文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 微机控制技术

微机控制技术

微机控制技术
微机控制技术

《计算机控制技术》

实验指导书

孟凡喜编

中国矿业大学

机电工程学院机电工程实验中心

二00七年十月

学生实验守则

一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度,遵守课堂纪律,衣着整洁,保持安静不得迟到早退,并执行实验登记制度,严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯,指导教师有权停止其实验。

二、实验课前,要认真阅读教材,做好实验预习,根据不同科目要求写出预习报告,明确实验目的、要求和注意事项。

三、实验课上必须专心听讲,服从指导教师的安排和指导,遵守操作规程,认真操作,正确读数,不得草率敷衍,拼凑数据。

四、实验报告必须独自完成,不得互相抄袭。

五、因故缺课学生,可申请一次补做的机会,不补作的,该实验以零分计算,作为总成绩一部分。

六、爱护仪器设备,不准动用与本实验无关仪器设备。要节约元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告,属责任事故的,应按有关文件规定赔偿。

七、注意实验安全,遵守安全规定,防止人身和仪器设备事故的发生。一旦发生事故,要立即向指导教师报告,采取正确应急措施,防止事故扩大,保护人身安全和财产安全。重大事故要保护好现场,迅速向有关部门报告。

八、实验完毕要做好整理工作,将工具、材料及公用仪器等放回原处,清扫实验场地,切断电源,经指导教师检查合格后方可离开。

机电工程实验中心

二00六年九月修订

1

使用说明

2

第一部分TD-AC C+教学实验系统介绍

第一章 SST51系统板概述

1.1 系统简介

随着单片机技术的发展,八位单片机迅速地从功能简单的51单片机向嵌入式、增强型51内核单片机发展。使用在系统可编程 (ISP) 技术、在应用可编程技术 (IAP) 以及内嵌仿真功能的单片机层出不穷。先进技术的发展使得单片机调试、开发的手段发生了翻天覆地的变化。

“TD-ACC+”教学实验系统,其基本配置就含有一个开放式的模拟实验平台和一组先进的虚拟仪器,可以高水平地支持“8051单片微机控制技术”的实验教学。为实验教学提供了一块增强型8051控制机系统板、一套业界著名的Keil C51集成开发环境、一个开放式的模拟实验平台、一组先进的虚拟仪器,再结合丰富的实验内容,为用户构建了一个先进的控制实验教学环境,为控制教学提供了全面的解决方案。

下面的内容主要是:“SST51系统板”介绍以及“增强型8051单片微机控制技术”的实验教程。

1.2 SST51系统板的特点

1.取代硬件仿真器的增强型单片机

系统采用具有在系统可编程 (ISP) 和在应用可编程 (IAP) 技术的增强型51单片机,单片机中内置仿真程序,完全取代传统的硬件仿真器和编程器。这种先进的单片机将仿真系统和单片机应用系统合二为一,大大降低了应用开发成本,极大地提高了研制开发效率。把单片机的仿真开发和应用设计提高到一个崭新的技术领域。

2.先进的单片机调试开发工具

使用业界著名的Keil C51集成开发环境作为实验系统设计、调试、开发的工具。Keil C51软件提供了多种调试、运行程序的方法,提供单步、断点、全速运行程序,可观察寄存器区、ROM变量区、RAM变量区、Xdata变量。支持汇编语言和C语言的源语言混合调试。

3

3.新型控制实验教学内容

计算机控制技术先从过程通道和数据采集处理着手,再开展系统的数字程序控制、数字PID闭环控制、数字调节器直接设计方法的实验研究,随后又引入了智能控制实验和CAN总线实验,使学生对新型的控制算法有所了解、认识。最后开展了控制系统应用实验,实验对象提供了快速 (直流电机) 和慢速 (温度) 两种,便于构成不同的闭环系统,让学生对闭环系统的整体构成有所认识,针对对象不同而选择不同的控制策略或控制参数从而对真实对象进行较好的实时控制。

第二章 SST51系统的安装

2.1 系统板与TD-ACC+系统实验平台的连接

1.“SST51系统板”与“TD-ACC+”实验系统的连接:只需将“SST51系统板”扣插在TD-ACC+的模拟实验平台的控制计算机的插槽上就可。

2.以上实验系统与PC微机的连接:将TD-ACC+实验系统的串口用随机配备的RS-232C通讯电缆和PC机串口相连,完成调试串口的连接;将TD-ACC+实验系统的USB口用随机配备的USB电缆和PC机USB口相连,就可完成虚拟仪器的连接。

2.2 系统联机操作软件的安装

随设备提供了联机操作软件,该软件将调试软件 (汇编和C语言源语言级调试,在《单片微机原理及接口技术实验》课程中已经使用过) 和虚拟仪器界面相结合,可完全满足计算机控制技术实验过程中对信号的测量、分析、记录以及控制程序编写、调试等要求。

第三章 SST51系统板的硬件操作环境

由于该实验系统采用组合式结构,即“SST51系统板”加“模拟实验平台”的形式。系统的部分总线以排针的形式引出,实验时,与实验单元相连可完成相应的实验。系统引出信号线说明见下表。

4

注:“/”号表示该信号低电平有效

第四章联机软件使用说明

Keil C51集成开发环境作为实验系统设计、调试、开发的工具。提供了多种调试、运行程序的方法,提供单步、断点、全速运行程序,可观察寄存器区、ROM变量区、RAM变量区、Xdata变量。支持汇编语言和C语言的源语言混合调试,在《单片微机原理及接口技术实验》课程中已经使用过汇编语言,C语言的源语言调试与汇编语言调试基本相同。

系统还集成了一组功能强大的数字化虚拟仪器软件,用于自动控制原理和计算机控制实验时对时域曲线的实时测量和分析、频率特性分析、X_Y测量和阻容/电压值测量等。取代了过去落后的测量方法,为构建现代化的实验室提供了高性价比的实验设备。

5

第二部分计算机控制技术实验

实验一积分分离法PID控制

一、实验目的

1.了解PID参数对系统性能的影响。

2.学习凑试法整定PID参数。

3.掌握积分分离法PID控制规律。

二、实验设备

PC机一台,TD-ACC+实验系统一套,SST51系统板一块。

三、实验原理和内容

下图是一个典型的PID闭环控制系统方框图,其硬件电路原理及接线图见

下页图,图中画“○”的线需用户在实验中自行接好,对象需用户在运放单元搭接。用P1.7来模拟1#定时器的输出,通过“OUT1”排针引出,方波周期=定时器时常×2,“IRQ7”表示51的外部中断1,用作采样中断,“DIN0”表示51的I/O管脚P1.0,在这里作为输入管脚用来检测信号是否同步。

