计算机控制技术题库(附答案)
计算机控制技术练习题（附答案）
一、填空题（每空2分，共20分）
1．闭环负反馈控制的基本特征是。
2．闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母。
3．惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按变化。
4．静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度。
5．系统的相稳定裕度γM，定义为开环频率特性在截止频率ωc处。
6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。
7．零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性φ(ω)= 。
8．若已知闭环系统自然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取。
9．通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。
10．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入。
二、选择题(每题2分，共10分)
1．在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。 A 增大；B 减小；C 不变。
2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差。 A 较大；B 较小；C 相当。
3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是。
A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。
4．若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。A 积分；B 微分；C 惯性。
5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。
A 大于；
B 小于；
C 等于。
三、简答题（每小题5分，共20分）
1．图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。
图1
2．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该
系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少?
3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。
4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后
将会变成何种信号。
四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为
G(s)=ωn 2/s(s+2ζωn )
实测求得单位阶跃响应的σ%=4.3%，t s =2.5秒，试写出闭环传递函数并求ωn ，
ζ为多少。
五、（10分）现已知某炉温变化范围为0~1000℃，测试时，采用9位的A/D 变
换器(带符号位)，试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。若测试时，通过变
送器将测试起点迁移到500℃，保持同样的系统对炉温变化的分辩率，试问此时
可采用几位的A/D 变换器就可以了。
六、（10分）已知系统方块图如图2所示
图 2
1）试写出系统闭环传递函数
?)
z (R )z (C )z (==φ 2）若K=2,试求使系统稳定的T 取值范围。
（已知Z[1/s 2]=Tz/(z-1)2）
七、（20分）已知调节器传递函数为
)()()2.0()1()(s E s U s s s G c =++=， T=0.5秒 i
Q
1）试用一阶向后差分变换法，将其离散，求G c (z)=？
2）将G c (z)用第二种直接程序法编排实现，试求u (k)表达式，并画出结构图；
3）将该算法分成算法I 与算法II ，并画出编程的流程图。
计算机控制技术试题(3)
评分标准（参考）
一、填空题（每空2分，共20分）
1．测量偏差、纠正偏差；2．相同； 3．按指数规律变化；4．越高；5．相角与
180度之差；6．采样周期；7．-ωT /2； 8．≥10ωn ；9．串模干扰；10．调理
电路。
二、选择题(每空2分，共10分）
1．A ；2．A ；3．B ；4．B ；5 B 。
三、简答题（每小题5分，共20分）
1．由于出水干扰Q O 使水位下降时，浮子下降，进水口打开，水位逐渐增高，浮
子逐渐上浮，当达到给定高度时，浮子将进水口堵死，从而保持设定高度。
2．1) 零型系统；2) 0.1=1/(1+K) K=9
3．通常，在系统正向通道加入积分环节或增大开环放大系数，将会减少稳态误
差，但将会降低系统的稳定程度。
4．若连续信号所含频率分量的最高频率为max ω，为使其采样信号不失真，采样
频率max 2ωω>s ；若不满足采样定理，一个高频信号将会变成低频信号。
四、（10分）
1）2222)(n
n n s s s ωξωωΦ++= （3分） 2）043.0%21/
==--ξπξσe ，707.0=ξ （4分） 5.25.3==ξωn s t ， s r a d n /82.1≈ω （3分）
评分：由于ξ计算有误，使ωn 计算有误，可给1分。
五、（10分）
1）
?=/)1000(28o ， 故Δ=3.9°；（5分） 2） 9.3/)5001000(2o o n -=， 故72lg /2.128lg =≥n （5分）
评分：于Δ计算有误导致第2问有误，但计算方法正确，可给3分。
六、（10分）
o
1）)1(5.0)1()1(5.05.01)(21-=--=????????-?=--z KT z Tz z K s s e
Z K z G sT
)5.01(5.0)(1)()(KT z KT z G z G z +-=+=Φ
2） 05.01)(=+-=?KT z z ，
2=K ，01)(=+-=?T z z 要求 1|1|||<-=T z ，1)1(1<-<-T
1)1(->-T ，
T<2 1)1(<-T ， T>0
评分：1）每小问各为5分
2) 若因)(z Φ有错，导致T 有错，但求T 方法正确，可得3分；
3) 求)(z Φ方法正确，但计算有误，可得3分。
七、（20分）
1）S=(1-z -1)/T G C (z)=(1.5-z -1)/(1.1-z -1)
)()()
9.01()
67.01(36.111z E z U z z =--=-- 2）)1(67.0)([36.1)1(9.0)(--+-=k e k e k u k u ；
3） I ： 1)(36.1)(u k e k u +=
II ： u 1=0.9u(k)-0.91e(k)
评分：1）第1小题10分，其余两小题各5分；
2）由于第1小题计算有误，使第2、3小题
有误，但方法正确，可给5分； 3）在第2小题中，若采用减小延迟方法绘结构图时亦算正确。
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微型计算机控制技术试卷A
一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）
1.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
