计算机控制系统作业参考答案

《计算机控制系统》作业参考答案

作业一

第一章

1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。

答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件

部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。

图1.3-2 典型的数字控制系统

1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。

答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型：

①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的

参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。

②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律

外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、

自学习,最优控制等复杂的控制。

③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制

功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算

机提供最佳给定值和最优控制量等。

④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督

计算机和CRT操作站相连。

1.3.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？

答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。

与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点：

(1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标.

(3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。

(5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。

(6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度.

(7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。

第二章

2.1.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点?

答：在计算机控制系统中，通常既有连续信号也有离散信号，这些信号一般是信息流,而不是能量流。

可分为四种形式：⑴ 连续模拟信号：时间和信号的幅值都是连续的。

⑵ 阶梯模拟信号：时间是连续的，信号的幅值是阶梯形的。 ⑶ 采样信号：时间是离散的，信号的幅值是连续的脉冲信号。

⑷ 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。

2.2.采样信号的频谱和原连续信号的频谱有何不同？

答：采样信号的频谱和原连续信号的频谱的区别：

①通常，连续信号带宽是有限的，频率的极限值wmax, 它的频谱是孤立的。采样信号的频谱是以ωs 为周期的无限多个频谱所组成。

②∣y(jw)∣和∣y*(jw) ∣形状相似。幅值只差一个比例因子1/T(又称为采样增益)。

2.3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述零阶保持器的特点。

答：保持器的原理是根据现在时刻或过去时刻输入的离散值,用常数、线性函数或抛物函数形成输出

的连续值。零阶保持器有如下特性：

①低通特性：保持器的输出随着信号频率的提高，幅值迅速衰减。

②相位滞后持性：信号经过零阶保持器会产生相位滞后，它对控制系统的稳定性是不利的。

2.4.试求下例函数的Z 变换：(采样周期为T)

答：

（1）f (t)1(t T)=- （2）9t t 0f (t)0

t 0

≥⎧=⎨

<⎩

1

()1

F z z =

- 2

9()(1)Tz F z z =- （3）k 1

a k 1,2,3,f (k)0k 0-⎧=⋅⋅⋅

=⎨

≤⎩ （4）at e sin 2t t 0

f (t)0

t 0

-⎧≥=⎨

<⎩ ()()z

F z a z a =- 22sin 2()2cos 2aT aT aT

ze T F z z ze T e ---=-+

2.5.设函数的La 氏变换如下，.试求它们的Z 变换:

答：

（1）s 3F(s)(s 2)(s 1)+=

++ （2）2

1

F(s)(s 5)=+

22()T T

z z

F z z e z e ---=+-- 552()()T T Tze F z z e --=-

（3）3

1

F(s)s

=

（4）210F(s)s (s 1)=+ 23(1)()2(1)T z z F z z +=- 21010(1)()(1)(1)()

T T

Tz e z

F z z z z e ---=---- （5）210

F(s)s 16

=

+

2

2.5sin 4()2cos 41

z T

F z z z T =-+

2.6已知函数的Z 变换如下，.试求它们的y(kT):

答：（1）2

z

Y(z)z 1

=

- （2）2z Y(z)(z 1)(z 2)=-- 1(1)()22k y kT -=- ()21k

y kT k =--

（3）22z Y(z)(z 1)(z 2)=++ （4）1

Y(z)z(z 0.2)

=-

()2(1)4(2)k k y kT =--+- ()25(0.2)k y kT =

（5）20.6z

Y(z)z 1.6z 0.6

=++ （6）1111

13z 3z Y(z)(10.5z )(10.8z )-----+=-- () 1.5(0.6) 1.5(1)k k y kT =--- 3531()0.50.836

k k

y kT =-

+ （7）412z Y(z)(1z )--=- （8）aT aT 2

Te z

Y(z)(z e )

--=- ()3y kT k =- ()akT y kT kTe -=

2.7求下列函数的初值和终值：

答：（1） 2.7z

F(z)z 0.8

=- （2）221.6z z F(z)z 0.8z 0.5-=-+

(0) 2.7

()0

y y =∞= (0) 1.6

()0y y =∞=

作业二

第三章

3.1 已知差分方程x(kT)ax(kT T)1(kT)--= ，又知x(kT)0(k 0);1a 1=<-<<.试用Z 变换法求

x(kT)和x(∞)。

答：

1()11

()1k

a x kT a x a

-=

-∞=

-

3.2 已知2

2z F(z)z 1.2z 0.2

=++ ,试用长除法和Z 反变换法求解f(kT)。

答：1

234()1 1.2 1.24 1.248 1.2496f kT z

z z z ----=-+-+-⋅⋅⋅

(0.2)5

()(1)44

k k f kT -=-+-

3.3 已知差分方程y(k 1)2y(k)0,y(0)1++==，⑴ 用递推法求y(k)的前三项。⑵ 用反变换法求解

y(k)。

答：（1）(1)2

(2)4(3)8y y y =-==-

（2）()(2)k

y kT =-

3.4 用Z 变换法求解下例差分方程:

答：（1）k

f (k 1)f (k)a

,f (0)0++==

()(2)k y kT =-

（2）f (k 2)3f (k 1)2f (k)

r(k)+-++=其中f (0)f (1)0==，且k 0< 时f (k)0=;

0k 0r(k)1

k 0,1,2,<⎧=⎨

=⋅⋅⋅

⎩

()12k f kT k =--+

（3）y(k)2y(k 1)k 1+-=- 其中 y(0)

1=

10(2)13()9

k k

y kT --+=

3.5 利用劳斯判据，决定下列单位负反馈系统闭环稳定时，K 的取值范围。 （1） k K(0.1z 0.08)

G (z)(z 1)(z 0.7)