这里,系统误差信号E通过模数转换单元“IN7”端输入,控制机的定时器作为基准时钟 (初始化为10ms),定时采集“IN7”端的信号,并通过采样中断读入信号E的数字量,并进行PID计算,得到相应的控制量,再把控制量送到数模转换单元,由“OUT1”端输出相应的模拟信号,来控制对象系统。

本实验中,采用位置式PID算式,在一般的PID控制中,当有较大的扰动或大幅度改变给定值时,会有较大的误差,以及系统有惯性和滞后,因此在积6

分项的作用下,往往会使系统超调变大、过渡时间变长。为此,可采用积分分离法PID控制算法,即:当误差e ( k ) 较大时,取消积分作用;当误差e ( k ) 较小时才将积分作用加入。

为了便于实验参数的调整,下面讨论PID参数对系统性能的影响:

(1) 增大比例系数KP一般将加快系统的响应,在有静差的情况下有利于减小静差。但过大的比例系数会使系统有较大的超调,并产生振荡,使系统稳定性变坏。

(2) 增大积分时间参数TI有利于消除静差、减小超调、减小振荡,使系统更加稳定,但系统静差的消除将随之减慢。

(3) 增大微分时间参数TD有利于加快系统响应,使超调量减小,系统稳定性增加,但系统对扰动的抑制能力减弱,对扰动有较敏感的响应。

7

积分分离法PID控制实验的程序流程图

在调整参数时,使用凑试法。对参数实行“先比例,后积分,再微分”步骤。

(1) 首先整定比例部分。将比例系数KP由小变大,并观察相应的系统响应,直到响应曲线超调小、反应快。如果系统没有静差,或者静差小到允许的范围8

内,那么只需比例调节器即可。

(2) 如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足要求,则须加入积分作用。整定时首先置积分时间TI为一较大值,并将第一步整定得到的比例系数KP缩小 (如80%),然后减小积分时间,使静差得到消除。如果动态性能 (过渡时间短) 也满意,则需PI调节器即可。

(3) 若动态性能不好,则需加入微分作用。整定时,使微分时间TD从0变大,并相应的改变比例系数和积分时间,逐步凑试,直到满意结果。

由于PID三个参数有互补作用,减小一个往往可由几个增大来补偿,因此参数的整定值不唯一,不同的参数组合完全有可能得到同样的效果。

四、实验步骤

1.按照实验电路原理图接线,信号源输出幅值为2V,周期6S的方波。确定系统的采样周期以及积分分离值。

2.参考流程图编写实验程序,将积分分离值设为最大值7FH (相当于没有引入积分分离)。检查无误后编译、链接。

3.点击“”图标,使得系统进入“Start/Stop Debug Session”模式。 4.点击“”图标,运行程序,用示波器分别观测输入端R和输出端C。

5

.如果系统性能不满意,点击“”图标,停止程序运行,按“SST51系

统板”上的“复位”键,使得系统退出“Start/Stop Debug Session”模式,进入到程序编辑模式,用凑试法修改PID参数,再重复步骤3和4,直到响应曲线满意,并记录响应曲线的超调量和过渡时间。

6.同理,修改积分分离值为20H,记录此时响应曲线的超调量和过渡时间,并和未引入积分分离值时的响应曲线进行比较。

7.将5和6中的较满意的响应曲线分别保存,在画板、PHOTOSHOP中处理后粘贴到WORD中,形成实验报告。

五、实验要求

1.编写实验报告。

2.画出程序流程图,编写程序,并上机调试。

3.通过实验记录数据绘制未引入积分分离与引入积分分离的特性图,分析引入积分分离后,对系统性能的作用。

9

实验二温度闭环控制系统的设计和实现

一、实验目的

1.了解温度闭环控制系统的构成。

2.掌握PID控制规律,并且用算法实现。

二、实验设备

PC机一台,TD-ACC+实验系统一套,SST51系统板一块。

三、实验原理

温度闭环控制系统实验的系统方框图如下所示:

温度闭环控制系统实验的系统的硬件电路图设计如下,图中画“○”的线需用户在实验中自行接好。用P1.7来模拟1#定时器的输出,通过“OUT1”排

针引出,方波周期=定时器时常×2,“DOUT0”表示51的I/O管脚P1.4,输出PWM脉冲经驱动后控制烤箱或温度单元,“IRQ7”表示51外部中断1 (采样中断)。

实验中,使用了10K热敏电阻作为测温元件,温度变化,电阻值变换,经转换电路变换成电压信号,由模数转换器进行转换,转换完成产生采样中断,10

在中断程序中读取数字量,构成反馈量,在参数给定的情况下,经PID 运算产生相应的控制量,最后由系统的“DOUT0”端输出PWM脉冲信号,经驱动电路驱动温度单元 (温度范围室温~70℃) 加热或关断,使温度稳定在给定值。其中系统定时器定时10ms,一方面作为A/D的定时启动信号,另一方面作为系统的采样基准时钟。

注意:在程序调试过程中,有可能随时停止程序运行,此时DOUT0的状态应保持上次的状态。如果长时间让温度单元处于全功率加热状态,可能会导致温度单元损坏,所以在停止程序运行时,必须按系统复位键。

温度闭环控制系统实验的参考程序流程图如下:

11

12

四、实验步骤

1.按电路原理图接线,另外,本实验中要观察给定和反馈的跟踪曲线,还需要将数模转换单元接入(只需将此单元的 “/CS ”片选信号接到控制计算机的 “/IOY1”即可完成),由数模转换单元的“OUT1”输出给定值,“OUT2”输出反馈值。实验中将示波器单元的“CH1”路表笔插至“OUT1”端,“CH2”路表笔插至“OUT2”端,检查无误后开启设备电源。温度值=电压值×25.6 (℃)。

2.参照流程图,编写实验程序,编译、链接。 3.点击“”图标,使得系统进入“Start/Stop Debug Session ”模式。

点击“

”图标,运行程序,打开虚拟仪器界面。

4.若不满意,点击“

”图标,停止程序运行,按“SST51系统板”上的

“复位”键,使得系统退出“Start/Stop Debug Session ”模式,进入到程序编辑模式,根据实验现象改变参数:积分分离值Iband 、比例系数KPP 、积分系数KII 、微分系数 KDD ,重新编译链接,重复步骤(3),并记下此时的响应曲线。