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（）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．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（）。
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（）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（）
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（）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（）。
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，（）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（）。
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
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1. 香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线实际曲线。所以，
为了提高控制精度，应尽可能。
2. 在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出相对于下列各模拟量所对应的数字量：
1模拟量为5V时，所对应的数字量为 H。
2模拟量为0V时，所对应的数字量为 H。
3模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为 H。
3. 在三相步进电机系统中，为了提高控制力矩，常常采用方法来实现。
4. 操作指导系统对____________________________________________更适宜。
5. 某微型机采样系统中，CD4051的INH端接+5V，控制端C、B、A接地时，选通通道。
6. LCD的多极驱动方式是指驱动方式，目的在于。
7. 在PID调节系统中，比例系数KP的确定比微分系数KI和积分系数KD更重要，因为它关系到________ __。
8. 某仪器受体积限制只允许设置8个功能键，但却要求有十六种功能，可以采用
的办法解决。
9. 和PID调节一样，模糊控制器的最大优点是。
10. SPI总线与I2C总线的主要区别是____________________________和
________________________________。
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，共10分）
1. 在显示系统中，若为动态显示，需将待显示数变成显示码才能输出到显示器进行显示。若在显示电路中增加一级锁存器，则可直接将待显示数输出到显示器进行显示。（）
2. DAC0832是常用的8位D/A转换器，内部设有两级缓冲器，目的是使转换数椐得到充分缓冲，确保转换精度。（）
3. 由于各种传感器提供的电压信号范围很宽，需要通过可编程增益放大器，对信号进行调整，使A/D转换器满量程信号达到均一化。（）
4. 某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理，发现总有一些杂波无法滤掉，原因是采样时间间隔太大（）。
5. 在工业过程控制系统中，由于被控对象所处环境复杂，常使采样值偏离实际值。所以一般要加入滤波环节，且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用。（）
四、简答题（本题共4小题，共20分）
1.（本题5分）简要说明多路开关的主要特点。
2.（本题5分）PID调节系统中，微分调节起何作用？为什麽在有些系统中采用不完全微分算式，它与常规算式有哪些区别？
3.（本题5分）PWM控制意味着什么？它有什么作用？微型机控制系统中是怎样实现的？
4.（本题5分）说明算术平均滤波、加权平均滤波和滑动平均滤波之间的区别以及各自的用途。
五、设计题（本题共1小题，共20分）
设A/D转换电路如图1所示，
（1）说明图中A/D转换方式。（3分）
（2）写出图中8255A的地址。（4分）
（3）画出实现该A/D转换的流程图。（5分）
（4）编写完成A/D转换的程序。（8分）
六、设计题（本题共1小题，共20分）
已知电机控制系统如图2所示，图中LD为马达运行指示灯（不运行时熄灭）。
（1）说明图中芯片4N25的作用（2分）
（2）说明图中电机的控制原理（4分）
（3）画出电动机控制程序流程图（4分）
（4）根据流程图编写电机控制程序（设8255的地址为8000—8003H）（8分）
（5）图中有否需要改动的地方？原因是什麽？（2分）
参考答案
一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）
1．A 2. D 3. A 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. D 10. B
二、填空题（本题共 15 个空，每空1分，共15分）
1. 越接近，提高采样频率
2. 3FFH，200H，100H
3. 双三拍
4. 未模清控制规律的系统（或不需要控制的）
5. 无
6. 多个背极，该段能否显示
7. 因为Kp不但与本身有关，而且还和Kd\Ki有关 8. 双功能键
9. 不要求数学模型 10. SPI有三条线，而I2C只有两条I2C的总线是双向的
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改
正即可）（本题共5小题，每小题2分，共10分）
1. 答：╳，不能
2. 答：∨
3. 答：∨
4. 答：╳，原因是两次采样的变化量△Y太大
5. 答：∨
四、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分）
1. 答：半导体多路开关的特点是：（答5条即可）
（1）采用标准的双列直插式结构，尺寸小，便于安排；
（2）直接与TTL（或CMOS）电平相兼容；
（3）内部带有通道选择译码器，使用方便；
（4）可采用正或负双极性输入；
（5）转换速度快，通常其导通或关断时间在1ms左右，有些产品已达到几十到几百纳秒（ns）；（6）寿命长，无机械磨损；
（7）接通电阻低，一般小于100W，有的可达几欧姆；
（8）断开电阻高，通常达109W以上。
2. 答：微分的作用是加快调整速度。由于微分只存在于瞬间，因而有时会使系统产生震荡，而使调节品质下降。为了避免震荡，在一些系统中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫减弱，以避免由于微分突然下降到0而产生震荡。
3. 答：PWM是脉冲宽度调速系统，它用来控制马达的转速和方向。其方法是通过改变对电机的通电时间达到调整电机转速的目的。具体作法是，首先根据电机转速的要求，确定占空比，即通电时间与通电周期之比，再按照通、断电时间送出控制模型，使电机按要求的转速运转。方向是通过改变4个开关的通电状态来实现的。
4. 答：算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；可用于任何场合，如压力、流量等。加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；这种滤波主要用于那些想突出采样的某些部分的场合。而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。此滤波主要用于实时性要求比较快的场合。
五、设计题（本题共1小题，共20分）1.