+=

-- 答：0 3.75K <<

(2) k K(0.1z 0.08)

G (z)z(z 1)(z 0.7)

+=

-- 答：0 1.23K <<

3.6 已知下列系统的特征方程，试判别系统的稳定性。

（1） 2

z

1.5z 90++= 答：系统不稳定。

（2） 3

2

z 2z 2z 0.50-+-= 答：系统不稳定。 （3） 3

2

z 1.5z 0.25z 0.40--+= 答：系统稳定。

3.7 设离散系统的框图如图所示，试确定闭环稳定时K 的取值范围. （其中T=1s,K1=2 T 1=1)

题图3.7 单位反馈闭环系统框图

答：

20.736( 1.717)()(1)(0.368)

(0.736 1.368)(0.368 1.264)000.5

z HG z z z z z K K K +=

--+-++=<<

3.8 用长除法或Z 反变换法或迭代法求下列闭环系统的单位阶跃响应。 （1） c 2z 0.5

G (z)3(z z 0.5)

+=

-+

答：11

()()(2)()0.5(2)36y kT r kT T r kT T y kT T y kT T =

-+-+-+- 即：157

()(2)(3)366

y T y T y T ===⋅⋅⋅

（2） c 20.5z

G (z)z z 0.5

=-+

答：

1234567()0.5 1.25 1.25 1.1250.9375(0)0,()0.5,(2)1,(3) 1.25,(4) 1.25,(5) 1.125(6)1,(7)0.9375,Y z z z z z z z z y y T y T y T y T y T y T y T -------=+++++++⋅⋅⋅========⋅⋅⋅

（3）c 0.05(z 0.904)

G (z)(z 1)(z 0.819)0.05(z 0.904)

+=

--++

答： ()0.05()0.045(2) 1.769()0.864(2)y kT r kT T r kT T y kT T y kT T =-+-+---

(0)0,()0.05,(2)0.183,(3)0.376,y y T y T y T ====⋅⋅⋅

3.9 开环数字控制系统如图所示，试求Y(z)、y(0)、y(∞).已知：1E(s)s

=

（1）数字调节器: u(k)u(k 1)e(k 1)=--+-

被控对象： 1Gp(s)s

=

（2）数字调节器: u(k 1)0.5e(k 1)0.95e(k)0.995u(k)+=+-+

被控对象： p 1

G (s)(s 1)(s 2)

=++

答： （1） 2

()()(0)0(1)(1)Tz

Y z y y z z =

∞=∞=+-

（2）

20.50.95

()[

]

2(1)2()0.995()45(0)0

T T z z z z Y z z z e z e z y y ---=-+----∞=-=

3.10 设系统如图所示，试求系统的闭环脉冲传递函数。

答：

1212()()

()1()()

G z G z G z G z G z =

+

3.11 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。

答：

（1）21.70.3

()0.70.3

B z G z z z +=

++

（2）系统稳定。 （3）单位阶跃输入

0ss e =

单位斜坡输入时

0.5ss e = 第四章

4.1 已知系统的运动方程，试写出它们的状态方程和输出方程： （1）(3)

(2)

y

5y

y 2y u 2u •

•

+++=+

答：

[]112233123010000112153100x x x x u x x x y x x •••⎡⎤

⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

----⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦

⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

（2）(3)

(2)

y

3y

2y u •

++=

答：

[]112233123010000100231100x x x x u x x x y x x •••⎡⎤

⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦

⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

（3）(3)

(2)

(2)

y

3y

2y y u

2u u •

•

+++=++

答：

[]112233123010100111232100x x x x u x x x y x x •••⎡⎤

⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

---⎣⎦⎣⎦⎣⎦

⎢⎥⎣⎦

⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

4.2 已知下列系统的传递函数, 试写出它们的状态方程和输出方程：

（1）232s 2s 5

G(s)3s 6s 9s 15

++=+++

答：

112233123010000105321521333x x x x u x x x y x x •••⎡⎤

⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

---⎣⎦⎣⎦⎣⎦

⎢⎥⎣⎦

⎡⎤

⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

⎢⎥⎣⎦

（2）325s 2

G(s)s 3s 2s 5

+=

+++

答：

[]112233123010000105231250x x x x u x x x y x x •••⎡⎤

⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

---⎣⎦⎣⎦⎣⎦

⎢⎥⎣⎦

⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

4.3 已知系统的传递函数322s 1

G(s)s 7s 14s 8

+=

+++ , 试写出其状态方程,使状态方程为对角阵。

答：

11223312310010201004113732

6x x x x u x x x y x x •••⎡⎤

⎢⎥-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦

⎡⎤

⎡⎤⎢⎥=--⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦

4.4 已知系统的传递函数2322s 6s 5

G(s)s 4s 5s 2

++=+++ , 试写出其状态方程,使状态方程为若当标准型。

答：

[]112233123110001010021111x x x x u x x x y x x •••⎡⎤

⎢⎥-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦

⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

4.5已知下列离散系统的差分方程为： （1）y(k 2)3y(k 1)2y(k)4u(k)++++=

（2）y(k 2)5y(k 1)3y(k)u(k 1)2u(k)++++=++ 输出为y(k),, 试分别写出它们的状态方程和输出方程。 答：

（1） []112212()01()0()()23()4()()10()x kT T x kT u kT x kT T x kT x kT y kT x kT +⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤

=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦

⎡⎤

=⎢⎥

⎣⎦

（2）

[]112212()01()1()()35()3()()10()x kT T x kT u kT x kT T x kT x kT y kT x kT +⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤

=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+---⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦

