计算机控制技术试卷及答案 (1)

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：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S的通断，若IN+的电压高于IN-的电压，则S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S断开，外接电容保持S断开时刻的电压，并经A3组成的跟随器输出至

A。

out

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，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。

7. 什么是振铃现象？如何消除振铃现象？

答：所谓振铃(Ringing)现象，是指数字控制器的输出以二分之一采样频

率大幅度衰减的振荡。有两种方法可用来消除振铃现象。第一种方法是先找出D(z)中引起振铃现象的因子(z=-1附近的极点)，然后令其中的z=1，根据终值定理，这样处理不影响输出量的稳态值。第二种方法是从保证闭环系统的特性出发，选择合适的采样周期T及系统闭环时间常数T c，使得数字控制器的输出避免产生强烈的振铃现象。

8. 什么是嵌入式系统？如何理解嵌入式系统的定义？

答：目前国内普遍被认同的嵌入式系统定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。通常，从以下几个方面来理解嵌入式系统的定义：

(1)以应用为中心是指嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的。

(2)嵌入式系统以计算机技术为基础，是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术，甚至传感器等先进技术和Internet网络技术与具体应用对象相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

嵌入式系统可以根据实际系统的需要对软、硬件进行剪裁以适应实际系统在功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面的要求。说明嵌入式系统存在着一个较为通用的软、硬件内核。这个内核往往是几kB到几十kB之间的微内核，正是由于微内核的存在，才使得嵌入式系统能够根据实际应用系统的需要在软、硬件方面得以顺利地裁剪或扩充。

9. 简述网络控制系统的特点。

答：网络控制系统通常具备下述特点：

(1) 非定常性。数据到达的时刻不再是定常和有规则的, 更不能再用简单的采样时间来刻画。

(2) 非完整性。由于数据在传输中可能发生丢失和出错，数据不再是完整的，当然数字控制中也可能有类似的现象，但在网络控制中发生的可能性要大得多。

(3) 非有序性。由于网络传输时间的不确定，先产生的数据可能迟于后产生的数据到达远程控制系统。因此, 数据到达的次序可能不再遵守原有的时间顺序。

(4) 非确定性。由于数据到达的随机性，整个控制过程已不再是一个确定性的系统,而是一个随机系统。

10. 简述故障诊断技术所包含的内容。

答：故障诊断主要包括以下几个方面的内容。

(1) 故障的特征提取

通过测量用定量和定性的信息处理技术获取反映系统故障的特征描述。

(2) 故障的分离与估计

根据获得的故障特征确定系统是否出现故障以及故障的程度。

(3) 故障的评价和决策

根据故障分离与估计的结论对故障的危害及严重程度做出评价，近而决策出是否停止任务的进程以及是否需要维修更换故障元部件。

二、已知系统的差分方程为 （10分）

)2()1()(-=-+k r k y k y

输入信号是

?

??<≥=0001)(k k k r 初始条件为1)0(=y ，试写出输出脉冲序列()y k 。

解：1)0(=y

1)0()1()1(-=--=y r y

2)1()0()2(=-=y r y

1)2()1()3(-=-=y r y

2)3()2()4(=-=y r y

1)4()3()5(-=-=y r y

… 三、设被控对象传递函数为)

1()(p +=s s K s G ，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数。 （10分）

解：广义对象传递函数

)

1(e 1)(+-=-s s K s s G Ts

对应的脉冲传递函数为

[]11

1212111

1111e ()()(1)111 (1)(1)(1)(1)11e e e 1(e

1)1e 1 (1)(1e )Ts T T T T T T K G z G s s s s Tz K z K z s s z z z T K T z z T z z -----------------??-==??+??

????=-=--+????+---??????+-+--??+-??