答：（1）图中A/D转换为查询方式（3分）
（2）写出图中8255A的地址。（4分）
G1 G2A G2B C B A
P2.7 P2.6 P2.5 0 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
1 1 1 0 1 1 0 X X
Y6
所以,8255A的地址是:F800H—FB00H(或:F8FFH—6BFFH)
（3）画出实现该A/D转换的流程图如下（5分）
A/D转换程序（8分）
START：MOV A，#82H ；8255初始化 2分
MOV DPTR，#0FB00H
MOVX @DPTR.，A
MOV A，#09H ；启动A/D 2分
MOVX @DPTR.，A
MOV DPTR，#0F900H
LOOP：MOV DPTR，#0FA00H
MOVX A， @DPTR ；判断转换是否结束 2分
ANL A，#01H
JZ，LOOP
DEC DPH
MOVX A，@DPTR ；读A/D转换结果 2分
END START
六、设计题（本题共1小题，共20分）
答：（1）芯片4N25用来隔离（2分）
（2）说明图中电机的控制原理（4分）
图中，开关K0—K7为给定值，用来给定马达的转速，V=Vmax╳N/256，开关K用来控制停止（0）/启动（1）。当PC4输出为1时，光电隔离器导通，发光二极管亮，光敏三极管导通，马达开始转动。通过转动N，再停止N脉冲宽度调制技术，即可控制马达的速度。
（3）画出电动机控制程序流程图（4分）
（4）根据流程图编写电机控制程序（8分）
MAIN：MOV A，#81H ；8255初始化 2分MOV DPTR，#8003H
MOVX @DPTR.，A
LOOP：MOV DPTR，#8002H
MOVX A， @DPTR ；判断是否停止马达 2分
ANL A，#02H
JZ，STOP
START：MOV A，#90H ；启动马达，指示灯亮 2分（MOV DPTR，#8002H）
MOVX @DPTR.，A
AJMP LOOP
STOP：MOV A，#00H ；停止马达，指示灯灭 2分（MOV DPTR，#8002H）
MOVX @DPTR.，A
AJMP LOOP
（5）图中4N25发光三极管的电源应单独供电？（2分
微型计算机控制技术试卷B
一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）
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都行 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（本题共15个空，每空1分，共15分）
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。
4．在数据采集系统中，只使用一个S/H和A/D构成的系统称之为_________________系统，而只使用多个S/H和一个A/D构成的系统称之为 ______________________系统。
5．在微型机控制系统中，键盘处理程序由两部分组成，其一是计算键值，其二则是，________________________。
6．当LF198采样/保持器的逻辑端输入低电平时，输入电平从3.25伏下滑到2.70伏，此时输出端电平为伏。
7．“模糊”一词的英文写法是______________，这种控制方法的最大优点是______________。8．积分分离PID与变速积分PID的根本区别是___________________________。
9．计算机监督系统与计算机直接控制系统的根本区别是,前一种系统具有两级计算机，其中监督计算机的作用是按计算送到DDC计算机。
10．线性插值法最根本的问题是____________________。
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改
正即可）（本题共 5 小题，共10分）
1．在计算机控制系统中，常常需要设计报警电路，无论在什麽情况下，也不管原因如何，只要略微超限，立即报警。（）
2.多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。（）
3．在PID调节系统中，积分I的作用是消除静差，所以积分分离PID不能消除静差（）。4．步进电机之所以能转动，其关键原因是错齿。（）
5．A/D转换器的结束信号的连接方式是判断A/D转换方式的主要依据。（）
四、简答题（本题共 4 小题，共 20 分）
1.（本题 5 分）多位LED显示器显示方法有哪两种？两种显示都需要解决的问题是什麽？怎样解决？
2.（本题 5分）根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成哪几种A/D工作方式？具体怎样接线？
3.（本题 5分）手动后援是控制系统中的一个环节，在系统运行时它有何作用？在手动与自动之间进行切换时要求什么？
4.（本题 5分）抖动、重键都是键盘设计中经常遇到的问题，用什麽方法可以解决？
五、设计题（本题共1小题，共20分）
设某步进电机为A、B、C、D四相。
1.说明图中芯片4N25、达灵顿管T的作用。（2分）
2.画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍三种控制方式正向通电顺序图。（6分）（3） A、B、C、D四相分别用PC0---PC3控制，请在下表的空格处填上适当的数。（4分）
步序
控制位
PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0
D C B A
通电状态控制模型
双四拍 1
2
3
4
1.每一相控制电路如下图所示，已知8255A的端口地址为2060H、2061H 、2062H、2063H，
试用8255A位控方式写出使步进电机A相、B相、C相和D相通电的程序(只要求正转)。（8分）
六、设计题（本题共 1 小题，共 20 分）
设某压力报警系统如图所示。图中，开关K0为报警屏蔽开关，K0=0时，系统被屏蔽。开关K1为压力报警开关，K1闭合时，表示报警；开关K1打开时为正常状态。系统正常时，绿色指示灯LD亮,；报警时使红色指示灯HD0亮。并要求系统能连续工作。
1.写出8255A各口的地址。（4分）
2.画出完成上述任务的程序流程图。（6分）
（3）编写8255A初始化和控制程序。（10分）
参考答案
一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）
1．A 2. D 3. B 4. D 5. A 6. D 7. A 8. B 9. C 10. D
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1. 用一台计算机控制多个回路
2. 跟随输入变化保持不变
3. 消除静差速度不变
4. 分时采样，分时转换同时采样，分时转换
5. 根据键值转移到键功能入口地址
6. 3.25V
7. Fuzzy 不需要数学模型
8. 前者是对积分是开关量，后者则是线性的
9. 描述生产过程的数学模型最佳给定值
10. 用直线代替曲线
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，每小题2分，共10分）
1. 答：╳，有时为了减少报警次数，可设置上、下报警限
2. 答：∨
3. 答：╳,积分分离也能消除静差
4. 答：∨
5. 答：∨
四、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分）
1. 答：一种是动态显示，另一种是静态显示。两种显示方式都需要解决的问题是将待显示的字符变成LED显示码，即译码。可以用硬件译码器实现，也可以用软件程序完成。
2. 答：根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成的工作方式有：
①查询方式：EOC接一根口线。②中断方式：EOC接中断申请线INT0或INT1。
③延时等待方式
3. 答：手动后援是控制系统中的一个环节，对于连续工作的系统，当自动调节出现问题时，
可暂时用手动的办法维持工作，待问题解决后，再恢复自动控制，保证工作的连续性。在手
动与自动之间进行切换时要求尽量平稳，最好是无扰动切换。
4. 答：抖动是键盘工作中的常见现象，它将影响计算机对按键的查询工作的准确性。
常采用的防抖措施有：① 软件延时程序（一般为10--20毫秒）。
② 硬件防抖电路：双稳态电路及滤波电路。
五、设计题（本题共1小题，共20分）1.