⎡⎤

=⎢⎥

⎣⎦

4.6 已知离散系统脉冲传递函数22z 2z 1

G(z)z 5z 6

++=++ ,试分别用直接程序法和分式展开法求系统的离散状

态方程。

答：直接程序法

[]112212()01()0()()65()1()()53()()x kT T x kT u kT x kT T x kT x kT y kT u kT x kT +⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤

=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦

⎡⎤

=--+⎢⎥⎣⎦

分式展开法

[]112212()20()1()()03()1()()14()()x kT T x kT u kT x kT T x kT x kT y kT u kT x kT +-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤

=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦

⎡⎤

=-+⎢⎥⎣⎦

4.7 求解下系统的时间相应。已知：001X X (t)340•

⎡⎤⎡⎤

=+δ⎢

⎥⎢⎥

--⎣⎦⎣⎦

, 初始状态X(0)=0 答：

1421()33()44t x t x t e -⎡

⎤⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-⎣⎦

⎣⎦

4.8 设系统的状态方程：X(k 1)FX(k)Gu(k)+=+ y(k)CX(k)=

[]011F ,G ,C 100.1611⎡⎤⎡⎤

===⎢⎥⎢⎥

--⎣⎦⎣⎦

已知输入：u(k)=1 ,(k ≥0)

初始状态: 12x (0)1X(0)x (0)1⎡⎤⎡⎤

==⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦

试求：（1）系统的状态转移矩阵F k

；(2) 状态方程的解X(k)；(3)系统的输出y(k)。

答：（1）

4(0.2)(0.8)5(0.2)5(0.8)33()0.8(0.2)0.8(0.8)(0.2)4(0.8)33k k

k k k

k k k k

kT F φ⎡⎤

------⎢⎥⎢

⎥==--+---+-⎢⎥

⎢⎥⎣

⎦

（2）

12() 3.185(0.8) 2.83(0.2) 1.389() 1.956(0.8)0.567(0.2)0.389k k k k

x kT x kT ⎡⎤

---+⎡⎤=⎢⎥⎢⎥--+-+⎣⎦⎣⎦

（3）

1()() 3.185(0.8) 2.83(0.2) 1.389k k y kT x kT ==---+

4.9 已知离散系统的状态空间表达式，[]10.5 1.2X(k 1)X(k)u(k)0.210.5y(k)10X(k)

⎡⎤⎡⎤

+=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦

= ，初始状态X(0)=0 试求系统的Z 传递函数: Y(z)

G(z)U(z)

= 答：

2() 1.20.95

()()20.9

Y z z G z U z z z -=

=-+

4.10 已知离散系统的状态方程: 0.40.60.6X(kT T)X(kT)u(kT)0.60.60.4-⎡⎤⎡⎤

+=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦

，

试判断系统的稳定性。 答：系统稳定。

作业三

第五章

5.1已知连续系统的传递函数: （1）2G(s)(s 1)(s 2)=

++；（2）s a

G(s)s(s b)

+=+，试用冲击不变法﹑阶

跃不变法﹑零极点匹配法﹑双线性变换法、差分变换法，将上述传递函数转换为等效的Z 传递函数. 取

采样周期T=0.1s. 答：

（1）冲击不变法 222()T T

z z

G z z e z e

--=--- （2）阶跃不变法 222()(1)(1)bT

a Tz

b a z a b z

G z b z b z b z e ---=

++---

5.2 已知比例积分模拟调节器D(s)=Kp+Ki/s ,试用后向差分法和双线性变换法求数字调节器D （z ）及其

控制算法。

答：后向差分法 ()1

i p K Tz

D z K z =+-

双线性变换法 (1)

()2(1)

i p K T z D z K z +=+

-

5.3 已知Z 传递函数z 0.7

G(z)z 0.2

+=

- ,试分析其频率特性，并判断它是低通滤波器还是高通滤波器。

答：

1

1

0.7()0.2

sin sin ()()cos 0.7cos 0.2

j T j T

j T

j T e G e

e T T

G e tg tg T T ωωωωωωϕωωω--+=-=

=--+-

具有高通特性。

5.4 已知系统的差分方程为: y(k)0.8y(k 1)x(k)2x(k 1)=-++- , 其中x (k)为输入序列，y (k) 为

输出序列. 试分析其频率特性.

答：

1

1

2()0.8

sin sin ()()cos 2cos 0.8

j T j T

j T

j T e G e

e T T

G e tg tg T T ωωωωωωϕωωω--+=-=

=--+-

具有高通特性。

5.5 已知低通滤波器0.5266z

D(z)z 0.4734

=

- , 求D （z ）的带宽ωm .. 取采样周期T=2ms 。

答： 695/m s ω=弧度

5.6 已知广义对象的Z 传递函数0.05(z 0.7)HG(z)(z 0.9)(z 0.8)

+=

--,试设计PI 调节器D(z)=Kp+Ki/(1-z -1

)，使

速度误差e ss =0.1 ，取采样周期T=0.1s 。 答： 1

0.235

() 2.1151D z z

-=+-

5.7 已知10.15s

D(s)0.05s

+=

,写出与它相对应的PID 增量型数字控制算法。

答： ()20()3()3()

()()()

u kT Te kT e kT e kT T u kT u kT T u kT ∆=+--⎧⎨

=-+∆⎩

第六章

6.1 试述在最少拍设计中，系统的闭环Z 传递函数Gc(z)和误差Z 传递函数Ge(z)的选择原则。

答：最少拍设计中，系统的闭环Z 传递函数Gc(z)和误差Z 传递函数Ge(z)的选择原则： （1）为了保证D(z)的可实现性，应选择Gc(z)含有HG(z)的Z-r 因子。

（2）为了保证D(z)的稳定性，应选择Gc(z)具有与HG(z)相同的单位圆上(除Z ＝l 外)和单位圆外

的零点。

（3）为了保证系统的稳定性，应选择Ge(Z)含有 的因子，pi 是HG(z)的不稳定的极点。

因为： 只能用Ge(z)的零点来抵消HG(z)中不稳定的极点.