五、实验要求

1.编写实验报告。

2.画出程序流程图,编写程序,并上机调试。

3.通过实验记录数据的图形,记录超调和过渡时间,分析其响应特性。

计算机控制技术复习大作业及答案

2014年上学期《计算机控制技术》复习大作业及参考答案========================================================== 一、选择题(共20题) 1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经( A )转换。 A.A/D转换器B.双向可控硅 C.D/A转换器D.光电隔离器 2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入( D )器件完成控制量的切换工作。 A.锁存器锁存B.多路开关 C.A/D转换器转换D.反多路开关 3.某控制系统中,希望快速采样,保持器的保持电容CH应取值( A )。 A.比较小B.比较大C.取零值D.取负值 4. 在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至( B )。 A.阳极B.阴极 C.阴极或阳极D.先送阴极再送阳极 5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制,微型机控制系统的作法是通过(B )实现的。 A.改变定子的通电方向和通电占空比 B.改变转子的通电方向和通电占空比 C.改变定子的通电电压幅值 D.改变转子的通电电压幅值 6.计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是(B) A.接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B.按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作 D.SCC计算机与控制无关 7. 键盘锁定技术可以通过(C)实现。 A.设置标志位 B.控制键值锁存器的选通信号 C.A和B都行 D.定时读键值 8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是(C)。 A.0.3 伏以下B.0.7伏以上 C.-3伏以下D.+3伏以上 9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号,(D)提高信/躁比。 A.只能通过模拟滤波电路 B.只能通过数字滤波程序 C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 10.步进电机常被用于准确定位系统,在下列说法中错误的是(B )。 A.步进电机可以直接接受数字量 B.步进电机可以直接接受模拟量 C.步进电机可实现转角和直线定位 D.步进电机可实现顺时针、逆时针转动

计算机控制技术与系统思考题与习题

《计算机控制技术与系统》课程 思考题与习题 第一章绪论 简述计算机控制技术发展史。 简述计算机控制系统的类型、结构和特点。 计算机控制与常规控制主要不同点在哪里 典型计算机控制系统有哪几部分组成,画出方框图。 什么叫做动态系统 对计算机控制系统的基本要求是什么 简述调节系统与跟踪系统(随动系统)的特点。 典型计算机集成制造系统(CIMS)有哪四个功能系统和两个支持系统 第二章过程通道 采样定理对于采样周期的选取有什么意义 写出采样过程的数学描述形式。 影响采样周期选择的因素主要有哪些 多路采样装置的主要作用是什么,常用采样器包括哪些 过程通道的采样周期T是否越小越好,为什么 A转换的工作方式主要有哪几种,简述其原理。 2.7A/D转换的工作方式主要有哪几种,简述其原理。 简述模入通道结构与各组成部分功能。 简述过程通道的类型和基本功能。 简述开关量通道的基本构成形式和主要作用。 简述开关量通道的抗干扰措施有哪些。 模出通道的类型主要有哪几种,各有什么特点 保持器在过程通道中的作用是什么,举例分析。 某热工过程有16点温度信号,变化范围: 150--850 C, 采用微机监测。

求解问题: 1、 若经A/D 转换后的数字量每个脉冲对应的实际温度小于等于 C , 则A/D 分辨率至少为多少才能保证该精度 2、写出A/D 转换后的数字量与被测点实际温度间关系式。 3、该处理方式零点迁移量为多少 第三章 理论基础 求下图示离散系统脉冲传递函数G(z) 已知采样系统如下图所示,求下图示离散系统脉冲传递函数G(z)和当闭环系统稳定时K 的取值范围。 分析下图所示采样系统,当采样周期T=1,开环增益K=5时的稳定性。 给定传递函数 1 10+s K ,试以10倍的转角频率为近似的截止频率m ω,求满足采样定理的采样频率s ω和采样周期T 。 证明离散系统脉冲响应的z 变换即为离散系统传递函数。 设离散系统结构如下图所示,图中D(z)为数字PID 调节器,其差分方程为 )]2()1(2)([)()]1()([)(-+--++--=k e k e k e K k e K k e k e K k u d i p

微机控制技术试题

一、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代号写在相应位置处。答案错选或未选者,该题不得分。每小题2分,共30分。) 1、以下几项不属于微机控制系统硬件的是()。 A、计算机 B、过程输入通道及接口 C、过程输出通道及接口 D、程序设计系统 2、DCS是指()。 A、集散型控制系统 B、直接数字控制系统 C、监督计算机控制系统 D、现场总线控制系统 3、以下几项不属于微机控制系统发展方向的是()。 A、集成化 B、单一化 C、小型化 D、智能化 4、模拟信号到采样信号的转换过程称为()。 A、采样过程 B、量化过程 C、滤波过程 D、隔离过程 5、电路接到采样信号后,输出电压V o达到指定跟踪误差范围内所需的时间称为()。 A、孔径时间 B、保持时间 C、捕捉时间 D、采样时间 6、下列几项不属于ADC0809的主要性能的是()。 A、工作频率为500HZ B、分辨率为12位二进制数 C、模拟输入电压范围是0V—5V D、允许输入8路模拟电压 7、下列8155的引脚中,()为8155片内I/O和RAM选择线。 A、ALE B、RESET C、CE D、IO/M 8、()是一种把电脉冲信号转换成相应的直线位移或角位移的执行元件。

A、伺服电机 B、固态继电器 C、步进电机 D、变频器 9、由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经()转换。 A、A/D转换器 B、双向可控硅 C、D/A转换器 D、光电隔离器 10、下列不属于人机接口设备的是()。 A、光盘 B、键盘 C、LED显示器 D、打印机 11、下列不属于数字PID控制器参数整定任务所确定内容的是()。 A、Kp B、Ti C、Td D、Tm 12、下列不属于抑制干扰的措施是()。 A、接地 B、屏蔽 C、断电 D、隔离 13、下列不属于共模干扰的抑制方法的是()。 A、变压器隔离 B、滤波 C、浮地屏蔽 D、光电隔离 14、在计算机控制系统中,为了避免控制动作过于频繁,消除由于频繁动作所引起的系统振荡和设备磨损,对于一些精度要求不太高的场合,可以采用()。 A、带死区的PID控制 B、常规PID控制 C、积分分离的 PID控制 D、微分分离的PID控制 15、对于失控的CPU,最简单的处理方法是()。 A、设置软件陷阱 B、掉电保护 C、睡眠 D、人工复位 二、填空题(每空1分,共30分。) 1、模拟量输入通道中常用的放大器有、和 三种放大器。 2、采样保持器有和两种工作模式。 3、根据不同的用途,交流伺服电机可以采用以下三种控制方法____________ 、____________ 和。 4、所谓PID控制是指____________ 、____________ 和 控制。

微机控制技术实验报告

《微机控制技术》课程设计报告 课题:最少拍控制算法研究专业班级:自动化1401 姓名: 学号: 指导老师:朱琳琳 2017年5月21日

目录 1. 实验目的 (3) 2. 控制任务及要求 (3) 3. 控制算法理论分析 (3) 4. 硬件设计 (5) 5. 软件设计 (5) 无纹波 (5) 有纹波 (7) 6. 结果分析 (9) 7. 课程设计体会 (10)