答：1、图中光电隔离器4N25的作用有两个，隔离和耦合。（2分）
2．（6分）
（1）单四拍：
（2）双四拍
（3）四相八拍
3．若A 、B 、C 、D 四相分别用PC0---PC3控制，请在下表的空格处填上适当的数。（4分）
步 序 控 制 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D C B A
通电状态
控制模型
双四拍 1 1 1 A 、B 通电 03H
2 1 1 B 、C 通电 06H
3 1 1 C 、D 通电 0CH
4 1 1 D 、A 通电 09H
1. （8分）
ORG 2000H
START ：MOV A ，80H ；8255初始化
MOV DPTR ，#2063H
MOVX @DPTR,A
MOV A,#01H ；A 相通电
MOVX @DPTR,A
MOV A,#03H ；B 相通电
MOVX @DPTR,A
MOV A,#05H ；C 相通电
MOVX @DPTR,A
MOV A,#07H ；D 相通电
MOVX @DPTR,A
六、设计题（本题共1小题，共20分）
答：（1）写出8255A 各口的地址。 （4分）
G1 G2A G2B C B A
P2.7 P2.6P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A7 A1 A0
1 0 0 1 1 0 1 0 X X
Y2
所以，8255的地址为9A00—9A03H （或9AFC —9AFFH ）
（2）画出完成上述任务的程序流程图。 （6分）
（3）编写8255A初始化和控制程序。（10分）
START：MOV A，#90H ；8255初始化（ 2分）
MOV DPTR，#9A03H
MOVX @DPTR,A
LOOP：MOV DPTR，#9A00H
MOVX A， @DPTR ；判断报警是否屏蔽（ 2分）
MOV R0,A
ANL A，#01H
JZ LD
MOV A，R0 ；判断K1是否报警（ 2分）
ANL A，#10H
JZ L、HD
LD：MOV A，#0FH ；LD亮（ 2分）
MOV DPTR，#9A03H
MOVX @DPTR,A
AJMP LOOP
HD： MOV A，#01H ；LD亮（ 2分）
MOV DPTR，#9A03H
MOVX @DPTR,A
AJMP LOOP
微型计算机控制技术试卷C
一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）
1. DAC0832的VREF接-5V，IOUT1接运算放大器异名端，输入为1000000B ，输出为（）。
A. +5V
B. +2.5V
C. -5V
D. -2.5V
2. 采用ADC0809构成模拟量输入通道,ADC0809在其中起（）作用。
A. 模拟量到数字量的转换
B. 数字量到模拟量的转换
C. 模拟量到数字量的转换和采样/保持器
D. 模拟量到数字量的转换和多路开关
3. 系统采用程序判断滤波，实验发现总有一些杂波残留，原因是（）。
A.取样次数太少
B.△Y取值太大
C.△Y取值太小
D.相邻两次采样值间的差小于△Y
4. 当键盘与单片机间通过INT0中断方式接口时，中断服务程序的入口地址是2040H，只有（）才能正常工作。
A．把2040H存入0003H B．把2040H存入000BH
C．把AJMP 2040H的机器码存入0003H D．把AJMP 2040H的机器码存入000BH
5. 在PID调节系统中，若想增强微分作用，正确的作法是（）。
A．加大系数T I B．加大系数K P
C．加大系数K I D．加大系数T
6. 在计算机控制系统中，T的确定十分重要，原因是（）。
A．T太大，系统精度不够 B．T太大，积分作用过强
C．T太小，微分作用太强 D．T太小，积分作用过弱
7. 在计算机交流电机控制系统中，需要解决的问题是（）。
A．将交流变成直流后并放大 B．将直流变成交流后并放大
C．设单向开关，使直流电通过并放大
D．设双向开关，使交流电通过并放大
8. 在微型机控制系统中的模拟量输出通道中,最关键的器件是( )。
A．多路开关 B. 光电隔离器 C．A/D转换器 D．D/A转换器
9. 若系统中采样保持器的保持电容值比较小，则其（）。
A．采样速度快但保持性能差 B．采样速度及保持性能与电容值无关
C．采样速度慢但保持性能好 D．采样速度及保持性能只与电压有关10．RS—232C的电气特性规定使用 ( )。
A．TTL电平 B．CMOS电平
C．正逻辑电平 D．逻辑电平
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1．采样/保持器具有两种工作方式，它们是和_____________。
2．CD4051是________路________向多路开关，当其INH端接_____伏时，芯片被选通。3．在计算机控制系统中，采样周期T的确定很重要，因为它关系到_______________,T太大_______________。
4．某微型机系统中，控制回路多，数据处理任务较重，对键盘的实时性要求也比较高，设计时应采用 ___________方式完成键盘与主机的接口。
5.步进电机的步距角指___________________________,齿距角指____________________________________。
6．3相（A、B、C）步进电机有3种通电方式，它们是，和。
7．非线性参数的标度变换没有固定公式可寻，因此处理起来比较困难。但我们可以通过的办法将其分部化为线性问题来处理。
8．标度变换的目的就是__________________________________________。
三、简答题（本题共4小题，共24分）
1.（本题 6 分）说明动态显示与静态显示的的特点及各自的用途。
2.（本题 6分）画图说明小功率直流电机双向控制原理，并说明如何实现正、反控制。
3.（本题 6分）平均滤波有几种？并说明各自的特点。
4.（本题 6分）在微型机控制系统中，如何将非线性参数线性化？
四、说明题（本题共1小题，共10分，画图5分，说明5分）
画图说明分时采样和分时转换的工作原理和特点。
五、设计题（本题共1小题，共16分）
图中画出CD4051的引脚图，要求利用该芯片进行扩展，设计成一个16路多路开关。
要求：1.完成硬件设计（8分）
2.在图中标出16路的排序号（4分）
3.分析通道5和通道10的通道地址（要求过程）（4分）
六、设计题（本题共1小题，共20分）
用微型机控制的D/A转换电路，如下图所示，试回答下列问题：
1说明图中DAC0832采用的是哪一种控制方式？并说明PC1和PC0的作用分别是什麽？
（4分）
2确定8255A端口地址（4分）
3画出完成D/A转换的程序流程图？（4分）
（4）已知待转换的数据存于DATA单元中，用汇编语言编写出完成上述D/A转换的程序。（8分）
参考答案
一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）
1．B 2. A 3. B 4. C 5. B 6. A 7. D 8. D 9. A 10. D
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1. 采样保持
2. 8 双 0伏
3. 采样精度精度差
4. 中断
5. 通电一次转过的角度转子上两齿间的夹角
6. 单三拍，双三拍，三相六拍
（或A→B→C，AB→BC→CA，A→AB→B→BC→C→CA）
7. 线性插值法 8. 把数字量转换成人们所熟悉的十进制工程量消除静差
三、简答题（本题共4小题，每小题6分，共24分）
1. 答：动态显示是每一时刻只有一位在显示，而且按照一定的周期循环显示，由于循环周期比较快，所以人眼看到的仍然是一个多位同时显示。静态显示是各位一起显示。动态显示用于仿真器，而静态显示则用于工业过程控制和智能化仪表。
2. 答：小功率直流电机双向控制原理图，如下所示：
图中，当SW1和SW4闭合时，马达正转；
当SW2和SW3闭合时，马达反转；