（4）为了使调节时间最短(最少拍)，应选择Ge(z)中含有(1-Z-1)m

因子(m ＝l ，2，3)是典型输入

信号Z 变换R(z)中分母的因子。 （5）保持Ge(z)与Gc(Z)有相同的阶次。

6.2 最少拍控制系统有哪几种改进设计方法。

答：最少拍控制系统改进设计方法有：

调节器的设计方法的改进:惯性因子法，延长节拍法，换接程序法。

6.3 已知不稳定的广义对象：1

1

2.2z HG(z)1 1.2z

--=+, 试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器。 答：0.2 1.2

() 2.2(1)

z D z z -+=

-

c e G (z)1G (z)

=-1i (1p z )--c e G (z)D(z)HG(z)G (z)=

6.4 已知的广义对象Z 传递函数: 111110.265z (1 2.78z )(10.2z )

HG(z)(1z )(10.286z )

-----++=--，试设计单位阶跃作用下的

最少拍无波纹调节器。 答：

112

0.83(10.286)

()10.780.12z D z z z

----=++

6.5 设系统的结构如下图所示，被控对象d 10

W (s)s(10.1s)(10.05s)

=

++ ,采样周期T=0.2s , 试设计单

位阶跃作用下的最少拍调节器D(z)。

答：

1111111

1

110.761(1 1.133)(10.047)

()(1)(10.018)(10.135)0.616(10.018)(10.135)()(10.531)(10.047)

z z z HG z z z z z z D z z z ----------++=

-----=

++

6.6 已知被控对象1

G(s)s(s 2)

=

+ ,采用零阶保持器，采样周期 T=0.1s .试用W 变换法设计数字调节器，

要求相位裕度γ=50°,幅值裕度Kg>10dB,速度稳态误差系数K v =5s -1

。

答：

110.018(1)()(1)(0.819)

5

10.622()()110.305(1)

2

1.92(10.851)()(10.714)K K K z G z z z w

G w D w w

w w z D z z --+=

--+=

=

++-=

-

6.7 已知被控对象的传递函数10s

e G(s)100s 1

-=+ ，取采样周期 T=5s . 试用大林算法设计数字调节器D(z),

期望的闭环传递函数为10s

c e G (s)20s 1-=+ 。

答： 113

4.51(10.951)

()10.7790.221z D z z z ----=--

计算机控制系统课后习题附标准答案

1 计算机控制系统概述 习题参考答案 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。 4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。 软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 (1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。系统软件包括： a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等； b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序； c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装 2

计算机控制系统课后习题答案

1-1 什么是计算机控制系统？画出一个实际计算机控制系统原理结构图，并说明一个计算机控制系统由哪些部分组成及各部分的作用。 利用计算机参与控制的系统称为计算机控制系统。 1-2 简述计算机控制系统的控制过程。 实时数据采样 实时计算控制量 实时控制 实时管理 1-3 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，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：生产过程和计算机系统直接连接，并接受计算机直接控制的方式称为在线或联机方式。 (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的方式叫做“脱机”方式或“离线”方式。 1-4 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？ 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。 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。 (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)。 (4)生产过程装置 a.测量变送单元：为了测量各种参数而采用的相应检测元件及变送器。 b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构。 人机 联 系 设 备计算机通用外部设备接口多路开关测量变送 . . .生产对 象A/D 接口D/A 测量变送 测量变送 . . .. . .多 路 开 关执行机构. . . 执行机构执行机构. . .. . .接口接口开关量开关量主机外部设备输入输出通道生产过程装置 1.5 计算机控制系统的软件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。 系统软件包括： a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等； b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序； c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数据管理系统等； d.信息处理：指文字翻译、企业管理等。 (2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。 应用软件包括：

计算机控制作业答案解析

第一章作业 课本(p.12)题2．计算机控制系统由哪几部分组成？请画出计算机控制系统的组成框图。 答：计算机控制系统由计算机主机系统、模拟量输入输出接口、数字量输入输出接口、键盘显示接口、打印接口和通信接口等部分组成。 课本(p.12)题4. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的`方式称为在线方式或联机方式；生产

过程不和计算机直接连接，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，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，控制也就失去了意义。实时地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，但一个实时控制系统必定是在线系统。 补充题1. 两种USB口的特点及区别？通用指标，传输模式，USB器件，硬件接口。 答： 两种USB的特点： (1)USB接口支持设备的热插拔功能,采用菊花式的连接. (2)USB有2电源线（5V）,2数据线,采用差分信号传输,可为连接在其上的设备提供5V电压/100mA电流的供电,最大可提供500mA的电流. (3)一个USB控制器可以连接多达127个外设,而两个外设间的距离（线缆长度）可达5米. 两种USB的区别:协议不同,USB1.1传输速率是12Mbps,USB2.0传输速率是480Mbps.