1.实验目的 本次课程设计的目的是让同学们掌握微型计算机控制系统设计的一般步骤,掌握系统总体控制方案的设计方法、控制算法的设计、硬件设计的方法。学习并熟悉最少拍控制器的设计和算法;研究最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成;熟悉最少拍无纹波控制系统控制器的设计和实现方法。复习单片机及其他控制器在实际生活中的应用,进一步加深对专业知识的认识和理解,使自己的设计水平、对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。 2.控制任务及要求 1.设计并实现具有一个积分环节的二阶系统的最少拍有纹波控制和无纹波控制。 对象特性G (s )= 采用零阶保持器H 0(s ),采样周期T =,试设计单位阶跃,单位速度输入时的有限拍调节器。 2.用Protel 、Altium Designer 等软件绘制原理图。 3.分别编写有纹波控制的算法程序和无纹波控制的算法程序。 4.绘制最少拍有纹波、无纹波控制时系统输出响应曲线,并分析。 3.控制算法理论分析 在离散控制系统中,通常把一个采样周期称作一拍。最少拍系统,也称为最小调整时间系统或最快响应系统。它是指系统对应于典型的输入具有最快的响应速度,被控量能经过最少采样周期达到设定值,且稳态误差为定值。显然,这样对系统的闭环脉冲传递函数)(z φ提出了较为苛刻的要求,即其极点应位于Z 平面的坐标原点处。 1最少拍控制算法 计算机控制系统的方框图为: 图7-1 最少拍计算机控制原理方框图 根据上述方框图可知,有限拍系统的闭环脉冲传递函数为: ) ()(1)()()()()(z HG z D z HG z D z R z C z +==φ (1) )(1)()(11)()()(1z z HG z D z R z E z e φφ-=+== (2) 由(1) 、(2)解得:

微机控制技术试题.doc

一、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代号 写在相应位置处。答案错选或未选者,该题不得分。每小题2分,共30分。) 以下几项不属于微机控制系统硬件的是( 计算机 B 、 过程输出通道及接口 D 、 DCS 是指()。 集散型控制系统 监督计算机控制系统 1、 A 、 C 、 2 、 A 、 C 、 3、 A 、 C 、 4、 A 、 C B 、 D 过程输入通道及接口 程序设计系统 直接数字控制系统 现场总线控制系统 以下几项不属于微机控制系统发展方向的是()。 集成化 B 、 小型化 D 、 模拟信号到采样信号的转换过程称为( 采样过程 B 、 滤波过程 D 、 单一化 智能化 )o 量化过程 隔离过程 电路接到采样信号后,输出电压Vo 达到指定跟踪误差范围)。 孔径时间 B 、保持时间 捕捉时间 D 、采样时间 下列几项不属于ADC0809 的主要性能的是()。 工作频率为500HZ B 、分辨率为12位二进制数 模拟输入电压范围是0V —5V D 、允许输入8路模拟电压 下列8155的引脚中,()为8155片 B 、RESET CE D 、IO/M ()是一种把电脉冲信号转换成相应的直线位移或角位移的执行元件。 第1页共6页 A 、伺服电机 B 、固态继电器 C 、步进电机 D 、变频器 9、 由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经( ) 转 换。 A 、A/D 转换器 B 、双向可控硅 C 、D/A 转换器 D 、光电隔离器 10、 下列不属于人机接口设备的是()o A 、光盘 B 、键盘 C 、LE D 显示器 D 、打印机 11、 下列不属于数字PID 控制器参数整定任务所确定)。 A 、Kp B 、Ti

微机控制技术的发展概况及趋势知识分享

微机控制技术的发展概况及趋势 微机控制技术是以微型计算机作为机电一体化的控制器,结合微型计算机的工作原理和接口设计,相应的控制硬件和软件以及它们的配合,实现对控制对象的控制的一门技术。它的发展离不开自动控制理论和计算机技术的发展,随着科学技术的发展,人们越来越多地用计算机来实现控制系统。 本文从计算机控制系统的发展历史,我国工业控制机及系统的发展应用,计算机控制系统的发展趋势,这几个方面来阐述微机控制技术的发展概况及相关趋势。 计算机控制系统在60年代引入控制领域当时计算机是控制调节器的设定点, 具体的控制则由电子调节器来执行, 这种系统称为计算机监控系统。在60 年代末期出现了用一台计算机直接控制一个机组或一个车间的控制系统,简称集中控制系统。这种控制系统即常说的直接数字控制(DDC)系统。计算机DDC 控制的基本思想是使用一台计算机代替若干个调节控制回路功能。这个控制系统由于只有一台计算机而且没有分层,所以非常有利于集中控制盒运算的集中处理,并且能得到很好的反映,并且,各个控制规律都可以直接实现。但是,如果生产过程复杂,则该系统的可靠性就很难保证了。系统的危险性过于集中, 一旦计算机发生故障, 整个系统就会停顿。[7] 70 年代随着电子技术的飞速发展,随着大规模集成电路的出现和发展, 集散控制系统(DCS)出现,之后在此基础上,随着生产发展的需要而产生了一种更新一代的控制系统,即分布式控制系统。典型的集散控制系统具有两层网络结构下层负责完成各种现场级的控制任务,上层负责完成各种管理、决策和协调任务。 90年代以来,随着各个学科的发展和交叉融合,随着现代大型工业生产自动化的不断兴起, 利用计算机网络作为控制工具的综合性控制系统,计算机集成系统(CIPS)应运而生。它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术,并且终将成为未来控制系统的发展趋势。 我国工业控制发展的道路是比较曲折的,20世纪80年代末到90年代初,我国市场上大都是首先引进了成套设备,在引进成套设备的同时相继引进了各种工控系统,来填充国内在这方面的不足,90年代后,在我国一批科学家的带领下,我国逐渐有了自己设计的控制系统和装置,建立自己的实验室,生产出属于自己版权的产品,然后在原有技术的基础上进行二次开发和应用,从1997年开始,大陆本土的IPC厂商开始进入该市场,IPC也随之发展成了中国第二代主流工控机技术。[1] 目前国内的工控机供应渠道主要来源于中国台湾及内地的厂商,国外的产品(例如RADISYS、ROCKWELL、INTEL等)经过几年的市场拼杀后,由于成本高、价格高、服务难,现已完全退出国内市场。目前,国内的IT业研发、加工技术力量不断提升;各类芯片和各类器件、生产设备在国际市场基本可平等选购;软件资源的可移植性可节省大量的人力、物力。在这些有利条件下,国内一些厂商抓住机会快速崛起,利用本土综合竞争优势逐步将国外品牌挤出国内工控市场。某些企业以每年超过100%的资产增长速度,鼎立于国内的工控市场,而且