当SW1和SW3或SW2和SW4闭合时，马达刹车；
当SW1、SW3、SW2和SW4都断开时，马达滑行。
3. 答：平均滤波有三种：算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波。算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。
4. 答：经实验得出正确的参数曲线，根据精度要求取点，精度要求高处多取点，其他地方少取点，相临两点连线，用直线代替曲线，在保证精度的前提下实现非线性参数分段线性化。
四、说明题（本题共1小题，共10分，画图5分，说明5分）
答：分时采样和分时转换的工作原理如下图所示：（10分，画图5分，说明5分）
在这一系统中，被测参数经多路开关一个一个地被切换到S/H和A/D转换器进行转换。由于各参数是串行输入的，所以转换时间比较长。但它的最大的优点是节省硬件开销。这是目前微型机系统中应用最多的一种模拟量输入通道结构形式。
五、设计题（本题共1小题，共16分）
答：1、设计如图所示。（4分）2．通道顺序已标在设计图中。（8分）
3 . A3 A2 A1 A0 （4分）
0 1 0 0 五通道地址
1 0 1 1 十二通道地址
六、设计题（本题共1小题，共16分）
1．图中DAC0832采用的是双缓冲控制方式，其输出单极性形电压。PC1控制第一级缓冲，PC0控制第二级缓冲。（4分）
2．G1 G2A G2B C B A （4分）
P2.7 P2.6P2.5 0 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
0 1 1 0 0 1 1 X X
Y3
所以,8255A的地址是:6C00H—6F00H(或:6CFFH—6FFFH
3．（4分）
4．编程（8分）
MOV A，# 80H ；8255初始化 2分
MOV DPTR,#6F00H ；
MOVX @DPTR,A ；
MOV A，DATA ；取出待转换的数 2分
MOV DPTR,#6C00H ；将数送到8255A口
MOVX @DPTR,A ；
MOV A，# 02H ；PC1=1 2分
MOV DPTR,#6F00H ；
MOVX @DPTR,A ；将数送到D/A第一级缓冲器
MOV A，# 01H ；PC0=1 2分
MOVX @DPTR,A ；进行D/A转换
一、填空题（合计20分，每题2分）
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（合计30分，每题5分）
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（）
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（）
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（）
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（）
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（）A、588.98℃B、288.98℃C、361.23℃D、698.73℃
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
计算机控制技术考试卷B卷
专业： 年级： 学区： 姓名： 学号： 考试日期： 装 订 线 计算机控制技术 试卷B 题 号 一 二 三 四 五 总 分 评卷人 复核人 分数 一、填空题（每空2分，共10空，总共 20 分）。 1．常用的AD 转换方法有： 计数法 、 双积分法 ， 逐次逼近法 。 2. 常用的AD 转换的启动信号有 脉冲方式 和 电平方式 方式。 3. 8051单片机IO 接口编码方式为 统一编址 ，INTEL8088的IO 编码方式为 独立编址。 4. I/O 通道的干扰类型包括： 串模干扰 和 共模干扰 。 5. 大林算法的设计原则是 以大林算法为模型的数字控制器，使闭环系统的特性为时间滞后的一阶惯性环节，且滞后时间与被控对象的滞后时间相同 。 二、选择题（每小题 2 分，共10题，总共20 分）。 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 ）。 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（ D ）。 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（ B ） 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（ D ）。 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 ）。 A ．1000 B B ．0001B C ．1111B D ．0000B 6. 关于ADC0809中EOC 信号的描述，不正确的说法是（ D ）。 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 ）。 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（ 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
计算机控制系统试卷四答案
计算机控制系统试卷四答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题3分，共30分） 1.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？ 答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。 2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。 答： 3.什么是信号重构？ 答：把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。 4.写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传 递函数的极点有何影响？ 答：零阶保持器的传递函数为 1e () Ts H s s - - =。零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。 5.阶跃响应不变法的基本思想是什么？ 答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。 6.如何消除积分饱和现象？ 答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。只有当误差e在门限ε之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。 7.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。 答：直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下： (1)根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数() Φz。 (2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z)；根据D(z)编制控制算法程序。
