计算机控制技术试卷

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。

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缺点：比较浪费RAM

7、一阶滞后滤波法

优点：对周期性干扰具有良好的抑制作用，适用于波动频率较高的场合

缺点：相位滞后，灵敏度低，滞后程度取决于a值大小，不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号

8、加权递推平均滤波法

优点：适用于有较大纯滞后时间常数的对象，和采样周期较短的系统

缺点：对于纯滞后时间常数较小，采样周期较长，变化缓慢的信号，不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度，滤波效果差

9、消抖滤波法

优点：对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果，可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动

缺点：对于快速变化的参数不宜，如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统

10、限幅消抖滤波法

优点：继承了“限幅”和“消抖”的优点，改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统

缺点：对于快速变化的参数不宜

6、直接数字控制系统(Direct Digital Control简称DDC)，

计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)采集实时数据，然后按照一定的规律进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程。因此DDC系统是一个闭环控制系统，是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式。由于DDC系统中的计算机直接承担控制任务，所以要求实时性好、可靠性高和适应性强。为了充分发挥计算机的利用率，一台计算机通常要控制几个甚至几十个回路，那就要合理的设计应用软件，使之不失时机的完成所有功能。

DDC(Direct Digital control)直接数字化控制，是一项构造简单操作容易的控制设备，它可借由接口转接设备随负荷变化作系统控制，如空调冷水循环系统、空调箱变频自动风量调整及冷却水塔散热风扇的变频操控等，可以让空调系统更有效率的运转，这样，不仅为物业管理带来很大的经济效益，而且还可使系统在较佳的工况下运行，从而延长设备的使用寿命以及达到提供舒适的空调环境和节能之目的。

可实现高度集中的数字控制，DDC 采用全光电隔离、电源电压监视、瞬间脉冲干扰抑制、数字滤波、看门狗等多种抗干扰措施，可靠性高，性价比高，操作简单，多用于中央空调，新风机组，给排水换热站等机电没备温度、湿度、压力、流量等测量控制。在集散控制系统中，通常用作现场直接控制器，通过通讯总线与中央控制站联络。

7.采样定理

采样是将一个信号（即时间或空间上的连续函数）转换成一个数值序列（即时间或空间上的离散函数）。采样定理指出，如果信号是带限的，并且采样频率高于信号带宽的一倍，那么，原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。

限信号变换的快慢受到它的最高频率分量的限制，也就是说它的离散时刻采样表现信号细节的能力是有限的。采样定理是指，如果信号带宽小于采样频率（即奈奎斯特频率的2倍），那么此时这些离散的采样点能够完全表示原信号。高于或处于奈奎斯特频率的频率分量会导致混叠现象。大多数应用都要求避免混叠，混叠问题的严重程度与这些混叠频率分量的相对强度有关。

采样简介

从信号处理的角度来看，此采样定理描述了两个过程：其一是采样，这一过程将连续时间信号转换为离散时间信号；其二是信号的重建，这一过程离散信号还原成连续信号。

连续信号在时间（或空间）上以某种方式变化着，而采样过程则是在时间（或空间）上，以T为单位间隔来测量连续信号的值。T称为采样间隔。在实际中，如果信号是时间的函数，通常他们的采样间隔都很小，一般在毫秒、微秒的量级。采样过程产生一系列的数字，称为样本。样本代表了原来地信号。每一个样本都对应着测量这一样本的特定时间点，而采样间隔的倒数，1/T即为采样频率，fs，其单位为样本/秒，即赫兹(hertz)。