微机控制技术实训报告

重庆航天职业技术学院 温度采集报警报告 报告题目:数字温度计 系部:电子工程系专业:计算机控制技术 姓名: 学号: 指导老师:汤平

温度采集报警任务书 题目:数字温度计 任务与要求: 1、查阅数字温度计设计相关资料,熟悉数字温度计设计的原 理,查阅A/D转换及传感器相关知识,画出数字温度计原理图,并编写相应 的源程序。 2、使用8052单片机作为处理器,设计数字温度计设计,设定温 度最高值和最低值。数码管进行循环显示,显示实际温度值。 3、实现单路的电压采集和显示,显示3位温度值,最后1位显示“C” 4、并用喇叭报警。 发挥部分:将仿真电路图和程序修改为中断方式实现温度采集和显示。

前言 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一,随着传感器在生活中的更加广泛的应用,利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发,本文设计了一种基于80C52的温度检测及报警系统。该系统可以方便的实现温度采集和显示,并可根据需要任意设定上下限报警温度,它使用起来相当方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量,也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中,作为其他主系统的辅助扩展。该系统设计和布线简单,结构紧凑,抗干扰能力强,在大型仓库、工厂、智能化建筑等领域的温度检测中有广泛的应用前景。

目录 1、原理 (1) 2、元器件介绍 (2) 3、元器件清单 (7) 4、参考电路图 (8) 5 电路图详解 (10) 6、元器件的排版与焊接 (11) 7、参考程序编写与导入 (12) 8、成品的调试 (15) 9、总结 (16) 10、参考文献 (17)

山东科技大学2010-2011学年第二学期《计算机控制技术》考试试卷

山东科技大学2010-2011学年第二学期《计算机控制技术》考试试卷 一、简答题(每题4分,共40分) 1、简述计算机控制的典型形式有几种。 2、简述接口和过程通道的定义。 3、绘制计算机控制系统框图。 4、简要说明PID控制器的P、I、D作用。 5、简述数字滤波方法的种类。 6、简要回答DDC的含义。 7、简单说明模数转换和数模转换的物理意义。 8、简要说明采样定理的物理意义。 9、简要介绍采样保持器的作用,举一个例子。 10、采样周期的选定应注意什么问题? 二、计算题(每题10分,共10分) 利用后向差分法和双线性变换法将下式进行离散化。并写出差分方程和绘制程序流程图。 三、计算题(每题20分,共20分) 将离散化,求取位置算法和增量算法表达式,并绘制实时性较高的程序编写流程图。 四、计算题(每题10分,共10分) 若加工第一象限OA,起点O(0,0),终点A(11,7)。要求: (1)按逐点比较法插补进行列表计算; (2)做出走步轨迹图,并标明进给方向和参数。 五、设计题 假设ADC0809的端口地址经编译器译码得到为FOH,画出8051与ADC0809的连接器,并写出从IN7路采集信号的程序。 六、计算题(每题10分,共10分) 已知模拟调节器的传递函数,采用数字PID算式实现,试分别写出相应的连续位置型PID和增量型PID算式及其各自的离散化方程。设采用周期T=0.2s。

详细答案 一、 1、计算机控制系统的典型形式: (1)操作指导控制系统。优点:结构简单,控制灵活和安全,缺点是由人工操作,速度受到限制,不能控 制多个对象。 (2)直接数字控制系统(DDC),实时性好,可靠性高和适应性强。 (3)监督控制系统(SSC),是生产过程始终处于最优工况。 (4)分型控制系统(DCS),分散控制,集中操作,分级管理。 (5)现场总线控制系统(FCS),降低成本,提高可靠性,可实现真正的开放式互连系统结构 2、接口定义:接口是连接通道与计算机的中间设备,经接口联系,通道便于接受微机的控制,使用它可 达到由微机从多个通道中选择特定通道的目的。 过程通道:过程通道是主机与工业生产过程之间信号的传递和转换的连接通道。 4、比例控制作用:对当前时刻的偏差信号e(t)进行放大或衰减,控制作用的强弱取决于比例 系数;特点:它能迅速反应误差,从而减小误差,加快响应速度。 缺点:不能消除静态误差,过大甚至造成系统不稳定。 积分控制作用:通过对误差累积的作用影响控制量,并通过系统的负反馈作用减小偏差; 特点:与e(t)存在全部时段有关,只要有足够的时间,积分控制将能够消除稳态误差。 缺点:不能及时地克服扰动的影响 微分控制作用:反应e(t) 变化的速度,在偏差刚刚出现时产生很大的控制作用,具有超前控制作用; 作用:有助于减小超调和调整时间,改善系统的动态品质; 缺点:不能消除系统的稳态误差。 5、数字滤波方法的种类: 1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法) 优点:能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 缺点:无法抑制那种周期性的干扰平滑度差 2、中位值滤波法 优点:能有效克服因偶然因素引起的波动干扰;对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果缺点:对流量、速度等快速变化的参数不宜 3、算术平均滤波法 优点:适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波。这样信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近上下波动 缺点:对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用,比较浪费RAM 4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法) 优点:对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高,适用于高频振荡的系统 缺点:灵敏度低,对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差,不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差,不适用于脉冲干扰比较严重的场合,比较浪费RAM 5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法) 优点:融合了两种滤波法的优点,对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差缺点:测量速度较慢,和算术平均滤波法一样,比较浪费RAM 6、限幅平均滤波法 优点:融合了两种滤波法的优点,对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差

微机控制技术习题解答112 (1)

第一章 第二章 三、练习题 28. 设12位D/A转换器DAC1210与8031接口电路连接,如图示: (1).说明电路控制原理 (2).设数据存放在DABUFF为首地址的连续两个存储单元,试编写一完成D/A转换的程序。 答:DAC1210是12位的D/A转换器,单片机的数据线接DAC1210的高八位DI4—DI11,数据线的P0.4到P0.7接DAC1210的数据线的低4位DI0---DI3.DAC1210连线接成双缓冲形式。 地址码写高8位数据时译码器Y2有效,则B1/B2=1,写高8位数据,地址是1400H 写低4位数据时译码器Y3有效,则B1/B2=0,写低4位数据,地址是1C00H 将12位数据同时送到12位DA转换电路,译码器Y4有效,地址是2400H 解答(2) MOV R0,#DABUFF ;DABUFF是内存的首地址 MOV A,@R0 ;首地址存放高8位数据 INC R0 MOV DPTR,#1400H MOVX @DPTR,A ;送高8位数据 MOV A,@R0 取低4位数据(高4位是有效数据,低4位为0) MOV DPTR,#1C00H; MOVX @DPTR,A 送低4位数据 MOV DPTR,#2400H MOVX @DPTR,A 打开第二级缓冲,将数据送到DA转换电路。