8. 采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什 么？ 答：采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。 9. 说出实施信号隔离的主要方法。 答：信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适用于模拟信号隔离，光电隔离则特别适合数字信号的隔离。 10. 故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？ 答：故障诊断中的状态估计方法的基本思想是：首先重构被控过程的状态，通过与可测变量比较构成残差序列，再构造适当的模型并用统计检验法，从残差序列中把故障诊断出来。因此，这就要求系统可观测或部分可观测，通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。 二、已知系统框图如下所示：T =1s(15分) 试求闭环离散系统的闭环脉冲传递函数，并判别系统的稳定性。 解：广义对象脉冲传递函数为 系统闭环脉冲传递函数为 则闭环系统的特征方程为 由z 域直接判据 ①｜W (0)｜=0.632<1 ②W (1)=1-1+0.632>0 ③W (-1)=1+1+0.632>0 知闭环系统稳定。 三、已知某被控对象的传递函数为(15分) 要求设计成单位反馈计算机控制系统，结构如下图所示。采样周期为T ＝1s 。要求闭环特征根为0.4和0.6。试求数字控制器。 解：广义对象脉冲传递函数为 根据要求设定闭环脉冲传递函数为 r (t ) y (t ) -T
计算机控制技术考试题及答案
计算机控制技术考试题及答案 西北工业大学考试题（A 卷） （考试时间120分钟） 学院： 专业： 姓名： 学号： 一． 填空题（共30分，每空1.5分） 1. 采样，是指按一定的时间间隔T 对时间连续的模拟信号)(t X 取值，得到) (t X *或),2,1,0,1,)(( -=n nT X 的过程。 P12 2. D/A 转换器的基本结构由电阻网络、基准电源、模拟切换开关和运算放大器所组成。 P21 3. 计算机控制系统中的I/O 接口用作主机与外部设备的连接界面。 P39 4. RS-232C 又称为通用串行通信接口，它是美国电子工业协会颁布的串行总线标准。P63 5. 大部分过程控制的目的之一就是抑制作用于过程的各种扰动，以维持过程输出为恒定值。P104 6. 中值滤波法是指在kT 采样时刻，按小采样周期1T 连续进行奇数次采样。P137 7. 基于观测状态反馈的伺服系统极点配置设计方法的设计参数，一是采样周期T 的选择，二是配置系统的极点参数。 P177 8. 伺服系统，指的就是系统输出必须准确跟随指令信号的控制系统。P199 9. DMC 算法的计算机实现，是由初始化程序和主程序两部分组成。P232 10. 啤酒发酵是一个复杂的微生物代谢过程，啤酒发酵罐内的发酵温度始终 是决定啤酒质量的关键所在。P267 二． 判断题（共10分，每题1分） 1. 对同一个FSR 的值,A/D 转换器的位数越多,q 所代表的量值就越小。P18（√） 2. 时钟周期宽度为D T ,则接收/发送数位的位宽度为D nT 2。P55 （×） 3. 当受控工业对象有大的时延时间环节时，不管选择的采样周期T 是否与时延时间τ成整数倍，系统都是较难按常规方法综合的。P91 （√） 4. 最好的离散化方法是双线性变换。P120 （√） 5. PID 算法中的微分项，虽能增大超调和缩短调节时间，但却易于引入高频干扰。P129 （×） 6. 只要选择采样周期T 足够小，最少拍系统的响应调整时间S t 也可以足够小。P158 （√） 7. 当对象的纯延迟时间θ与对象惯性时间常数m T 之比小于0.5时，采用常规PID 算法难以获得良好的系统性能。P171 （×）
计算机控制系统测试题
计算机控制系统试题 一、选择题（只有一个正确答案，每题2分，共40分） 1．劳斯稳定判据在离散系统中主要解决的是（ C ）。 A、S平面中系统的稳定性； B、Z平面中系统的稳定性； C、三阶以上特征方程稳定判据。 2．某系统的Z传递函数为 0.5(0.5) () ( 1.2)(0.5) z G z z z + = +- ，可知该系统是（B）。 A、稳定的； B、不稳定的；C 临界稳定的。 3、脉冲传递函数是表征（B）。 A、控制系统传递函数； B、计算机控制系统传递函数、 C、脉冲输入的传递函数。 4、有关PID控制算法，以下说法不正确的是（C） A、当系统有阶跃信号输入时，微分项剧增，易引起振荡； B、比例调节几乎贯穿整个控制过程； C、比例控制可以消除一切静差； D、一般来说，不使用纯微分控制。 5、下面关于标度变换的说法正确的是（C）。 A、标度变换就是把数字量转换成与工程量相关的模拟量； B、标度变换就是把模拟量转换成十进制工程量； C、标度变换就是把数字量转换成人们熟悉的十进制工程量； D、标度变换就是把模拟量转换成数字量。 6. 适用于某些生产过程对控制精度要求不是很高，但希望系统工作平稳，执行机构不要频繁动作的PID算法为（D ）。 A、积分分离PID； B、变速积分PID； C、不完全微分PID； D、带死区的PID。 7、下列计算机控制系统中，属于单闭环控制系统的是（B）。 A、操作指导控制系统； 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。 8、增量式PID算法解决了位置式PID算法（A）的缺点。 A、计算复杂、手/自切换不便； B、不易实现编程； C、控制准确性差； D、
计算机控制技术课后习题答案
第一章 1．计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 解： 若将自动控制系统中控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图1-1所示。因此，简单说来，计算机控制系统就是由各种各样的计算机参与控制的一类系统。 图1-1 计算机控制系统基本原理图 在计算机控制系统中，控制规律是用软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。控制器与执行机构之间是DA转换器，负责将数字信号转换成模拟信号；AD转换器则相反将传感器采集的模拟信号，转换成数字信号送给控制器。 2．计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？ 解： 计算机控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。因此，计算机控制系统的分类方法很多，可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。 按功能及结构分类：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、工业以太网控制系统、综合自动化系统。 按照控制规律分类：程序和顺序控制、比例积分微分控制(简称PID控制)、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。 3．计算机控制系统的主要特点有哪些？ 解： 主要有以下特点： 1．数字模拟混合的系统。在连续控制系统中，各处的信号是连续模拟信号。而在计算机控制系统中，除仍有连续模拟信号外，还有离散信号、数字信号等多种信号。因此，计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 2．灵活方便、适应性强。一般的模拟控制系统中，控制规律是由硬件电路实现的，控制规律越复杂，所需要的模拟电路往往越多，如果要改变控制规律，一般就必须更改硬件电路。而在计算机控制系统中，控制规律是由软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制，需要改变控制规律时，一般不对硬件电路作改动，只要改变控制程序就可以了。 3．可实现复杂控制规律。计算机具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能，能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 4．离散控制。在连续控制系统中，给定值与反馈值的比较是连续进行的，控制器对产生的偏差也是连续调节的。而在计算机控制系统中，计算机每隔一定时间间隔，向A/D转换器发出启动转换信号，并对连续信号进行采样获得离散时间信号，经过计算机处理后，产生的控制时间信号通过D/A将离散信号转换成连续时间信号输出，作用于被控对象。因此，计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