信号的重建是对样本进行插值的过程，即，从离散的样本x[n]中，用数学的方法确定连续信号x(t)。

从采样定理中，我们可以得出以下结论：

如果已知信号的最高频率fH，采样定理给出了保证完全重建信号的最低采样频率。这一最低采样频率称为临界频率或奈奎斯特采样率，通常表示为fN

相反，如果已知采样频率，采样定理给出了保证完全重建信号所允许的最高信号频率。以上两种情况都说明，被采样的信号必须是带限的，即信号中高于某一给定值的频率成分必须是零，或至少非常接近于零，这样在重建信号中这些频率成分的影响可忽略不计。在第一种情况下，被采样信号的频率成分已知，比如声音信号，由人类发出的声音信号中，频率超过5 kHz的成分通常非常小，因此以10 kHz的频率来采样这样的音频信号就足够了。在第二种情况下，我们得假设信号中频率高于采样频率一半的频率成分可忽略不计。这通常是用一个低通滤波器来实现的。

混叠

如果不能满足上述采样条件，采样后信号的频率就会重叠，即高于采样频率一半的频率成分将被重建成低于采样频率一半的信号。这种频谱的重叠导致的失真称为混叠，而重建出来的信号称为原信号的混叠替身，

因为这两个信号有同样的样本值。

一个频率正好是采样频率一半的弦波信号，通常会混叠成另一相同频率的波弦信号，但它的相位和幅度改变了

以下两种措施可避免混叠的发生：

提高采样频率，使之达到最高信号频率的两倍以上；

引入低通滤波器或提高低通滤波器的参数；该低通滤波器通常称为抗混叠滤波器

抗混叠滤波器可限制信号的带宽，使之满足采样定理的条件。从理论上来说，这是可行的，但是在实际情况中是不可能做到的。因为滤波器不可能完全滤除奈奎斯特频率之上的信号，所以，采样定理要求的带宽之外总有一些“小的”能量。不过抗混叠滤波器可使这些能量足够小，以至可忽略不计。

9、采样保持器的作用：

计算机系统模拟量输入通道中的一种模拟量存储装置。它是连接采样器和模数转换器的中间环节。采样器是一种开关电路或装置，它在固定时间点上取出被处理信号的值。采样保持器则把这个信号值放大后存储起来，保持一段时间，以供模数转换器转换，直到下一个采样时间再取出一个模拟信号值来代替原来的值。在模数转换器工作期间采样保持器一直保持着转换开始时的输入值，因而能抑制由放大器干扰带来的转换噪声，降低模数转换器的孔径时间，提高模数转换器的精确度和消除转换时间的不准确性。一般生产过程控制计算机的模拟量输入可能是每秒几十点、几百点，对于大型系统甚至上千点,往往需要高速采样(如5000～10000点／秒)。为使这些模拟量信号逐个地送到模数转换器，而不至降低被测信号的真实性，必须采用采样保持器。在低速系统中一般可以省略这种装置。

