600 bit/s
2.10 OSI参考模型分为几层？各层的主要作用是什么？ 答：OSI参考模型分为七层，各层的主要作用如下表所示。
2.11 IEEE802标准包括哪些内容？ 答：IEEE802标准的内容包括： IEEE802.1：系统结构和网络互连； IEEE802.2：逻辑链路控制；
IEEE802.3：CSMA/CD总线访问方法和物理层技术规范； IEEE802.4：Token Passing Bus访问方法和物理层技术规范； IEEE802.5：Token Passing Ring访问方法和物理层技术规范； IEEE802.6：城市网络访问方法和物理层技术规范； IEEE802.7：宽带网络标准；
IEEE802.8：光纤网络标准； IEEE802.9：集成声音数据网络。
2.12 说明IEEE802.3，IEEE802.4 ，IEEE802.5通信协议主要解决网络通信哪一层 的问题？各有什么特点？
答：IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5通信协议主要解决网络通信中的数 据链路层的问题。它们的特点为
IEEE802.3：用于CSMA/CD总线访问方法和物理层技术规范； IEEE802.4：用于Token Passing Bus访问方法和物理层技术规范； IEEE802.5：用于Token Passing Ring访问方法和物理层技术规范； 2.13 在DCS中，对通信网络访问的存取控制技术主要有哪几种？
答：在DCS中，常用的存取访问控制技术有：轮询(Poll)、令牌传送(Token Passing)、带有碰撞检测的载波监听多重访问(CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)。
2.14 提高集散型控制系统的可靠性的途径有哪些？在软件、硬件方面各有什么措 施？
答：DCS充分利用计算机技术、通信技术、显示技术、人机交换技术、硬件
制造技术和其它电子技术上的一系列最新技术成果，为了提高DCS的可靠性，在系统的结构、CRT操作站的设臵、通信系统的配臵、系统的自诊断与在线维护功能、电源系统设计以及其它许多环节上均采取一系列措施。DCS在软件、硬件方面采取如下措施以提高可靠性：
1．DCS的硬件采用宇航工艺，可靠性和性能价格比得到提高；
2．所有I/O卡具有良好的浪涌电压吸收器及采取滤波、屏蔽等措施，能承受雷雨天气的强烈电磁干扰；
3．对DCS的管理计算机采取一系列安全保密措施，如设臵各种权限，提高对数据库和文件等资源的保护；
4．对操作员键盘和工程师键盘加以区别，采用键锁手段，防止人为造成的系统故障。
2.15 集散型控制系统中，通常对关键性部件、系统要采用哪些冗余结构？ 答：通常对DCS的关键性环节均采用冗余化结构。即多重化构成的自动备用 方式，具体形式为同步运转方式；待机运转方式； 后退运转方式。 2.16 串级控制技术的基本思想是什么？它有哪些优点？
答：串级控制是在单回路单参数控制系统的基础上发展起来的一种控制技术。 由于一般的单回路PID控制很难满足被控对象在各种干扰因素同时作用下，实现高精度的控制要求。为此，引进了新的控制技术，即在原控制
系统的控制回路中，增加一个或多个控制内回路，而且是相互串接，一个控制回路的输出是另一个控制回路的设定值，以达到控制可能引起被控对象发生变化的各种干扰因素，提高控制系统的性能指标，这就是串级控制技术的基本思想。 串级控制系统中，副回路给系统带来许多优点：由于副回路的作用，串级控制比单回路控制更具有抑制各种干扰的能力，因此设计时应把主要的干扰包含在副回路中；采用串级控制可以克服被控对象的纯滞后影响，改善系统的控制性能；若系统中含有非线性被控对象，把非线性被控对象包含在副回路中，能够适应操作条件和负荷的变化，自动改变副回路控制器的给定值，因而控制系统仍具有良好的自适应能力。
2.17 前馈控制的基本思想是什么？前馈和反馈相结合有什么好处？