=--Z Z Z 四、已知被控对象传递函数为

)

11.0)(18(20)(++=s s s G 试用“二阶工程最佳”设计法确定模拟控制器G c (s )，并用后向差分法给出等效的数字控制器形式。（10分）

解：经动态校正后系统的开环传递函数为

)

11.0)(18(20)()()()(c c 0++==s s s G s G s G s Φ 应选择G c (s)为PI 控制器，其基本形式为

s T s s G I c 1

)(+=τ

为使PI 控制器能抵消被控对象中较大的时间常数，可选择

8=τ

则有

0c I I 81201()()()(81)(0.11)(0.11)20

s Φs G s G s T T s s s s s +===+++ 根据二阶工程最佳设计法则，应有

?????==22I 2211.0220T T T 解之得

4I =T

于是得到模拟控制器的传递函数为

)811(2)11(418)(I P c s

s K K s s s G +=+=+= 对以上的模拟PI 控制器，根据后向差分近似的等效变换方法，得等效的数

字控制器：

1

1)81(2)()(1

1c --+==--=z z T s G z D T z s 五、已知广义被控对象:)

1(1e 1)(+-=-s s s s G Ts , 给定T =1s (20分) 针对单位斜坡输入设计最小拍有纹波控制系统, 并画出系统的输出波形图。

解：由已知条件，被控对象含有一个积分环节，有能力产生单位斜坡响应。

求广义对象脉冲传递函数为

[]11

121211111111e 1()()(1)111 (1)(1)(1)(1)11e 0.368(10.718) (1)(10.368)Ts G z G s s s s z z z s s z z

z z z z z ------------??-==??+??

????=-=--+????+---????+=--Z Z Z 可以看出，G (z )的零点为-0.718(单位圆内)、极点为1(单位圆上)、0.368(单位圆内)，故u =0,v =0(单位圆上除外),m =1。根据稳定性要求，G (z )中z =1的极点应包含在Φe (z )的零点中，由于系统针对等速输入进行设计，故p =2。为满足准确性条件另有Φe (z)=(1－z -1)2F 1(z ),显然准确性条件中已满足了稳定性要求，于是可设

1101()()Φz z c c z --=+

011(1)1

(1)20Φc c Φ'c c =+==+=

解得 1,210-==c c 。

闭环脉冲传递函数为

1112

12e ()(2)2()1()(1)Φz z z z z Φz Φz z -----=-=-=-=-

则 1111e () 5.435(10.5)(10.368)()()()(1)(10.718)

Φz z z D z Φz G z z z ------==-+ 1

1223412()()()(2)234(1)z Y z R z Φz z z z z z z -------==-=+++

-

（图略）。

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扰在有用信号中的比重。故实质上它是一种程序滤波。算术平均值法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法。

4.数字控制器算法的工程实现分为哪六部分？答：包括给定值处理、被控量处理、偏差处理、控制算法的实现、控制量处理、自动手动处理。

5.数字控制器的连续化设计步骤？ 答：设计假想的连续控制器、选择采样周期T 、将D S 离散化为D z 、设计由计算机实现的控制算法、校验五个步骤。

一、填空题（共20分，每题2分）

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

4.模拟输出通道的结构型式主要取决于 的构成方式。输出保持器

5.数控系统一般由数控装置、 、 和检测装置等。驱动装置、可编程控制器

1.6.设线性定常系统的输出方程为()()t Cx =t y ，y （t ）以最少的N 拍跟踪参考输入r （t ），必须满足条件 y （N ）=Cx （N ）=0r

7.常用的状态观测器有3种： 、 、 预报观测器、现时观测器、降阶观测器

8.“若A 则B ，否则C ”，用模糊关系表示为 ()()C ×A B ×A =R U

9.在一些对程序流向起决定作用的指令前插入两条 指令，以保证弹飞的程序迅速纳入正确轨道。NOP

10.采用双绞线作信号引线的目的是 减少电磁感应

二、选择题（共15分，每题3分）

2.如果模拟信号频谱的最高频率为m ax f ，只要按照采样频率（A ）进行采样，那么采样信号就能唯一的复观。

A.max f 2≥f

B.max f 21f <

C.m ax f 2f <

D.max f 2

1≥f

3.一个10位的A/D 转换器（量化精度0.1%），孔径时间10μs ，如果要求转换误差在转换精度类，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为（ B ）