10、采样周期的选择主义事项：

必须注意，控制周期的选取应与PID控制参数的整定综合考虑。选取控制周期时，一般应考虑下列几个因素：

（1）控制周期应远小于被控对象的扰动信号的周期。

（2）控制周期应比被控对象的时间常数小得多，否则无法反映瞬变过程。

（3）考虑执行器的响应速度。如果执行器的响应速度比较慢，那么过短的控制周期将失去意义。

（4）对象所要求的调节品质。在计算机运算速度允许的情况下，控制周期短，调节品质好。

（5）性能价格比。从控制性能来考虑，希望控制周期短。但计算机运算速度，以及A/D和D/A的转换速度要相应的提高，导致计算机的费用增加。

（6）计算机所承担的工作量。如果控制的回路数多，计算量大，则控制周期要加长，反之，可以缩短。

由上述分析可知，控制周期受各种因素的影响，有些事相互矛盾的，必须视具体情况和主要的要求作出折中的选择。

其他题目

例1：采用逐点比较法插补直线OP，起点坐标O(0，0)，终点坐标P(5，-4)，要求以表格形式给出插补计算过程，并画出插补运动轨迹。（10分）

解：插补运算过程如下

步数误差判别坐标进给误差计算终点判别

初始化F=0 ∑=5+4=9

1 F=0 +x F=F-y p= -4 ∑=∑-1=8

2 F<0 -y F=F+x p=1 ∑=∑-1=7

3 F>0 +x F=F-y p= -3 ∑=∑-1=6

4 F<0 -y F=F+x p=2 ∑=∑-1=5

5 F>0 +x F=F-y p= -2 ∑=∑-1=4

6 F<0 -y F=F+x p=3 ∑=∑-1=3

7 F>0 +x F=F-y p= -1 ∑=∑-1=2

8 F<0 -y F=F+x p=4 ∑=∑-1=1

9 F >0 +x F =F -y p =0 ∑=∑-1=0 End

例2、已知广义被控对象:1e 1

()1

Ts G s s s --=+, 给定T =1s (20分)

针对单位阶跃输入设计最小拍无纹波控制系统, 并画出系统的输出波形图。

解：广义对象脉冲传递函数为

[]1

11

1e 1()()110.632 (1)(1)10.368Ts G z G s s s z

z s s 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w =0,v =0(单位圆上除外), m =1。针对阶跃输入进行设计，故p =1。于是可设

10()Φz z c -=

0(1)1Φc ==

解得 01c =。

闭环脉冲传递函数为

1

1

e ()()1()1Φz z Φz Φz z

--==-=-

则 1

1e ()10.368()()()0.632(1)

Φz z D z Φz G z z ---==-

1

1231

()()()1z Y z R z Φz z z z z

-----===+++- 例3、已知广义被控对象为 （15分）

s Ts e s s e s G 2)

1(11)(--+-=

其中，T =1s 。期望的闭环脉冲传递函数中的时间常数取为T c =0.5s ,应用大林算法确定数字控制器。

解：广义对象脉冲传递函数为

[]45

141

11()()110.632 (1)(1)10.368Ts Ts e G z Z G s Z e s s z

z z Z s s z

------??

-==??

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

闭环系统理想脉冲传递函数为

45

1

10.865()0.5110.135Ts Ts e e z z Z s s z

----??-Φ==??+-?? 得大林控制器如下

1

15

()10.368() 1.369[1()]()10.1350.865z z D z z G z z z ---Φ-==-Φ--

例4 何为积分饱和现象？如何消除积分饱和现象？

答：在标准PID 位置算法中，控制系统在启动、停止或者大幅度提降给定值等情况下，系统输

出会出现较大的偏差，这种较大偏差，不可能在短时间内消除，经过积分项累积后，可能会使控制量u(k)很大，甚至超过执行机构的极限u max 。另外，当负误差的绝对值较大时，也会出现u

例5、已知控制系统的被控对象的传递函数为()(21)(1)s

e G s s s -=++，采样周期T ＝1s ，若

选闭环系统的时间常数0.5T s τ=，试用大林算法设计数字控制器()D z 。若出现振铃现象，修正数字控制器，消除振铃现象。（20分）

解：采样周期T =1s ，期望闭环脉冲传递函数为

2()0.512

s s

e e s s s --Φ==++

进而

2

1

120.865()210.368s s e e z z Z s s z ----??-Φ==??+-??

被控装置广义脉冲传递函数

211110.154(10.610)

()[](21)(1)(10.368)(10.607)

Ts s e e z z G z Z s s s z z -------+==++--

则

111121

1

1111() 5.617(10.368)(10.607)

()()1()(10.610)(10.3680.865)

5.617(10.368)(10.607)(10.610)(10.763)(1 1.131)

z z z D z G z z z z z z z z z z ----------Φ--==

-Φ+----=

++-

由振铃现象产生的原理知，用常规大林算法设计的被控对象为二阶的系统必产生振铃现象。在D(z)中的靠近z ＝－1的两个因子中令z ＝1来消除振铃现象，即

1111

1

1

1() 5.617(10.368)(10.607)

()()1()(10.610)(10.763)(1 1.131)

1.979(10.368)(10.607)