补充题2. 光驱、硬盘、软驱的总线形式。 答： (1)光驱:IDE，ATA/ATAPI，SCSI，USB，内部并行总线. (2)硬盘:IDE，SATA，SCSI，内部并行总线. (3)软驱:软驱分内置和外置两种,内置软驱使用专用的FDD 接口,而外置软驱一般用于笔记本电脑,使用USB接口. 补充题3. I2C、SPI、SCI总线的特点？ 答： (1)I2C总线由数据线SDA与时钟线SCL两条线构成通信线路，既可以发送数据也可以接收数据，在CUP与被控IC之间，IC与IC之间都可以进行双向传送，最高传输速度为400Kbps. (2)SPI是一个环形总线结构,是一种标准的四线同步双向串行总线,在SCK的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换,可以同时发出和接收串行数据. (3)SCI是一种通用异步通信接口UART. SCI模块采用标准非归零（NRZ）数据格式,能够实现多CPU之间或同其他具有兼容数据格式SCI端口的外设进行数据通信. 第二章作业 PC总线

计算机控制系统作业参考答案

《计算机控制系统》作业参考答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件 部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 图1.3-2 典型的数字控制系统 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的 参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律 外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、 自学习,最优控制等复杂的控制。 ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制 功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算 机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督 计算机和CRT操作站相连。 1.3.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？ 答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。 与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点： (1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标. (3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。 (5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。 (6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度. (7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。

计算机控制系统习题及答案

1.采样频率越高，采样数据描绘的曲线实际曲线。为了提高控制精度，应尽可能。 2.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。 3.在PID调节器中，比例系数KP的确定比微分和积分系数更重要，因为它关系到______。 4.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______。 5.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__ _。 6.线性插值法最根本的问题是____________________。 7.CD4051是________路________向多路开关，当其INH端接_____伏时，芯片被选通。 8.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_______。 9.步进电机的步距角指________,齿距角指______，拍是指________。 10.3相（A、B、C）步进电机有3种通电方式，是，和。 二、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。（） 三、简答题（本题共6 小题，共35 分） 1.（本题6 分）简要说明多路开关的主要特点。 2.（本题6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6分）写出数字PID控制算法的位置式和增量式两种标准算法 4.（本题6分）平均滤波有几种？并说明各自的特点。 5.（本题6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？ 6.（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麽？ 四、设计题（本题共1 小题，共25 分） 设某步进电机为A、B、C、D四相。 说明图中芯片4N25、达灵顿管T的作用。（3分） 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）

计算机控制系统课后习题答案

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计算机控制系统部分习题参考答案1

第一章 1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？ 答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。 按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。（2）直接数字控制（简记为DDC）。（3）监督控制（简记为SCC）。（4）分级控制。（5）集散控制。（6）计算机控制网络。 按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。（3）有限拍控制。（4）复杂规律控制。（5）智能控制。 1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。 答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。 方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统 1.9 简述采样定理及其含义。 答：采样定理：如果采样角频率=2/T大于2，即≥2，则采样的离散信号 (t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。式中是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。 含义：要使采样信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采样 角频率，使≥ 1.10 多路巡回检测时，采样时间，采样周期T和通道数N之间的关系。 答：采样时间是足够短的时间，y(kT)y(kT+),0<<。应满足 T≥N。 1.12 设有模拟信号(0～5)V和( 2.5～5)V，分别用8位、10位和12位A/D转换器，试计算 并列出各自的量化单位和量化误差。 答：量化单位q=,量化误差 根据以上公式可求得(05)V： 量化误差 (2.5)V：

量化误差 1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？ 答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量(t)。转换的精度取决 模-数转换器的位数n，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。 1.19 计算机控制系统有哪些主要的性能指标？如何衡量？ 答：计算机控制系统主要有动态指标，稳态指标和综合指标 1.20 如何衡量系统的稳定性？ 答：用相角裕量和幅值裕量来衡量计算机控制系统的稳定程度。 1.21 动态特性可以由哪些指标来衡量？ 答：（1）超调量（2）调节时间（3）峰值时间（4）衰减比（5）振荡次数N 第二章 2.3 根据Z变换的定义，由Y(z)求出y(kT): 1.已知Y(z)=0.3+0.6+0.8+0.9+0.95+ 解：y(0)=0.3,y(T)=0.6,y(2T)=0.8,y(3T)=0.9,y(4T)=0.95,y(5T)=1 2.已知Y(z)=-+- 解：y(0)=0,y(T)=1, y(2T)=-1, y(3T)=1, y(4T)=-1, y(5T)=1, y(6T)=-1 2.5 已知离散系统的差分方程，试求输出量的Z变换： 1.y(kT)=u(kT)+u(kT-T)-y(kT-T) u(kT)为单位阶跃序列 解：Y(z)=U(z)+U(z)-Y(z) =(+)U(z)-Y(z) = 2.6 已知时间序列，试求相应的Z变换： 1.3(kT)

计算机控制系统课后题答案

第一章计算机控制系统概述 习题与思考题 1.1什么是计算机控制系统计算机控制系统较模拟系统有何优点举例说明; 解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统,被称为计算机控制系统;与模拟系统相比,计算机控制系统具有设计和控制灵活,能实现集中监视和操作,能实现综合控制,可靠性高,抗干扰能力强等优点;例如,典型的电阻炉炉温计算机控制系统,如下图所示： 炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后,变成电信号毫伏级,再经变送器变成标准信号1-5V或4-20mA从现场进入控制室；经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机,与计算机内部的温度给定比较,得到偏差信号,该信号经过计算机内部的应用软件,即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量,再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器,进而控制双向晶闸管对交流电压220V进行PWM调制,达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小,从而调节炉温变化,最终达到计算机内部的给定温度; 由于计算机控制系统中,数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的,所以很容易实现多种控制算法,修改控制算法的参数也比较方便;还可以通过软件的标准化和模块化,这些控制软件可以反复、多次调用;又由于计算机具有分时操作功能,可以监视几个或成十上百个的控制量,把生产过程的各个被控对象都管理起来,组成一个统一的控制系统,便于集中监视、集中操作管理;计算机控制不仅能实现常规的控制规律,而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断功能,可以综合生产的各方面情况,在环境与参数变化时,能及时进行判断、选择最合适的方案进行控制,必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预,这些都是传统模拟控制无法胜任的;在计算机控制系统中,可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能,使计算机控制系统具有很强的可维护性;另一方面,计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的,程序代码存储于计算机中,一般情况下不会因外部干扰而改变,因此计算机控制系统的抗干扰能力较强;因此,计算机控制系统具有上述优点; 1.2计算机控制系统由哪几部分组成各部分的作用如何 解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环节、采样开关和A/D转换环节等组成; 被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号1-5V或4-20mA；再经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机,计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量,再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器,进而控制被控对象的物理量,实现控制要求; 1.3应用逻辑器件设计一个开关信号经计算机数据总线接入计算机的电路图; 解答： 1.4应用逻辑器件设计一个指示灯经过计算机数据总线输出的电路图; 解答： 1.5设计一个模拟信号输入至计算机总线接口的结构框图; 解答： 模拟量输入通道组成与结构图 1.6设计一个计算机总线接口至一个4~20mA模拟信号输出的结构框图; 解答： 1.7简述并举例说明内部、外部和系统总线的功能; 解答：内部总线指计算机内部各外围芯片与处理器之间的总线,用于芯片一级的互连,是微处理器总线