A.15Hz

B.16Hz

C.17Hz

D.14Hz

4.设加工第一象限直线OA ，起点为O （0,0），终点为A （6,3），进行插补计算所需的坐标进给的总步数N xy 为（ C ）

A.7

B.8

C.9

D.10

5.( A )数字滤波方法适用于周期性干扰。

A.平均值滤波法

B.中位值滤波法

C.限幅滤波法

D.惯性滤波法

5.已知偏差e （k),积分分离阈值β，以下正确的是（B ）

A.当()βk e >时，采用PI 控制

B.当()βk e >时，采用PD 控制

C.当()β≤k e 时，采用PD 控制

D.当()β≤k e 时，采用PI 控制

三、名词解释（共30分，每题6分）

1.接口 过程通道 量化 自动校准 HMI

四、简答题（共20分，每题5分）

1.什么是计算机控制系统？它的工作原理是怎样的？

2.什么是共模干扰？如何抑制？

3.直线插补计算过程有哪几个步骤？

4.程序设计通常分为哪五个步骤？

5.如何消除积分饱和？

填空题

1.计算机、生产过程

2.操作站—控制站—现场仪表

3.0~10mA 、4~20mA

4.输出保持器

6.驱动装置、可编程控制器 6.y （N ）=Cx （N ）=0r

7.预报观测器、现时观测器、降阶观测器 8.()()

C ×A B ×A =R U

9.NOP 10.减少电磁感应

名词解释

2.接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁。

3.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。

4.所谓量化，就是采用一组数据来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。

5.自动校准是指在系统开机后或每隔一定时间自动测量基准参数，然后计算误差模型，获得并存储误差补偿因子。

6.HMI 就是使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口。

简答题

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。从本质上看，计算机控制系统的工作原理可纳为以下三个步骤：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出

共模干扰时指A/D 转换器两个输入端上公有的干扰电压。其抑制方法：变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比。

偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断

问题定义、程序设计、编码、调试、改进和再设计

对计算出的控制量u （k ）限幅，同时，把积分作用切除掉。

一、填空题（合计20分，每空1分）

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。

8、对于任意的极点配置，L具有唯一解的充分必要条件是被控对象完全能控。（反馈控制规律L满足方程：|zI-F+GL|=β(z)）

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、选择题(合计15分，每题3分)

1、如图1所示，V out为8位D/A转换器的双极性输出端，若输入数字量D=11100000（B），基准参考电V REF=5V，则V out为：（ C ）

A、4.375V

B、-4.375V

C、3.75V

D、-3.75V

2、对于电动组合仪表DDZ-Ⅲ型采用的标准电动

信号是：（ B ）

A、DC 0~10mA、DC0~20V

B、DC4~20mA、DC1~5V

C、DC 0~10mA 、DC1~5V

D、DC4~20mA、DC0~20V

3、某一个输入电路，其共模干扰电压U cm=100，U cm转换成串模干扰压为U n=10，则该电路的CMRR(常用共模抑制比)为：（A ）

A、20

B、10

C、200

D、100

4、q=20mV时，量化误差为±10mV，0.990~1.009V范围内的采样值，其量化结果都是：（ D ）

A、2

B、1

C、100

D、50

5、软件抗干扰技术包括：（D ）

①数字滤波技术、②开关量的软件抗干扰技术、③指令冗余技术、④软件陷阱

A、①②③

B、②③④

C、①②④

D、①②③④

三、名词解释(合计30分，每题6分)

信号调理有源I/V变换积分分离模糊集合软件陷阱

名词解释

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。

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。 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）。

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。 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。

四、简答题(合计20分，每题5分)