1 1.131z z z D z G z z z z z z ------Φ--==

-Φ++---=

-

例6：写出增量型PID 的差分控制算式。

答：增量型PID 控制算式可以写为

D 1P 112I [(2)]i i i i i i i i T T

u u K e e e e e e T T

----=+-+

+-+ 例7．什么是数字PID 位置控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点？（5分） 答：数字式PID 位置型控制算法每次输出的控制量表征执行机构的位置；数字式PID 增

量型控制算法每次输出的是控制量相对于上次控制量的增量。增量型算法不需要做累加，控制

量增量的确定仅与最近几次误差采样值有关，计算误差或计算精度问题对控制量的计算影响较小，增量型算法得出的是控制量的增量，误动作影响小，位置型算法的输出是控制量的全量输出，误动作影响大，采用增量型算法，易于实现手动到自动的无冲击切换。

例8．什么是平衡传输方式和不平衡传输方式？试比较两种方式的性能。

答：平衡传输方式是用双绞线传输信号，信号在双绞线中自成回路不通过地线，接收器是用双端差动方式输入信号；不平衡传输方式是用单线传输信号，以地线作为信号的回路，接收器是用单线输入信号；在不平衡传输方式中，信号线上所感应到的干扰河地线上的干扰将迭加后影响接收信号，在平衡传输方式中，双绞线上感应的干扰相互抵消，地线上的干扰又不影响接收端，平衡传输方式在抗干扰方面有较好的性能，并适合较远距离的数据传输。

例9 某系统的连续控制器设计为：D （S ）=U （S ）/E （S ）=（1+T 1S ）/（1+T 2S ），试用双线性变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器D （Z ），并分别给出三种方法对应的递推控制算法（12分）

解： 双线性变换法的数字控制器为：

D （Z ）=（1 + 2/T x (Z-1)/(Z+1)x T 1）/（1 + 2/T x (Z-1)/(Z+1)x T 2） = (T - 2T 1 +(T + 2T 1) x Z)/ (T - 2T 2 + (T + 2T 2) x Z) 对应的递推控制算法为：

u(k) = -(T - 2T 2)/(T + 2T 2) x u(k-1)+ (T + 2T 1)/(T + 2T 2) x e(k) + (T - 2T 1)/(T

+ 2T 2) x e(k-1)

前向差分法的数字控制器为：

D （Z ）=（1 + T 1 x (Z-1)/ T ）/（1 + T 2 x (Z-1)/ x T ） =（T - T 1 + T 1 x Z ）/ (T - T 2 + T 2 x Z) 对应的递推控制算法为：

u(k) = -(T - T 2)/ T 2 x u(k-1) + (T + T 1)/ T 2 x e(k) + (T - T 1)/ T 2 x e(k-1) 后向差分法的数字控制器为：

D （Z ）=（1 + T 1 / Z x (Z-1)/ T ）/（1 + T 2 / Z x (Z-1)/ x T ） =（T x Z - T 1 + T 1 x Z ）/ (T x Z - T 2 + T 2 x Z) 对应的递推控制算法为：

u(k) = T 2 / (T + T 2) x u(k-1) + (T + T 1)/ (T + T 2) x e(k) - T 1 / (T + T 2) x e(k-1)

例10 如何利用试凑法调整PID 算法的参数？

答：(1)先整定比例部分：将比例系数K P 由小调大，并观察相应的系统响应趋势，直到得到反映快、超调小的响应曲线。如果系统没有静差或静差已小到允许范围之内，同时响应曲线已较令人满意，那只须用比例调节器即可，最优比例系数也由此确定。

(2)如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足设计要求，则须加入积分环节。整定时一般先置一个较大的积分时间系数T I ,同时将第一步整定得到的比例系数K P 缩小一些(比如取原来的80%)，然后减小积分时间系数使在保持系统较好的动态性能指标的基础上，系统的静差得到消除。在此过程中，可以根据响应曲线的变化趋势反复地改变比例系数K P 和积分时间系数T I ,从而实现满意的控制过程和整定参数。

(3)如果即使有比例积分控制器消除了偏差，但动态过程仍不尽满意，则可以加入微分环节，构成PID 控制器。在整定时，可先置微分时间系数T D 为零，在第二步整定的基础上，增大微分时间系数T D ，同时相应地改变比例系数K P 和积分时间系数T I ，逐步试凑，以获得满意的调节效果和控制参数。

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

汽车电子控制技术试卷答案..