22春“电气工程及其自动化”专业《计算机控制系统》在线作业一答案参考3

22春“电气工程及其自动化”专业《计算机控制系统》在线作业答案参考 1. 三相步进电机的工作方式有( )。 A.单相三拍方式 B.单相二拍方式 C.双相三拍方式 D.三相六拍工作方式 参考答案：ACD 2. 被控对象可以是模拟量，不可以是开关量。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B 3. 计算机控制系统不稳定性条件是Z平面的( )部分。 A.单位圆内 B.单位圆外 C.左半 D.右半 参考答案：B 4. 为了解决主干程序与发送节拍同步的问题，可采用踏步同步方式。( ) T.对 F.错 参考答案：T 5. 访问寄存器区只能用寄存器寻址。( ) A.错误 B.正确 参考答案：A 6. 二阶系统的阻尼比一定时，固有频率增大，峰值时间( )。 A.增大

B.减小 C.不变 D.不确定 参考答案：B 7. 数控系统按控制方式来分类，可以分为( )，这三种控制方式都是运动的轨迹控制。 A、点位控制 B、点面控制 C、直线切削控制 D、轮廓切削控制 参考答案：ACD 8. 系统在三种不同输入的作用下，分别经过一拍、两拍、三拍得调整，系统偏差就可消失，过渡时间( )。 A.最长 B.最短 C.多个周期 D.不确定 参考答案：B 9. ( )主要用于操作人员实施调度作业。 A.OW https://www.wendangku.net/doc/9419175123.html, C.MNP D.DTC 参考答案：A 10. USB的中文全称是通用串行总线。( ) A.错误 B.正确 参考答案：B

11. 在有交互作用的多参数控制系统中，振铃现象有可能影响到系统的( )。 A.可靠性 B.稳定性 C.经济性 D.通用性 参考答案：B 12. 顶板规则冒落多发生在属于散体结构的坚硬岩体中。 ( ) 此题为判断题(对，错)。 参考答案：× 13. 下列属于典型的现场总线的是( )。 A.基金会FF总线 B.CAN C.CIA D.LonWorks 参考答案：ABD 14. 二阶系统的单位脉冲响应振幅随着时间的增大而增大。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B 15. 复位后，内RAM的值是不确定的。( ) A.错误 B.正确 参考答案：B 16. 设加工第一象限直线OA，起点为0(0，0)终点为(6，3)插补计数所需的坐标进给的总步数N为( )。 A.7 B.8 C.9 D.10

吉林大学2021年9月《计算机控制系统》作业考核试题及答案参考9

吉林大学2021年9月《计算机控制系统》作业考核试题及答案参考 1. 设置ADO控件ldquo通用rdquo属性完成数据库的连接打开ldquo记录源rdquo选项卡命令类型告诉数据库提供者Source属性一个未知的类型则设置命名类型为( )。 A、AdCmdText B、AdCmdTable C、AdCmdStoredProc D、AdCmdUnkown 参考答案:D 2. 将采样信号转换成数字信号的过程称为量化过程，执行量化动作的装置是( )。 A、D/A转换器 B、A/D转换器 C、计算机 D、单片机 参考答案：B 3. 用铰制孔用螺栓联接两块钢板，当其他条件不变时，螺栓的直径增加一倍，挤压应力将减少为原来的( )。 A.1/2 B.1/4 C.3/4 D.3/8 参考答案:A 4. 一阶系统的单位阶跃响应的过渡过程时间需要3T。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B

5. 在单片机应用系统中需双向传递信号的是( ) A.地址线 B.数据线 C.控制信号线 D.电源线 参考答案：B 6. SQLServer使用权限来加强系统的安全性下列不属于对象权限的是( )。 A、Execute B、Createtable C、Update D、Select 参考答案:B 7. 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.不变 参考答案：A 8. 访问ROM用MOVC指令，访问内RAM用MOV指令，访问外RAM用MOVX指令。( ) A.错误 B.正确 参考答案：B 9. 计算机控制系统从时间可以分为模拟信号和离散信号。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B

计算机控制系统侯涛第二版课后答案

计算机控制系统侯涛第二版课后答案 1、计算机的硬件主要包括：中央处理器（CPU）、存储器、输出设备和______。[单选题] * A：键盘 B：鼠标器 C：显示器 D：输入设备(正确答案) 2、20.计算机网络是一个（）。[单选题] * A.管理信息系统 B.编译系统 C.在协议控制下的多机互联系统(正确答案) D.网上购物系统 3、HTTP 是（）。中[单选题] * A.超文本标记语言 B.超文本传送协议(正确答案) C.搜索引擎 D.文件传输协议