1、什么叫共模干扰，其抑制方法有哪些？

共模干扰也称共态干扰，是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。抑制方法有：变压器隔离、光电隔离、浮地隔离、采用仪表放大器提高共模抑制比。 2、在计算机控制系统中，一般有哪几种地线？

模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地五种。

3、简述逐点比较法插补

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。如果原来在给定轨迹的下方，下一步就向给定轨迹的上方走，

如果原来在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走……如此，走一步、看一看，比较一次，决定下一步走向，以便逼近给定轨迹，即形成

逐点比较插补。

4、设加工第二象限直线OA ，起点为O （0，0），终点坐标为A （-4，6），试用直线插补法在图（2）上做出走步轨迹图（标明方向）。

设计题：

1、数据存放方式可以采用环形队列结构来实现。设环形队列地址为40H~4FH 共16个单元，用R0作队尾指示，其程序流程图如图所示。程序清单如下所列。(猜可能会考的编程题目：计算机控制) FLT30:ACALL INPUTA ;采新值放入A 中

MOV @R0,A ;排入队尾

INC R0 ;调整队尾指针

MOV A,R0 ;

ANL A,#4FH ;建立新队尾指针

MOV R0,A ;初始化

MOV R1,#40F

MOV R2,#00H

MOV R3,#00H

FLT31:MOV A,@R1 ;取一个采样值

ADD A,R3 ;累加到R2,R3中 R3存本位

MOV R3,A

CLR A

ADDC A,R2 ;R2存进位

MOV R2,A

INC R1

CJNE T1,#50H,FLT31 ;累计完16次

FLT32:SWAP A ;(R2,R3)/16

XCH A,R3

SW AP A

ADD A,#80H ;四舍五入

ANL A,#0FH

ADDC A,R3

RET ;结果在A中

2、设计一串行输入12位D/A转换接口电路并写出程序代码

1、AD7543和8031单片机的接口设计：

8031的串行口选用方式0(移位寄存器方式)，其TXD端移位脉冲的负跳变将RXD输出的位数据移入AD7543，利用P1.0产生加载脉冲，由于是低电平有效，从而将AD7543移位寄存器A中的内容输入到寄存器B中，并启动D/A，单片机复位端接AD7543的消除CLR端，以实现系统的同步。

由于AD7543的12位数据是由高字节至低字节串行输入的，而8031单片机串行口工作于方式0时，其数据是由低字节至高字节串行输出的。因此，在数据输出之前必须重新装配，并改变发送顺序，以适应AD7543的时序要求。如表3所列，其中数据缓冲区DBH为高字节存储单元，DBL 为数据低8位存储单元。

改变数据发送顺序的程序如下：

OUTDA：MOV A，DBH；取高位

SWAP ；高4位和低4位交换

MOV DBH，A

MOV A，DBL ；取低位

ANL A，＃OFOH ；截取高4位

SWAP ；高4位和低4位交换

ORL A，DBH ；合成，(DBH)=D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4

LCALL ASMBB ；顺序转换

MOV DBH，A ；存结果(DBH)=D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11

MOV A，DBL ；取低位

ANL A，＃OFH ；截取低4位

SWAP ；交换，(A)=D3 D2 D1 D0 0 0 0 0

LCALL ASMBB ；顺序转换

MOV DBL，A ；存结果(A)=0 0 0 0 D0 D1 D2 D3

MOV A，DBH

MOV SBUF，A；发送高8位

JNB TI ＄；等待发送完成

CLR TI ；发送完毕，清标志

MOV A，DBL

MOV SBUF，A；发送低4位

JNB TI ＄；等待

CLR TI ；发送完毕

CLR P1.0；A寄存器加载到B寄存器

NOP

SETB P1.0 ；恢复

REF

……

ASMBB：MOV R6，＃00H

MOV R7，＃08H

CLR C

ALO：RLC A

XCH A，R6

RRC A

XCH A，R6

DJNZ R7，AL0

XCH A，R6

RET

这种方式的单片机串行通讯口与AD7543的接口电路，其波特率固定为CPU时钟频率的1/12，如果CPU的频率为6MHz，那么波特率为50kbps，位周期为20μs，显然，这种连接方法只能用于高速系统。