《汽车电子控制技术》课程试卷 一、填空题（每空1分，共30分） 1、汽车发动机电子控制燃油喷射系统由、和三个子系统组成。 2、发动机电子控制燃油喷射系统按喷射时序可分为、和。 3、在汽车发动机电控系统中常用的传感器有：、转速传感器、曲轴位置传感器、、、、和车速传感器。 4、怠速控制的内容一般有：、和。 5、现代汽车常用的排放净化装置有：、和。 6、液力变矩器主要由、和组成。 7、ABS系统主要由、和三部分组成。 8、电子控制液压动力转向系统由、和组成。 9、根据碰撞类型，安全气囊可以分为和；根据气囊的数目可以分为、和多气囊。 二、判断题（每题1分，共10分） 1、大多数EFI系统采用的是外装式燃油泵。（） 2、在低温发动机起动暖机后，怠速空气调整器的通路打开，供给暖机时所需的空气量便进入进气歧管，此时发动机的转速较正常值高，称为高怠速。（） 3、曲轴位置传感器的作用是采集曲轴转角和发动机转速信号，以确定喷油时刻和点火时刻。（） 4、怠速修正时，当进气压力增大或发动机转速降低ＥＣＵ减少喷油量。（） 5、发动机电子点火提前角由基本点火提前角和修正点火提前角组成。（） 6、一般在液力变矩器中，泵轮的叶片数目应当等于涡轮的叶片数目，以使液力变矩器工作平稳。（） 7、制动压力调节器根据ABS ECU的指令来调节个各车轮制动器的制动压力。（） 8、自动变速器主要根据节气门信号和车速信号决定何时换档、换什么档。（） 9、在雨、冰、雪等路面条件下，不能使用循行驾驶系统。（） 10、当不是使用钥匙或摇控器打开行李箱盖时，报警系统将工作。（） 三、选择题（每题3分，共30分） 1、MPI是（）系统的简称。（）

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、

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

汽车电子控制技术期终试卷A及答案卷

XXXXXX学校 2015 —2016 学年第一学期 班级 汽车电子控制技术学科期末试卷A 成绩 一、选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分) 1．自动变速器主要有液力变矩器、齿轮变速器和（）组成。 （A）液压控制系统（B）离合器（C）液压油泵（D）制动器2．从部件上看，电控汽油喷射系统主要由（）三部分组成。 （A）进气系统、节气门、ECU （B）供油系统、进气系统、ECU （C）进气系统、汽油喷射系统、节气门 （D）化油器、进气系统、ECU 3．汽车电器系统特点是（）。 （A）低压、直流、单线制 （B）直流、单线制、负极搭铁 （C）低压、单线制、负极搭铁 （D）低压、直流、单线制、负极搭铁。 4．汽车中电子控制单元又称：（）。 （A）CPU （B）ECU （C）ABS （D）ASR 5．电子控制点火系统由（）直接驱动点火线圈进行点火。 （A）ECU （B）点火控制器（C）分电器（D）转速信号 6．只有在变速器的换挡杆位位于（）档位时，才能起动发动机。 （A）D档（B）L档（C）R档（D）P档 7.直接测量方式电控系统采用（），直接测量出单位时间汽油发动机吸入空气的质量流量或体积流量，然后根据发动