答：前馈控制实质上是一种按扰动进行调节的开环控制系统。当扰动产生后， 被控变量还未显示出变化前，根据扰动作用大小进行调节，以补偿扰动作用对被控变量的影响。这种前馈作用运用恰当，可以使被控变量不会因扰动作用而产生偏差，比反馈控制要及时，并且不受系统滞后的影响。 对于精确的控制对象和扰动数学模型，如果补偿得当，对于某一特定扰动，前馈控制系统的品质十分理想，明显优于反馈控制系统。但是，要实现完全补偿并非易事，因为工业过程的数学模型是时变的、非线性的；同时，扰动也是不可完全预见的，前馈控制只能
在一定程度上补偿扰动对被控制变量的影响。因此，为了保证有更大的适应性，在工业过程中经常把前馈控制与反馈控制结合起来，构成前馈-反馈控制系统。前馈控制克服主要扰动的影响，反馈控制克服其余扰动及前馈补偿不完全部分。这样，系统即使在大而频繁的扰动下，依然可以获得良好的控制品质。 2.18 试述Smith预估补偿控制系统的设计思想及其实现。
答：Smith预估补偿控制系统的设计思想：在控制系统设计时，为了提高系
统的控制质量，应尽量减少处于闭合回路中的时滞，克服大时间滞后对控制系统的影响。
它的实现过程为：未加入Smith预估器时，系统闭环传递函数的
GB(s)分母中含有时滞e-τs，它降低了系统的稳定性。如果τ足够大，则 系统将不稳定，这就是时滞过程难以控制的原因。
为了改善系统的控制品质，引入Smith预估器，使原闭环特征方程中 不含时滞e-τs， 则要求Smith预估器的传递函数为
Gc(s)=G0(s)(1-e-τs)
经过Smith预估器的补偿作用后，系统的特征方程中不含e-τs项，消除了时滞项对控制系统的影响，e-τs仅将控制作用在时间坐标上推移了一个时间τ，此时系统的过渡过程及控制品质与无时滞的完全一致。
2.19 常用的顺序控制系统编程方法有哪几种？其功能是什么？
答：常用的顺序控制系统编程方法很多。如梯形逻辑图、功能模块、助记符 及编程语言等。梯形逻辑图法是采用梯形逻辑图来描述顺序控制系统的逻辑顺序关系；功能模块法把逻辑运算作为功能模块处理，按功能块组态的方法连接起来完成编程；助记符方法在可编程逻辑控制器编程时经常采用，它通常由操作码、标识符和元素参数表示；编程语言采用集散型控制系统提供的语言或通用的高级语言来编程。
第3章 国产集散型控制系统—HS2000 3.1 HS2000系统的基本特点是什么？
答：可靠性高、方便、直观的操作，维护方便，系统开放。 3.2 HS2000系统的结构组成有何特点？
答：HS2000系统由三层网络组成，即管理协调网络、系统网络、控制网络，可 根据不同的系统规模、灵活配臵成HS2000系统的大型、中型和小型系统。 3.3 何谓DCS的“三站一线”结构？
答：DCS的三站指：工程师站、操作员站、现场控制站；一线指：网络。DCS就 是通过网络将工程师站、操作员站、现场控制站联系起来，实现控制功能分散、危险分散，参数显示和管理集中等复杂控制。
3.4 HS2000系统的I/O组件分为几种？它们有何区别？
答：HS2000系统的I/O组件分为两种，一种为主控组件；另一种为辅助组件，
二者唯一区别：主控组件内包括主控制器CPU模板，而辅助组件内只包括I/O功能模板，不包括主控制器CPU模板。
3.5 已知某HS2000系统的I/O现场控制站的AI信号如下； （1）控制回路：4~20mA，12路，供电型 （2）检测回路：4~20mA，28路，供电型 （3）热电阻回路：16路，隔离型
试选择所需I/O功能模板的数量和型号，并配套选择I/O调理模板及其端子模板。
答：由教材第3章表3-1可知。
3.6 已知某HS2000系统的I/O现场控制站的AO信号为：4~20mA，18路。试选择所
需I/O功能模板、调理模板及其端子模板。 答：
3.7 已知前题I/O现场控制站的开关量信号如下： （1）DI：干结点输入，38点 （2）DO：电平输出，32点
试分别选择所需I/O功能模板、调理模板及其端子模板。 答：