2、AD7543与单片机普通输入输出口线的连接：

AD7543可以用8031的P1口实现数据传送。这种方法的波特率可调，传输速度由程序控制。电路与图2相同，仅把8031的数据输出端由RXD引脚改为P1.1，将移位脉冲输出端由TXD改为P1.2口线，P1.0仍为加载脉冲输出。其程序如下：

FS：MOV R7，＃04H

MOV A，DBH；数据高4位

SWAP

LOOP1：RLC A

MOV P1.0 ；输出

LCALL PULSE ；移位脉冲输出

DJNZ R7，LOOP1 ；4位未完继续

MOV R7，＃08H

MOV A，DBLH ；数据低8位LOOP2：RLC A

MOV P1.0 C ；输出

LCALL PULSE ；移位脉冲输出

DJNZ R7，LOOP2 ；8位未完继续

CLR P1.1 ；输出加载脉冲

NOP

SETB P1.1

RET ；传送完毕

PULSE：SETB P1.1 ；输出高电平

MOV R3,＃4

PULS1: DJNZ R3,PULS1

CLR P1.1;输出低电平

MOV R3，＃4

PULS2:DJNZ R3,PULS2

RET

其中FS为AD7543驱动程序，子程序PULSE为移位脉冲形成程序，改变R3的数值可以改变移位脉冲的频率。从而改变串行通讯波特率。

计算机控制技术_复习题

计算机控制技术复习 1.典型的工业生产过程分为哪几种？ 答:典型的工业过程分为3种:连续过程,离散过程和批量过程. 2.计算机控制系统的工作步骤分为哪几步？ 答:计算机的工作步骤分为3步:实时数据采集,实时数据决策和实时数据处理. 3.计算机控制技术的工作方式有哪几种？ 答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式. 4.为什么要强调计算机控制中的实时性？ 答:所谓实时性,就是指信号的输入,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性. 5.常用的计算机控制系统主机有哪几种？ 答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器. 6.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，它包括哪两个组成部分。 包括硬件和软件。 7.计算机控制系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？ 主要由硬件和软件两部分组成，硬件包括：主机及操作台、通用外设I/O接口与通道、信号的检测及变送、执行机构、被控对象组成；软件包括：系统软件、应用软件。 8.计算机控制系统中集散控制系统的体系结构分为哪几部分？ 答:计算机控制系统中集散控制系统(DCS)的体系结构分为分散过程控制级,集中操作监控级,综合信息管理级三部分. 9、计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点? (1)连续模拟信号：时间和信号的幅值都是连续的。 (2)阶梯模拟信号：时间是连续的，信号的幅值是阶梯形的。 (3)采样信号：时间是离散的，信号的幅值是连续的脉冲信号。 (4)数字信号：信号的时间以及幅值都是离散的，且幅值经过了量化处理。 10.现场总线控制系统的结构模式分为哪几部分？ 答:现场总线控制系统(FCS)的结构模式为操作站---现场总线智能仪表两层结构.(DCS为操作站-控制站-现场仪表三层结构模式) 11、什么叫输入/输出通道?它是由哪些部分组成的？ 在微型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称为输入输出通道。 输入输出通道的组成：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道和数字量输出通道组成。 12计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是什么？ 按照一定的数学模型计算给定值，并提供给DDC计算机 13.什么是计算机的总线？ 答:所谓总线,就是计算机各模块之间互联和传送信息(指令,地址和数据)的一组信号线.分为内部总线和外部总线. 14.计算机的外部总线有哪几种？ 答:计算机的外部总线有RS-232C,RS-485,IEEE-488,USB等等. 15.RS-232C串行通信总线采用什么传输方式？为什么RS-232C的传输距离不远？ 答:RS-232C串行通信总线采用的是不平衡传输方式.由于发送器和接收器之间有公共