机转速，计算每一工作循环吸入的空气量。 （A）空气流量计（B）进气歧管压力传感器（C）氧传感器（D）上述都不对 8.一般来说，缺少了()信号，电子点火系将不能点火。 （A）进气量（B）水温（C）转速（D）上止点 9．对喷油量起决定性作用的是( )。 （A）空气流量计(B）水温传感器(C）氧传感器(D）节气门位置传感器 10．采用三元催化转换器必须安装( )。 （A）前氧传感器(B）后氧传感器(C）前、后氧传感器(D）以上都不对11．.不是汽车安全系统的是（）。 （A）安全气囊（B）安全带（C）自动空调系统（D）防抱死制动系统 12．照明系统中，灯光光色不是为白色的是（）。 （A）前照灯（B）雾灯（C）倒车灯（D）牌照灯 13.电子控制电动式转向系统采用（）。 （A）液压装置（B）电动机（C）气动装置（D）电磁阀 14．发动机工作时，ECU根据发动机（）信号确定最佳闭合角。 （A）转速信号（B）电源电压（C）冷却液温度（D）A和B 15．车轮速度传感器出现故障，以下( )项不可能是故障原因。 （A）传感头脏污（B）传感头与齿圈间隙不符要求 （C）线圈断路（D）制动盘磨损严重 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共15分） 1、电控燃油喷射系统根据工作情况总体上可分

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

《汽车电子控制技术》期末考试试卷(B卷答案)

广东省工业贸易职业技术学校2009/2010学年第二学期 《汽车电子控制技术》期末考试试卷（B卷答案） 班级姓名学号 一、填空题（每空1分，共20分） 1.当今汽车技术发展的主要方向是_安全_、_环保_和_节能_. 2.电控液力自动变速器的基本组成有液力变阻器、齿轮变速机构、换挡执行机构.液 压控制系统和电子控制系统组成. 3.行星齿轮机构由_太阳轮_、_内齿圈_、行星架_、和行星齿轮组成. 4.汽车防抱死制动系统的主要作用就是把滑动率控制在_10%～30%_之间. 5.主动悬架控制系统可分为_油气悬架_和__空气悬架_。 6.电子巡航控制系统主要由_主控开关_、_车速传感器_、_巡航ECU_和_执行器_. 7.安全气囊系统由_气囊_、_气体发生器_、碰撞传感器和ECU等组成. 二、单项选择题（每题5分，共50分） 1.下列哪个部分不属于防抱死制动系统。( D ) A. 车轮转速传感器 B. ABS ECU C. 制动压力调节装置 D. 离合器 2.下列关于安全气囊使用的说法错误的是：（ D ）。 A.安全气囊警示灯不亮，或点亮超过8S，表明该系统工作不正常； Ｂ.安全气囊只能工作一次 Ｃ.车辆报废时，安全气囊一定要拆下在车外引爆处理 Ｄ.安全气囊只要没有打开工作，就可以一直在车辆上使用 3.下列关于ABS和ASR的比较，说法不正确的是：（C ）. Ａ.都是用来控制车轮对地面的滑动

Ｂ.ABS控制的是所有的车轮，ASR控制的只是驱动轮 Ｃ.ABS一般在汽车出现滑转时起作用，ASR只在汽车出现滑移时起作用 D.都可以通过控制车轮制动力的大小来控制驱动车轮相对地面的滑动 4.自动变速器的基本组成不包括下列哪项（ C ） A.液力变矩器 B. 离合器 C. 变速器齿轮机构 D.换挡操纵机构 5.EFI是指（ B ）。 A. 巡航控制系统 B. 电控汽油喷射系统 C.全球定位系统 D.安全气囊系统 6.ASR是指（A ）。 A. 驱动防滑控制系统 B. 电控悬架系统 C. 自动空调系统 D.安全气囊系统 7.不是汽车安全系统的（C）。 A.安全气囊 B.安全带 C.自动空调系统 D.防抱死制动系统 8.汽车制动时,理想的滑移率（ A ）。 A．10%-20% B. 0%-5% C. 40%-60% D. 70%-100% 9. 在自动变速器换挡杆中 D 表示（ C ）。 A．驻车挡。