29.试用DAC0832芯片设计一个能够输出频率为50HZ的脉冲波电路及程序。 1.数据线:单片机(AT89C51)的P0.0-P0.7连接DAC0832的D0-D7 2.地址线:单片机的A8(P2.0) 接CS 片选信号,地址是0FEFFH. 3.控制线:单片机写信号接WR1. 单缓冲控制形式. 2:输出NN个方波的程序。 START: MOV DPTR,#0FEFFH MOV A,#0 MOV R2,#NN

微机控制技术(含答案)

一、填空:(每空1分,共30分) 1、计算机基本的五个组成部分是、、、和。 2、工业控制计算机的各类有工业控制机、工业控制机和。 3、计算机内,数的表示方法有数、数和数三种。 4、单片机可以分为单片机和单片机两种机型。 5、单片机在开发系统时,可以使用语言、语言和语言。 6、MCS-51系列单片机中共有七种寻址方式,分别是寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址。 7、在汇编语言中,分支语句是通过语句来实现的。 8、循环语句是指按某种规律重复执行的程序语句。 9、在执行完子程序,返回继续执行生程序前恢复其原有内容,这称为。 10、一个完整的中断处理有中断、中断、中断和中断。 二、选择:(每题2分,共20分) 1、一个完整的计算机系统是由和软件两部分组成的。 A主机B硬件C程序D外设 2、计算机内部一律采用进制数存储数据。 A十B八C二D十六 3、伪指令是程序员发给汇编程序的指令,也称命令。 A二进制B汇编C高级D人工命令 4、顺序控制就是依次执行、无分支、无循环和调用。 A从上到下B从下到上C从里到外D从外到里 5、有条件跳转语句可以分为语句和多分支语句。 A跳转语句B单分支语句C顺序语句D转移语句 6、CPU和外部通信有通信和串行通信。 A并行B异步C同步D位传送 7、总线按功能和规范分为总线、内总线和外总线。 A数据B地址C片D控制 8、地址总线的宽度为位。 A8B4C32D16 9、51系列单片机内部4个双向的并行I/O端口,共根引脚。 A32B16C8D64 10、两个字长的二进制位数是。 A8B16C32D64 三、名词解释:(每题4分,共20分) 1、微处理器: 2、工业控制计算机(IPC):

机车微机控制系统概述

第六章机车微机控制系统 第一节机车微机控制系统概述 一、微机控制系统的基本概念和特点 微机控制系统一般都具有三个要素,即控制对象、信息处理机构、执行机构控制目标;信息处理机构将目标值和实际情况进行比较、运算,给执行机构控制对象出动作指令;执行机构根据接收到的动作指令进行调节,以求达到或尽员接近控制目标。图6一1所示为控制系统示意图。 控制系统有开环控制和闭环控制之分。在开环控制中,输出信号不反馈到信息处理机构;在闭环控制中,信息处理机构是根据给定目标与输出反馈信号的差值来进行控制的。毫无疑问,闭环控制比开环控制易于稳定并具有较高的精度。 一个复杂的控制系统可以由多个闭环系统组合而成,如速度环、电流环、电压环等。例如,55型电力机车微机控制系统,不论是在正常工况下还是在故障工况下,都采用闭环控制,由系统自动调节,从而减轻了司机的劳动强度,简化了司机的操作程序。 在电力机车上,微机的控制目标主要是电机电枢电流和机车速度,信息处理机构是微型计算机,执行机构是晶闸管变流装置。即微机根据司机给定的手柄级位以及实际机车速度来调节晶闸管的触发角,从而使机车稳定运行在司机希望的工况。 我国558型电力机车是国产电力机车中首次采用微机控制的车型。以往的机车都采用模拟控制,如553、554改和55:型机车等,它们都是采用以运算放大器为基础的模拟控制方式。随着电力电子技术、半导体集成技术的发展和控制要求的提高,用微机控制来取代模拟控制是牵引动力技术发展的必由之路,它标志着机车控制技术水平上升到了新阶段。与膜拟控制相比,微机控制有以下特点: (l)微机控制系统不仅需要有硬件,而且必须有软件,而模拟控制中左右硬件。硬件是指各种能完成一定功能的电子插件,是看得见摸得着的。软件是指为实现一定功能而*制的程序,它通常存储在断电也能保存的器件(如 EPROM、ROM)中,是一串由0和1构成的代码。软件又分系统软件和应用软件。对用户来讲,主要是根据需要编制应用软件。 (2)微机控制系统的硬件是通用的,它不是针对某个特定任务设计的。例如,我们现在使用的微机控制硬件就能在所有交直传动车上使用,尽管有些功能可能在某种车型上并不需要。因此,微机控制的优点就是通用,易于从一种车型移植推广到另一种车型,而且易于适应设计过程中新增加的控制功能要求。而模拟控制的电路有一定的针对性,不同的车型不能互相通用。 (3)微机控制具有灵活可变的软件,对于不同机车的不同的控制功能要求,可用改变软件的方法来实现。在研发过程中,对于设计,调试过程中新提出的问题可以通过修改,增加一段程序的方法来解决,一般不必改动硬件。而在模拟控制中,没增加一个功能都必须通过增加相应的电路来实现,功能越多,则硬件电路越多,也越复杂。有些控制功能用硬件来实现电路比较复杂,如果用软件来是实现则只是增加一段相应的程序。因此,在微机控制中,有时用软件来实现一些硬件难于实现的功能。例如,多段折线的函数发生器,空转保护中的速度差,加速度,加速度的变化率,轮径修正及减流曲线等,用软件实现既方便快