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

计算机控制技术及应用论文

浅谈计算机控制技术及应用 摘要：随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现控制。近年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机控制技术带来了巨大的发展。然而，设计一个性能好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，一个完整的控制系统还需要考虑系统的抗干扰性能，系统的抗干扰性能力是关系到整个系统可靠运行的关键。 关键词：计算机控制技术、系统、应用 Chat computer control technology and its application Abstract：With the development of science and technology, more and more people use computers to achieve control. In recent years, computer technology, automation technology, detection and sensor technology, CRT display technology, communications and network technology and the rapid development of microelectronic technology, a computer control technology has brought great development. However, the design of a computer control system for good performance is very important. Computer control system is mainly composed of two major components of hardware and software, a complete control system also need to consider the anti-interference performance of the system, the system is related to the anti-jamming capabilities and reliable operation of the system key. Key words：computer control technology、system、apply 正文： 一、计算机控制技术的概述 1、计算机控制的概念 （1）开环控制系统 若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。在开环 控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量 进行比较。 （2）闭环控制系统 凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环 系统是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。

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。

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

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 （×）

计算机控制技术及其应用(丁建强 任晓 卢亚萍)课后答案(网络软件)

第1章概述 ............................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础 ........................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现 ............................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术 ..................................... 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道 ......................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术 ....................................... 6-1第7章控制系统的组态软件 ................................................. 7-1第8章 DCS集散控制系统.................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案 ........................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用 ............................. 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ........................... 11-1

计算机控制技术及其应用(丁建强任晓卢亚萍)课后规范标准答案

第1章概述.................................................................................................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础.......................................................................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现.............................................................................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术.............................................................................. 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道...................................................................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术.................................................................................. 6-1第7章控制系统的组态软件....................................................................................................... 7-1第8章DCS集散控制系统.......................................................................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案.......................................................................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用............................................................ 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ....................................................... 11-1

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。

计算机控制技术及工程应用复习资料知识分享

计算机控制技术及工程应用复习资料

一、第一章 1）计算机控制系统的监控过程步骤 a.实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入； b.实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控制规律运算，进行控制决策； c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监控任务； 2）按控制方案来分，计算机控系统划分成那几大类？ 数据采集系统（DAS）操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC） 监督计算机控制系统（SCC）分散控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS） 3）计算机控制装置种类 可编程控制器；可编程调节器；总线式工控机；单片微型计算机；其他控制装置 4）计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？ 同：1）计控系统是由常系统演变而来的； 2）两者的结构基本相同 异：1）计控系统中处理的信号有两种：模拟信号和数字信号。而常系统处理的只有模拟信号2）计控系统具有智能化 3）计控系统有软件也有硬件，而常系统只有硬件 二、第二章 1）4 位 D/A 转换器为例说明其工作原理 假设D3、D2、D1、D0全为1，则BS3、BS2、BS1、BS0全部与“1”端相连。根据电流定律，有： 由于开关 BS3 ~ BS0 的状态是受要转换的二进制数 D3、D2、D1、D0 控制的，并不一定全是“1”。因此，可以得到通式： 考虑到放大器反相端为虚地，故： 选取R fb = R ，可以得到： 对于n 位 D/A 转换器，它的输出电压V OUT与输入二进制数B( Dn-1~ D0) 的关系式可写成： 结论：可见，输出电压除了与输入的二进制数有关，还与运算放大器的反馈电阻 Rfb以及基准电压VREF有关。

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》(3)