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。

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。

汽车电控技术试题(A卷)2018

~ 笑嘻嘻职业学院2017-2018学年上学期期末考试 《汽车电控技术》试卷 专业汽车维修、营销年级16级任课教师 姓名学号班级 考试方式(闭卷/开卷)：闭卷考试时量：120分钟试卷编号(A卷): 一、选择题：（每题2分×20=40分） 1.传感器的信号电压为（） ， 2.哪个不是曲轴位置传感器的类型（） A.光电式 B.霍尔式 C.电磁感应式 D.压电式 3.电控系统不包括（） A.传感器 C.执行器D.节温器 4.大众系列电路图中的15号线为（） A.常火线 B.受点火开关控制的火线 C.搭铁线 D.大容量电器火线 5.继电器里面的86脚为（） A.继电器的常火线 B.线圈正极供电 C.线圈搭铁 D.空脚 { 6.执行ECU指令的是（） A.传感器 B.继电器 D.执行器 7.以下传感器中，采用冗余设计的传感器是（） A.油门位置传感器 B.燃油压力 C.水温传感器 D.氧传感器 8.无源传感器是指没有（） A.电阻 B.供电 C.电容 D.信号 9.以下哪个不是电控发动机的控制系统（） A.燃油供给系统 B.点火系统 C.辅助控制系统系统 、 10.节气门位置传感器信号电压的特点是（）

倍关系 B.和值为5V C.和值为12V D.没有规律 11.下列属于执行器的是（） A.水温传感器 B.喷油器 D.发电机 12.喷油量的多少主要取决于（） A.油箱油量 B.油泵电压 C.喷油脉宽 D.油泵的泵油能力 13.单缸独立点火系统点火线圈为4线，1根12V供电，两根搭铁，另一根为（） A.传递信号给ECU B.受ECU控制的信号线 C.屏蔽线 D.次级供电 ) 14.单缸独立点火系统由（）直接驱动点火线圈进行点火。 B.分缸线 C.火花塞 D.转速信号 15.一般来说，缺少（）信号发动机将不能点火。 A.爆震 B.进气温度 C.曲轴位置 D.下止点 16.点火闭合角主要对（）加以控制。 A.通电电压 B.通电电流 C. 通电时间 D.通电大小 17.发动机启动前，ECU控制的步进电机处于（） 步级步级步级步级 — 18.双缸同时点火是指（） A .1、4和2、3缸同时点火、2和3、4缸同时点火 、3和2、4缸同时点火 D .1、2、3、4缸同时点火 19. 废弃再循环的作用是抑制（）的产生。 A .CO B. CO2 C .NO X 20.爆震传感器安装在（） A. 二、判断题：（每题1分×30=30分） 利用电脉冲的宽度来控制每次喷油器打开的时间，从而控制喷油量。（） 2. 初级点火线圈通电的瞬间，次级点火线圈中感应出高压电（） 3.三元催化器和氧传感器在发动启动的瞬间就进入正常工作状态。（） - 4.点火开关打开后，发动机故障灯亮，说明发动机存在故障，应赶快修理。（） 5.前氧传感器的作用是检测废气中氧的含量，用来修正喷油。（） 6.速传感器的作用是用来测量汽车的行驶速度。（） 7.二次空气喷射的目的是利用燃烧后的高温，是废气中残留的HC和CO再次燃烧。（） 8.不同车型解码器诊断插头的针脚数一样，脚的功用也相同。（） Ⅱ诊断插头有16个针脚。（） 、P0645、P1388、P0113都不是故障码。（） 11.空气流量计和进气压力传感器都是检测进气量的多少（） 《 12.无源传感器相当于一个发电机。（） 13.安全气囊拆装时，只要发动机熄火就可以进行（） 14.传感器检测时，可用探针、回形针等从线边缘将电引出，方便测量（）

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