《微机控制技术》B-专科 期末考试试题及参考答案

1 《微机控制技术》复习题B 一、判断题 ( )1、串行通信与串行D/A 转换是一回事,都是将并行数据串行输出。 ( )2、一般来说,采用双端输入的差动运算放大器、或光耦器件有利于抑制共模干扰。 ( )3、对于带纯滞后环节的控制系统,使用史密斯纯滞后补偿原理后,可以将纯滞后部分等效于反馈环之外,消除其纯滞后环节对系统稳定性的影响。 ( )4、如果按大林提出的简单修正算法来消除振铃现象,则对系统的稳态输出无影 响,但对动态性能有影响。 ( )5、模拟调节器相对于数字调节器更容易实现复杂控制规律。 ( )6、逐次逼近式A/D 转换器与计数器式A/D 转换器相比,后者转换速度更快。 ( )7、进入I/O 通道的干扰按其对电路的作用形式,通常可分为串模和共模干扰。 ( )8、在选择PID 参数时,引出控制度的概念,当控制度等于“2”时,数字控制 器与模拟控制器的控制效果相当。 ( )9、要使二阶系统输出获得理想动态品质,其闭环幅频满足的条件是()1,A ω=相 频满足的条件是()0o ωΦ=。 ( )10、A/D 转换器的分辨率与转换精度是一回事,分辨率高,则转换精度也高。 ( )11、对于斜坡输入信号设计的最小拍无差系统,对于其它输入信号仍然是最小拍无差的。 ( )12、大林把控制量()u k 以二分之一的采样频率振荡的现象称为“振铃现象”。 ( )13、最少拍有波纹系统的缺陷之一是输出在采样点上的值与输入不相等。 ( )14、要实现最少拍无波纹控制,在被控对象()c G s 含有足够积分环节的前提下, ()z Φ还应包含()G z 的单位圆上和单位圆外的零点。 ( )15、为了实现最少拍无差控制,)(Z e Φ的表达式中需含有()G Z 的全部极点。 二、填空题 1、常用的I/O 控制方式是 , 、 。 2、微型计算机控制系统中解决中断优先级的办法是 , , 。 3、满足实时控制要求的使用条件是 。 4、最短响应时间是 。

计算机控制技术试卷及答案

一、]t b 填空题 1.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机,它包括硬件和软件两个组成部分。 2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。 3.在计算机控制系统中,被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。 5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号,变成二进制数字信号,经接口送往计算机。 6.信号接地方式应采用一点接地方式,而不采用多点接地方式。 7.按极点配置设计的控制器通常有两部分组成,一部分是状态观测器,另一部分是控制规律。 8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。 9.线性表、数组、堆栈和队列的共同特点是要求连续的存储单元来顺序存放数据元素。 10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。 二、名词解释 1.采样过程按一定的时间间隔T,把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号,变成在时刻0、T、2T、…kT的一连串脉冲输出信号的过程 2.地线”是信号电流流回信号源的地阻抗路径 3.数字程序控制就是计算机根据输入的指令和数据,控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制 4.数据是描述客观事物的数、字符,以及所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合 5.积分饱和如果执行机构已到极限位置,仍然不能消除偏差时,由于积分作用,尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应的动作 三、选择题(合计15分,每题3分) 1.下列不属于数字控制方式的是(C ) A、点位控制 B、直线控制 C、网格控制 D、轮廓控制 2.8位的A/D转换器分辨率为( C ) A、0.01587 B、0.007874 C、0.003922 D、0.0009775 3.专家控制系统大致可以分为(D ) ①专家自整定控制②专家自适应控制③专家监督控制④混合型专家控制⑤仿人智能控制 A、①②③⑤ B、②④⑤ C、②③④⑤ D、①③④⑤ 4.一个8位的A/D转换器(量化精度0.1%),孔径时间3.18μm,如果要求转换误差在转换精度内,则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为(B ) A、5Hz B、50Hz C、100Hz D、500Hz 5.某热处理炉温度变化范围为0~1350℃,经温度变送器变换为1~5V的电压送至ADC0809,ADC0809的输入范围为0~5V,当t=KT时,ADC0809的转换结果为6A,此时炉温为(C ) A、588.98℃ B、288.98℃ C、361.23℃ D、698.73℃ 四、简答题(合计20分,每题5分) 1.什么是干扰,干扰来源,抗干扰措施。 答:就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。外部干扰和内部干扰。硬件措施,软件措施,软硬结合的措施 2.逐点比较法插补原理。 答:所谓逐点比较法插补,就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较,看这

计算机控制技术试卷及答案新

一、填空题 1.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机,它包括硬件和软件两个组成部分。 2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。 3.在计算机控制系统中,被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。 5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号,变成二进制数字信号,经接口送往计算机。 8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。 10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。 ------------------------------------------------------------------------------------- 1.计算机系统由和两大部分组成。计算机、生产过程 2.集散控制系统(DCS)的结构模式为:.操作站—控制站—现场仪表 3.变送器输出的信号为或的统一信号。0~10mA、4~20mA 10.采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1、实时的概念不能脱离具体的过程,一个在线的系统不一定是一个实时系统,但一个实时系统必定是在线系统。 2、典型的工业生产过程可分为:连续过程、离散过程、批量过程。 3、计算机控制系统的典型型式: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、综合自动化控制系统。 4、计算机控制系统的发展趋势:控制系统的网络化、智能化、扁平化、综合化。 5、数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。 6、在计算机控制系统中,模拟量输入通道的任务是把系统中检测到的模拟信号,变成、二进制数字信号,经接口送往计算机。 7、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用看门狗、电源监控(掉电检测及保护)、复位等方法。 9、香农采样定理:如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为f max,只要按照采样频率f≥2f max进行采样,那么采样信号y* (t)就能唯一地复观y(t). 10、程序设计通常分为5个步骤,即问题定义、程序设计、编码、调试、改进和再设计。 二、名词解释 信号调理——为了将外部开关量信号输入到计算机、必须将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号,这些功能称为信号调理。 有源I/V变换——主要是利用有源器件运算放大器、电阻来实现将变送器输出的标准电流信号变换成标电压信号。 积分分离——在PID控制中,为了提高控制性能,当偏差e(k)较大时,取消积分作用(采用PD 控制);当偏差e(k)较小时才将积分作用投入(采用PID控制)。 模糊集合——在人类思维中,有许多模糊的概念,如大、小、冷、热等,都没有明确的内涵和外延的集合。 软件陷阱——就是一条引导指令,强行将捕获的程序引向一个指定的地址,在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。