《计算机控制技术》模拟题 一、填空 1、8位A/D 转换器与CPU 的接口可以采用( )。 2、采样/保持器的作用是（ ）。 3、DDC 系统所采用的数字PID 算式有（ ）。 4、PID 控制中，引入积分的原因是（ ），引入微分的原因是（ ）。 5、常用的数字滤波方法有（ ）。 二、简答题 1、计算机控制系统有哪几部分组成？ 2、模拟量输入通道中为什么要对模拟量信号进行预处理？ 3、什么是PID 控制规律？用微分方程写出其控制规律，并说明P 、I 、D 的作用。 4、简述企业网络信息集成系统的层次结构。 5、抗串模干扰、抗共模干扰的措施有哪些? 参考答案： 1、计算机控制系统有哪几部分组成？ 答：计算机控制系统由计算机及其输入输出通道和工业生产对象（包括被控对象和工业自动化仪表）组成。 2、模拟量输入通道中为什么要对模拟量信号进行预处理？ 答：这是因为不同的模拟量有不同的量纲，首先要将他们转换为电压信号，然后经过A/D 转换，变成计算机可以接受的数字信号。 3、什么是PID 控制规律？用微分方程写出其控制规律，并说明P 、I 、D 的作用。 答：按照偏差的比例、积分、微分进行的控制是PID 控制。其控制规律的微分方程表示如下： P ：改善动态特性；I ：消除静差；D ：改善动态特性，加快调节速度。 4、简述企业网络信息集成系统的层次结构。 答：统一的企业网络信息集成系统有三层结构：过程控制层、制造执行层、企业资源规划层。其层次结构图如下： ]) ()(1)([)(dt t de T dt t e T t e K t u d i p ?++=

5、抗串模干扰、抗共模干扰的措施有哪些? 答：抗串模干扰的措施：光电隔离、继电器隔离、变压器隔离、布线隔离、硬件滤波电路、过压保护电路等。 抗共模干扰的措施：平衡对称输入、选用高质量的差动放大器、控制系统的接地技术等。 三、计算 试写出加权平均滤波的算式，当n=16时，并用汇编语言编写出实现程序。 参考答案： 参考答案： 加权平均滤波算式： ，并且 均为常数项，是各次采 样值的系数，且满足 。 程序：首先把采样值存放在以SBUFFER 为首址的内存单元中，加权平均系数存放在以COEFF 滤为首址的内存单元，波后的结果存放在DBUFFER+2单元。具体程序清单如下： 互联网 Internet 内部网Intranet 现场总线控制网络 企业资源规划层ERP 制造执行层MES 过程控制层PCS ∑==n i i C 1 1n C C C ,...,,21