4、计算机主要技术指标通常是指______。[单选题] * A：所配备的系统软件的版本 B：CPU的时钟频率、运算速度、字长和存储容量(正确答案) C：扫描仪的分辨率、打印机的配置 D：硬盘容量的大小 5、93.十进制数121转换成无符号二进制整数是（）。[单选题] * A.1111001(正确答案) B.111001 C.1001111 D.100111 6、为了避免在编辑操作过程中突然掉电造成数据丢失，应（）。[单选题] * A. 在新建文档时即保存文档 B. 在打开文档时即做存盘操作 C. 在编辑时每隔一段时间做一次存盘操作(正确答案) 7、计算机中运算器的主要功能是（）。[单选题] * A．存储各种数据和程序 B．传输各种信息

C．进行算术运算和逻辑运算(正确答案) D．对系统各部件实行控制 8、根据期中考试成绩，按“总分”字段升序排序，“总分”相同的按“数学”进行升序排序，这里的升序是（）的意思。[单选题] * A.从小到大排序(正确答案) B.从大到小排序 C.从左到右排序 9、存在质量问题某计算机，已使用多年，现经常发生下述现象：有时起动时不能从硬盘引导，后经检查是CMOS中的硬盘数丢失，进入程序并写入正确的硬盘参数后重新启动，系统恢复正常，判断故障原因是（）. [单选题] * A．主板故障 B．CMOS集成块故障 C．CMOS电池乏电(正确答案) D．硬盘故障 10、演示文稿中的每一张演示的单页称为（），它是演示文稿的核心。[单选题] * A.版式 B.模板 C.母版

计算机控制作业及答案

1.1.计算机控制系统是由哪级部分组成的？各部分作用 硬件组成：微控制器或微处理器、ROM、RAM、外部设备、网络通信接口、实时时钟、电源。软件组成：系统软件和应用软件。作用：硬件中有A/D称为模拟数字转换器，它包括采样保持和量化，其输出为数字形式，何时采样由计算机控制。 D/A称为数字模拟转换器，它是将数字信号转换成模拟信号形成控制量。应用软件根据要解决的问题而编写的各种程序，系统软件包括 操作系统，开发系统。 1.2.为适应控制现场的工作环境，对工业控制机有何要求？ （1）适应性（2）可靠性（3）实时性（4）扩展性 结构：（1）基于通用计算机的结构（2）基于嵌入式系统的结构 1.3. PCI总线，CPCI总线，PC/104总线以及RS232,RS422,RS485有何特点，电平特性，适用场合？ 2.1.何谓IO接口？在计算机控制系统中为什么要有IO接口？ （1）解决主机CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题 （2）解决CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题 （3）解决CPU的负载能力和外围设备端口的选择问题 2.2.计算机与外围设备交互信息有哪几种控制方式？各有何优缺点？ （1）并行通信。优点：传送速度快、信息率高。缺点：传输线多，成本高 （2）串行通信。全双工方式RS-422 ,RS-232。半双工方式RS-485 （3）同步通信。要求收发双方具有同频同相的同步时钟信号，每帧信息开始加特定的同步字符，不允许有间隙 （4）异步通信。开始位，停止位，发送的字符间允许有间隙 2.3.模拟输入通道中为何要加采样保持器，采样保持器的组成及要求是什么？

（1）用采样保持电路使得在A/D转换期间保持输入模拟信号不变 （2）孔径时间：AD转换器完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间。 孔径误差：在孔径时间ta/d内，由于输入信号x(t)的变化所引起的误差称为孔径误差δ。 以ta/d＝10μs的10位ADC芯片为例： 为保证不低于0.1%的转换精度 的主要性能指标有哪些？10V8位的ADC转换精度如何计算？ (1). 接口特性(2). 量程(3). 分辨率(4). 误差和精度(5). 转换速率(6). A/D转换的方法 2.5 一个8位A/D转换器，孔径时间为100。如果要求转换误差在A/D转换精度（0.4%）内，求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？ f=0.4/(2*pi*100*10^(-6)*100)=6.4 2.6 请分别画出D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路，并分别推出输出电压与输入数字量之间的关系式。 微机p328 3.1什么是数字PID位置控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点。 3.4 已知模拟调节器的传递函数为： ，试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算法，设采样周期T=0.2S 3.2数字控制器的模拟化设计步骤是什么？ 第一步：设计假想的模拟控制器D(S) 第二步：正确地选择采样周期 第三步：将模拟控制器D(S)离散化为数字控制器D(Z)