7青岛理工大学期末考试《微机控制技术(专升本)复习题B及答案

《微机控制技术》复习题B 一、选择题 1. 防止抖动是能否正确读取键值的必要环节,实现方法是。 A.可以用硬件电路或软件程序实现B.只能用滤波电路或双稳态电路实现 C.只能用软件程序实现D.只能用延时程序实现 2. LCD显示的关键技术是解决驱动问题,正确的作法是。 A.采用固定的交流电压驱动 B.采用直流电压驱动 C.采用交变电压驱动 D.采用固定的交变电压驱动 3. 小功率直流电机控制控制系统中,正确的作法是 A.改变定子上的通电极性,以便改变电机的转向 B.改变转子上的通电极性,以便改变电机的转向 C.在定子上通以交流电,电机可周期性变换转向 D.在转子上通以交流电,电机可周期性变换转向 4. 在实际应用中,PID调节可根据实际情况调整结构,但不能。 A.采用增量型PID调节B.采用带死区的PID调节 C.采用PI调节D.采用I D调节5. 若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统,使最高位发光其余位不发光的报警模型是。 A.1000B B.0001B C.1111B D.0000B 6. 关于ADC0809中EOC信号的描述,不正确的说法是。 A. EOC呈高电平,说明转换已经结束 B. EOC呈高电平,可以向CPU申请中断 C. EOC呈高电平,表明数据输出锁存器已被选通 D. EOC呈低电平,处于转换过程中 7. 采样/保持器的逻辑端接+5V,输入端从2.3V变至2.6V,输出端为。 A.从2.3V变至2.6V B.从2.3V变至2.45V并维持不变 C.维持在2.3V D.快速升至2.6V并维持不变 8. 计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是 A.接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B.按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作 D.SCC计算机与控制无关 9. 键盘锁定技术可以通过实现。 A.设置标志位B.控制键值锁存器的选通信号 C.A和B都 D.定时读键值 10.引起调节的根本原因是偏差,所以在下列说法中,不正确的是。 A.偏差的正、负决定调节作用的方向 B.偏差的大、小决定调节作用的强、弱 C.偏差为零,调节作用为零 D.偏差太大,调节失效 二、填空题 1.DDC系统的最大优点是______________________________。 2.采样/保持器有两种工作方式。在采样方式中,采样-保持器的输出__________________ 。在保持状态时,采样-保持器的输出_________________________。 3.在PID控制系统中, I的作用主要是_____________,它一般不单独使用的原因是 ______________。

微型计算机控制技术答案(完整版)

1. 什么是计算机控制系统?它由哪几部分组成? 计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。它是工业控制机构生产过程的大部分组成,工业控制机是指生产过程控制的特点和要求而设计的计算机,它包括硬件和软件部分,生产过程包括被控对象,测量变送,执行机构,电气开关等。 2. 计算机控制系统的典型形式有哪些?各有什么优缺点? 计算机控制系统的典型形式:(1)操作指导控制系统。优点:结构简单,控制灵活和安全,缺点是由人工操作,速度受到限制,不能控制多个对象。(2)直接数字控制系统(DDC),实时性好,可靠性高和适应性强。(3)监督控制系统(SSC),是生产过程始终处于最优工况。(4)分型控制系统(DCS),分散控制,集中操作,分级管理。(5)现场总线控制系统(FCS),降低成本,提高可靠性,可实现真正的开放式互连系统结构 3. 实时,在线方式和离线方式的含义是什么? 实时是指信号的输入,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,即计算机对输入信息以足够快的速度进行控制,超出这个时间就失去控制时机,控制也就失去意义。在线方式:在计算机控制系统中,生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的方式。离线方式:生产过程不和计算机相连且不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。 4. 工业控制机有哪几部分组成? 工业控制机包括硬件和软件两部分。硬件包括:主机(CPU、RAM、ROM)板,人--机接口,外部总线和内部总线,系统支持板,磁盘系统通信接口,输入、输出通道。软件包括系统软件、支持软件和应用软件。 5. 什么是总线,内部总线和外部总线? 总线是一组信号线的集合,它定义了各引线的信号、电机、机械特性,使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系,进行信息传送和通信。内部总线:就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线,它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽,但按功能仍要分为数据总线DB,地址总线AB,控制总线CB,电源总线PB。外部总线是计算机与计算机之间或计算机与其他智能设备之间进行通信的连接。 6. 什么是接口,接口技术和过程通道? 接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁,它包括输入接口和输出接口,接口技术是研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术,过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道,它包括AI、AO、DI、DO。 7. 采用74LS244和74LS273与PC总线工业控制机接口,设计8路数字量(开关量)输入接口和8路数字量(开关量)输出接口,请画出接口电路原理图,并分别编写数字量输入和数字量输出程序。 8. 用8位A/D转换器ADC0809通过8255A与PC总线工业控制机接口,实现8路模拟量采集。请画出接口原理图,并设计出8路模拟量的数据采集程序 9. 有源I/V变换:设输入为4~20mA的电流,对应输出为1~5V,输入电阻Ri=250Ω,试确定I/V变换电路及电路参数,画出电路原理图。 10. 什么是采样过程、量化、孔径时间? 采样时指按一定的时间间隔T,把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号转变成在时间刻0、T、2T···KT的一连串脉冲输出信号的过程,所谓量化就是采用一组数码(二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值,将其转换为数字信号,将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程,孔径时间,在模拟量输入通道中,A/D转换器将模拟信号转换为数字量总需要一定的时间,完成一次A/D转换所需的时间。 11.采样保持器的作用是什么?是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器?为什么? 12. 什么是串模干扰和共模干扰?如何抑制?

微机控制技术复习题(2015年夏)2剖析

一、 填空题: 1、8位D/A 转换器的分辩率是 满刻度值/255 。 2、数字调节器与模拟调节器相比更能实现 复杂 控制规律。 3、计算机具有 分时 控制能力,可实现多回路控制。 4、为了实现最少拍有波纹控制,闭环脉冲传递函数)(Z Φ中应包含)(Z G 的 所有单位圆上 或圆外 零点,为了实现最少拍无波纹控制, 闭环脉冲传递函输)(Z Φ中应包含)(Z G 的 所有 零点。 5、按最少拍原则设计的系统是 时间 最优系统。 6、最少拍无波纹与最少拍有波纹系统相比其闭环脉冲传递函数)(Z Φ中1-Z 的阶次要 高 一些,调整时间 长 一些。 7、大林把这种控制量以 1/2 的采样频率振荡的现象称为“ 振铃 ”。 8、分析结果表明:)(Z U 与)(Z R 间的脉冲传递函数表达式中,包含有Z 平面单位圆内 接 近-1 的负实数极点,则会产生 振铃现象 。 9、如果按大林提出的简单修正算法来防止振铃现象,则对系统的稳态输出 无 影响,但 对系统的动态性能 有 影响。 11、计算机输出控制量的保持一般有两种方案,一种是 一个输出通道设置一个D/A 转换 器的结构形式(数字量保持方案) ,一种是 多个输出通道公用一个D/A 转换器的 结构形式(模拟量保持方案),前者与后者相比D/A 转换器 使用数量多 。 12、常用的A/D 转换器有 计数器式 , 双积分式 , 逐次逼近式 。 13、为了消除稳态误差,)(Z e Φ的表达式中须含有因式 (1-Z -1)q 。 二、简述与计算题: 1、计算机控制系统的输入和输出都有保持器,它们的作用有什么不同? 答:输入时信号变化频率较高而D/A 转化速率又不高以至于孔径误差影响转换精度时或者要 求同时(还是有先后的不过要求间隔尽量小事而已)同样多个过程参量的情况下,加保持器 是为了保证模拟信号采样的精确度。输出时加保持器是为了是执行部件在两个输出信号的间 隔时间内任然能得到输出信号,通过保持器将前一采样控制时刻的输出信号保持下来,直到

相关文档
相关文档 最新文档