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
计算机控制系统试题一答案
计算机控制系统试卷一答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。 答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样 指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样 如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样 若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量
振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。 4、采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。 答：LF398的电路原理：放大器A2作为比较器来控制开关K的通断，若IN+的电压高于IN-的电压，则K闭合，由A1、A3组成跟随器，并向C H端外接的保持电容充电；IN+的电压低于IN-的电压时，则K断开，外接电容保持K断开时刻的电压，并经A3组成的跟随器输出至Aout。 5、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 6、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，
计算机控制技术课后习题答案
第一章 1.计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 解： 若将自动控制系统中控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现，就构成了计算机控 制系统，其基本框图如图1-1所示。因此，简单说来，计算机控制系统就是由各种各样的计算机参与控制的一类系统。 图1-1 计算机控制系统基本原理图 在计算机控制系统中，控制规律是用软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。控制器与执行机构之间是DA转换器，负责将数字信号转换成模拟信号；AD转换器则相反将传感器采集的模拟信号，转换成数字信号送给控制器。 2?计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？ 解： 计算机控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。因此，计算机控制系统 的分类方法很多，可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。 按功能及结构分类：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、工业以太网控制系统、综合自动化系统。 按照控制规律分类：程序和顺序控制、比例积分微分控制（简称PID控制）、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。 3.计算机控制系统的主要特点有哪些？解： 主要有以下特点： 1.数字模拟混合的系统。在连续控制系统中，各处的信号是连续模拟信号。而在计算机控制系统中，除仍有连续模拟信号外，还有离散信号、数字信号等多种信号。因此，计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 2?灵活方便、适应性强。一般的模拟控制系统中，控制规律是由硬件电路实现的，控制规律越复杂，所需要的模拟电路往往越多，如果要改变控制规律，一般就必须更改硬件电 路。而在计算机控制系统中，控制规律是由软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实 现对被控参数的控制，需要改变控制规律时，一般不对硬件电路作改动，只要改变控制程序 就可以了。 3?可实现复杂控制规律。计算机具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能，能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 4.离散控制。在连续控制系统中，给定值与反馈值的比较是连续进行的，控制器对产生的偏差也是连续调节的。而在计算机控制系统中，计算机每隔一定时间间隔，向A/D转 换器发出启动转换信号，并对连续信号进行采样获得离散时间信号，经过计算机处理后，产
计算机控制技术考试样题及答案
西安交通大学现代远程教育考试卷 课 程：计算机控制技术 专业班号 考试日期 年 月 日 姓 名 学号 期中 期末 注：所有答题都写在答题纸上。 一、单项选择题（每题4分，共20分） 1．为了减少有限字长产生的量化误差，采样周期应（ ）。 A. 不变 B. 增大 C. 减少 D. 不确定 2. 已知离散系统脉冲传递函数为 0.5 ( 1.2)(0.8) z z z +-+，则该系统是（ ）的。 A. 稳定 B. 临界稳定 C. 稳定性不确定 D. 不稳定 3. 当系统中还有零阶保持器时，系统的稳态误差与采样周期（ ）。 A. 无关 B. 有关 C. 的关系不确定 D. 以上都不是 4. 字符C 的ASCII 码为43H ，字符c 的ASCII 码为（ ）。 A ．43H B. 63H C ．62H D. 61H 5. 一个有符号十进制正数13，在数据单元中的二进制表示为（ ）。 A ．00000011 B. 10000001 C. 00001110 D. 00001101 成绩 第 1 页 共 2 页 二、分析计算题 1．（20分）模拟PID 调节器的传递函数为1 ()(1)P D I D s K T s T s =+ +。当采样周期相当短时，用求和代替积分、用后向差分代替微分，试从模拟PID 推导出数字PID 的位置型及增量型控制算法。
解： PID 调节器的时域表达式为 1 ()()()+ ()t P D I de t u t K e t e t dt T T dt ?? =+???? ? 把上式变换为差分方程，可作如下近似 ()() k t i e t dt Te i =≈∑? ()()(1) de t e k e k dt T --≈ 式中，T 为采样周期，k 为采样序号。 由上述三式可得数字PID 的位置型控制算法 ()(1)()()+ ()k P D i I T e k e k u k K e k Te i T T T =?? --=+??? ? ∑ 在上式中令1k k =-，则得 1 (1)(2)(1)(1)+ ()k P D i I T e k e k u k K e k Te i T T T -=?? ----=-+??? ? ∑ 将上述2式相减，即得数字PID 的增量型控制算法 ()()(1)u k u k u k ?=-- [][] ()(1)()()2(1)(2)P I D K e k e k K e k K e k e k e k =--++--+- =Ae(k)+Be(k-1)+Ce(k-2) 其中：A=Kp+K I +K D B=-(Kp+2K D ) C=K D 其中， P K 为比例增益， I P I T K K T =为积分系数， D D P T K K T =为微分系数。 2．（20分）某炉温度变化范围为0~1500℃，要求分辨率为3℃，温度变送器输出范围为0~5V 。若A/D 转换器的输入范围也为0~5V ，则请在ADC0809和AD574A 之间选择A/D 转换器，要求写出计算过程。选定A/D 转换器后，通过变送器零点迁移而将信号零点迁移到600℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？ 解：分辨率为C ?3，分辨率也可定义为 002 .0015003 =-= D 则A/D 转换器的字长 501log )002.011(log )11(log 222=+=+ ≥D n 82256= 92512= 981<<∴n ∴在ADC0809(8位)与AD574A(12位)间选择AD574A 通过零点迁移将信号迁移到C ?600，则此时系统对炉温的变化分辨率为 C ?=--220.012600 150012 3．（20分）信号采集中，为什么要进行采样保持，对模拟量的采样频 率是依据什么来确定？