青岛理工大学计算机控制技术1期末试题及参考答案

教师试做时间 出题教师 取题时间 审核 教研室主任 出题单位 使用班级 考试日期 考试成绩期望值 印刷份数 规定完成时间 交教学部印刷日期 学号； 姓名： 班级： ..........................................................密.......................................................封...........................................................线.......................................................... 专业 年级 班 20 ~20 学年第 学期 计算机控制技术 课试卷 试卷类型： 卷 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总成绩 得分 一、单项选择（在备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干后的括号内。每题2分，共30分） 1 .某微机最大可寻址的内存空间为16MB ，其CPU 地址总线至少应有（ ）条。A. 3 2 B. 16 C. 20 D. 24 2 .用8088CPU 组成的PC 机数据线是（ ）。A. 8条单向线 B. 16条单向线 C. 8条双向线 D. 16条双向线 3 .微处理器系统采用存储器映像方式编址时存储单元与I/O 端口是通过（ ）来区分的。 A. 不同的地址编码 B. 不同的读控制逻辑 C. 不同的写控制逻辑 D. 专用I/O 指令 4 .要禁止8259A 的IR0的中断请求，则其中断屏蔽操作指令字OCW1应为（ ）。A. 80H B. 28H C. E8H D. 01H 5 .在8086环境下，对单片方式使用的8259A 进行初始化时，必须放置的初始化命令字为（ ）。 A. ICW1,ICW2,ICW3 B. ICW1,ICW2,ICW4 C. ICW1,ICW3,ICW4 D. ICW2,ICW3,ICW4 6 .6166为2Kx8位的SRAM 芯片，它的地址线条数为（ ）。A. 11 B. 12 C. 13 D. 14 7 .在计算机系统中，可用于传送中断请求和中断相应信号的是（ ）。A. 地址总线 B. 数据总线 C. 控制总线 D. 都不对 8 .段寄存器装入2300H ，该段的结束地址是（ ）。 A. 32FFFH B. 23000H C. 33FFFH D. 33000H 9 .在进入DMA 工作方式之前，DMA 控制器当作CPU 总线上的一个（ ）。A. I/O 设备 B. I/O 接口 C. 主处理器 D. 逻辑高 10 .在8086宏汇编过程中不产生指令码，只用来指示汇编程序如何汇编的指令是（ ）。 A. 汇编指令 B. 宏指令 C. 机器指令 D. 伪指令 11 .中断向量表占用内存地址空间为（ ）。 A. 00000H ～003FFH B. 00000H ～000FFH C. 00000H ～00100H D. FFF00H ～FFFFFH 12 .实现CPU 与8259A 之间信息交换是（ ）。 A. 数据总线缓冲器 B. 级联缓冲/比较器 C. 读写控制电路 D. 数据总线缓冲器与读写控制电路 13 .Intel 8253的最大输入时钟频率是（ ）。A. 5MHz B. 2MHz C. 1MHz D. 4MHz 14 .完成两数相加后是否溢出的运算，用（ ）标志位判别。 A. ZF B. IF C. OF D. SF 15 .8255A 的方式选择控制字应写入（ ）。A. A 口 B. B 口 C. C 口 D. 控制口 二、填空题（把答案填写在题中横线上，每空2分，共40分） 1 . 8086/8088CPU 的数据线和地址线是以_____________方式轮流使用的。 2 . CPU 中的总线接口部件BIU ，根据执行部件EU 的要求，完成_____________与 _____________或____________的数据传送。 3 . 8086中的BIU 由_____________个_____________位段寄存器、一个_____________位指令指针、_____________字节指令队列、_____________位地址加法器和控制电路组成。 4 . 8086/8088构成的微机中，每个主存单元对应两种地址：_________和__________。 5 . 对于8259A 的中断请求寄存器IRR ，当某一个IRi 端呈现_____________时，则表示该端有中断请求。 6 . 若8259A 中ICW2的初始值为40H ，则在中断响应周期数据总线上出现的与IR5对应的中断类型码为_____________。 7 . 在存储器的层次结构中,越远离CPU 的存储器，其存取速度_____________，存储容量_____________，价格_____________。 8 . 存储器的存取速度可用_____________和_____________两个时间参数来衡量，其中后者比前者大。 9 . 中断返回指令IRET 总是排在_____________。 10 .若8255A 的系统基地址为2F9H ，且各端口都是奇地址，则8255A 的三个端口地址为_____________。 三、综合题（共30分） .计数器/定时器8253，振荡器（频率为1MHZ ）连线如下图所示，其中振荡器的脉冲输出端接通道0的计数输入端CLK 0，设8253的端口地址为180H ～186H 。 请完成以下任务： （1）该电路中通道0的OUT 0输出2KHZ 连续方波，通道0的计数初值为多少（写出计算式）？GATE 0应接何电位？在图上画出。 （2）若要8253的OUT 1端，能产生周期为1秒的连续方波，该如何解决？在图上画出。 （3）写出实现上述功能的8253初始化程序。 试题要求：1、试题后标注本题得分；2、试卷应附有评卷用标准答案，并有每题每步得分标准；3、试卷必须装订，拆散无效；4、试卷必须打印或用碳素笔楷书，以便誉印；5、考试前到指定地点领取试卷；6、各题之间应适当给学生留下答题的空间。 ----------------------装 ------------------------------ ： 学号：

最新计算机控制技术考试卷B卷

计算机控制技术试卷B 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．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（ 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