计算机控制技术试卷及答案仅供参考
一、填空题（合计20分，每题2分） 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（合计30分，每题5分） 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，看这点在给定轨迹的上方或下方，或是给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向。 3.简述数字滤波技术，其算法有哪些?答：所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干
计算机控制系统试题及答案
计算机控制系统试卷一答案 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。 4、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 5、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，其中计算值的多余信息没有执行就遗失了，从而影响控制效果。
计算机控制技术课后习题答案
| 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。 第二章输入输出过程通道 习题及参考答案 2.数字量过程通道由哪些部分组成各部分的作用是什么
15自动化计算机控制技术复习题
题型：填空题、简答题、综合题 第一章 1.常规仪表组成的自动控制系统，一般分成闭环控制与开环控制两种结构形 式。 2.计算机控制系统的硬件一般是由主机、常规外部设备、过程输入/输出通道、 操作台和通信设备等组成。 3.软件通常分为系统软件和应用软件两大类。 4.计算机控制系统主要分为：数据采集系统、操作指导控制系统、直接数字控 制系统、监督计算机控制系统、分散控制系统、现场总线控制系统。 5.计算机控制装置主要分为：可编程控制器、可编程调节器、总线式工控机、 嵌入式计算机系统和其他控制装置。 第二章 1.DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及 输入控制电路四部分组成。 2.模拟量输出通道的任务：把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或 电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。 3.模拟量输出通道(称为D/A通道或AO通道)构成：一般是由接口电路、数/ 模转换器(简称D/A或DAC)和电压/电流变换器等组成。 4.模拟量输出通道基本结构：多D/A结构和共享D/A结构。 5.D/A转换器的性能指标有分辨率、转换精度、偏移量误差、线性误差、稳定 时间。 6.DAC0832的内部结构组成及其作用：DAC0832主要由8位输入寄存器、8 位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存；8位DAC 寄存器用于存放待转换的数字量；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。 7.结合图，计算DAC0832的地址，分析说明由DAC0832组成的接口电路的工 作过程，并编写完成一次D/A转换的接口程序。
计算机控制系统复习题及答案
计算机控制系统复习题及答案
《计算机控制系统》课程复习资料 一、简答题： 1.什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？各有什么作用。 2.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述保持器的特点? 4.简述PID 调节器的作用，有哪几种改进型数字PID 算法？ 5.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点? 6.简要说明什么是计算机控制系统？模拟调节器与数字调节器有何区别? 二、分析和计算题： 1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 -2 0.1z Y(z)Gc(z)== 1-0.4z +0.8z R(z) ,其中输入为单 位阶跃信号,求输出y(KT)。 2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 0.53+0.1z Gc(z)=1-0.37z 当输入为单位阶跃信号 时, 求输出y(KT)及y(∞)。 3.用长除法或Z 反变换法或迭代法求闭环系统2 z +0.5Gc(z)=8(z +0.1z -0.12) 的单位阶 跃响应。 4.已知低通数字滤波器0.5266z D(z)= z -0.4734 ,求D （z ）的带宽ωm;并求当输入E(z)为 阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2ms 。 5.设系统如图所示，试求: ①系统的闭环脉冲传递函数。
②判定系统的稳定性。 ③分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。 _ 6.设函数的La 氏变换为2 5F(s)= s (s +4) ，试求它的Z 变换F(z)。 7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输入为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。 8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K 为何值时系统稳定。 9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)= z(z -1)(z -0.7) 问:K 为何值时系统稳定? 10.已知单位反馈系统的广义对象的Z 传递函数为: -1 -1 -1 -1 -1 0.26z (1+2.78z )(1+0.2z ) W1(z)= (1-z )(1-0.286z ) ,试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃 输入时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。 11.已知连续系统的传递函数G(s)=(s+1)/[s(s+2)]试用冲击不变法求其等效的Z 传递函数. 12.已知离散系统的Z 传递函数：22 z 2z 1Y(z) G(z)z 5z 6U(z) ++==++,试求离散系统的状态
计算机控制技术课后习题答案
第一章计算机控制系统概述 习题及参考答案 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