计算机控制系统课后参考答案概论

2-1 简述过程通道的作用、类型和组成？ 作用：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。 类型：按信息传递的方向来分，过程通道可分为输入过程通道和输出过程通道；按所传递和交换的信息来分，过程通道又可分为数字量过程通道和模拟量过程通道。 组成：【数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。 数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成。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。其中：输入调理电路将来自控制装置或生产过程的各种开关量，进行电平转换，将其通断状态转换成相应的高、低电平，同时还要考虑对信号进行滤波、保护、消除触点抖动，以及进行信号隔离等问题。 模拟量输入通道一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑电路组成。 (1)I/V变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力，减少了信号的衰减，为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便。 (2)多路转换器：用来切换模拟电压信号的关键元件。 (3)采样保持器：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。在进行A/D转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。这样，就需要在A/D转换器之前加入采样保持器。 (4)A/D转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量，能够完成这一任务的器件，称为之模/数转换器(Analog/Digital Converter，简称A/D转换器或ADC)。 模拟量输出通道一般由接口电路、D/A转换器、功率放大和V/I变换等信号调理电路组成。 (1)D/A转换器：模拟量输出通道的核心是数/模转换器(Digital/Analog Converter,简称D/A 转换器或DAC)。它是指将数字量转换成模拟量的元件或装置。 (2)V/I变换：一般情况下，D/A转换电路的输出是电压信号。在计算机控制系统中，当计算机远离现场，为了便于信号的远距离传输，减少由于传输带来的干扰和衰减，需要采用电流方式输出模拟信号。许多标准化的工业仪表或执行机构，一般是采用0～10mA或4～20mA的电流信号驱动的。因此，需要将模拟电压信号通过电压/电流(V/I)变换技术，转化为电流信号。】（根据需要自行删减） 2-5 仪表放大器与普通运算放大器有何不同？其特点有哪些？ 对于输出阻抗大，共模电压高的输入信号，需要用到高输入阻抗和高共模抑制比的差动放大器，仪器放大器是专为这种应用场合设计的增益可调的放大器。 如果由普通的运放构成增益可设定的差动放大器，因其输入阻抗低，电阻参数对称性调整复杂，共模抑制比低，故而不适合作为传感器输出信号的差动放大器。 2-11 采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器？为什么？ 采样保持器的作用是：在A/D转换期间保持输入模拟信号不变。 并不是所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器，如被采样的模拟信号的变化频率相对于A/D转换的转换速度较低的话，可以不加采样保持器。 2-15 模拟量输出通道的结构有哪几种形式？各有何特点？ 答案一：（网上搜索） 模拟输出通道有哪几种基本结构?各有何特点? 答：微机化测控系统的模拟信号输出通路的基本结构按信号输出路数来分，有单通道输出和多通道输出两大类，多通道的输出结构主要有以下三种：

计算机控制系统习题答案刘士荣

习题参考答案 1-1典型的计算机控制系统与常规控制系统之间有哪些区别？ 常规：由控制计算机系统与生产过程（被控对象、执行机构、测量变送）组成，结构相对复杂，可靠性较低，成本稍高； 典型：结构简单、控制灵活、安全；但是需要人工操作，速度受限制，不能控制多个对象，实用性好。 1-3计算机控制系统结构有哪些分类？并指出主要的应用场合。 1.操作指导控制系统 2.直接数字控制系统 3.计算机监督控制系统 4.集散控制系统操作管理功能的集中和控制功能的分散 5.现场总线控制系统 6.工业过程计算机系统集成制造系统综合管理、指挥调度和经营管理 2-3 信号调理单元的功能是什么？通常包括那些电路？ 放大、电平变换、电隔离、阻抗变换、线性化和滤波，将传感器输出的电信号尽可能不失真地转变为标准的电流或电压信号（通常为4～20mA、0～5V等）。 通常包括标度变换器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。 2-5 仪表放大器与普通运算放大器有何不同？其特点有哪些？ 对于输出阻抗大，共模电压高的输入信号，需要用到高输入阻抗和高共模抑制比的差动放大器，仪器放大器是专为这种应用场合设计的增益可调的放大器。 如果由普通的运放构成增益可设定的差动放大器，因其输入阻抗低，电阻参数对称性调整复杂，共模抑制比低，故而不适合作为传感器输出信号的差动放大器。 2-7 为何要使用I/V变换电路？ 为了后续的检测、放大、调理电路如果只是检测变化缓慢的电流大小，可以直接用电流检测电路即可但是如果要检测变化较快、幅值很小、存在干扰的电流信号呢，就要进行I/V变换了。比如光电检测中的光电二极管输出即是电流信号，有的在uA级，有的在mA级，你必须变换后进行放大、滤波等处理才能由AD采样。 2-9 在模拟量输入通道中，为何通常要使用可编程放大器？ 答：因为在模拟输入通道中，多路被测信号常常共用一个测量放大器，而各路的输入信号大小往往不同，但都要放大到模数转换器的同一量程范围内获取适合的分辨力，所以常要使用可编程放大器。 2-11 采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器？为什么？ 采样保持器的作用是：在A/D转换期间保持输入模拟信号不变。 并不是所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器，如被采样的模拟信号的变化频率相对于A/D转换的转换速度较低的话，可以不加采样保持器。 2-13 A/D转换器有哪些技术指标？ (1) 分辨率通常用转换后的数字量的位数表示，如8位、10位、12位、16位等 (2) 量程它是指所能转换的电压范围。如5V、10V等。 (3) 转换精度它是指转换后所得结果相对于实际值的准确度。 (4) 转换时间它是指启动A/D到转换结束所需的时间，即孔径时间。 (5) 工作温度范围较好的A/D转换器的工作温度为-40～85℃，一般的为0～70℃。 2-14 一个12位的A/D转换器，孔径时间为20μs，绝对精度为±1LSB，若不使用采样保持器，为了确保转换精度，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？

22春吉林大学《计算机控制系统》在线作业一答案参考1

22春吉林大学《计算机控制系统》在线作业一答案参考 1. 低通滤波器可以让高于( )Hz虑掉。 A.50 B.60 C.70 D.80 参考答案：A 2. 串行口工作方式1的波特率是( ) A.fosc/12 B.fosc/32 C.fosc/64 D.可变，由T1发出 参考答案：D 3. 最少拍系统是实现最少个采样周期实现无动态误差跟踪。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B 4. 过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道，它包括( )。 A、模拟量输入通道 B、数字量(开关量)输入通道 C、数字量(开关量)输出通道 D、模拟量输出通道 参考答案：ABCD 5. 模拟转换器可将模拟信号转换成数字信号，以便计算机能够处理。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B

6. 采样保持电路的作用是将D/A转换器输出的连续模拟信号转换成执行器能够接受数字信号。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B 7. 当阻尼比为0时，两特征根为共轭纯虚根，系统称无阻尼系统。( ) A.正确 B.错误 参考答案：A 8. 在MCS-51系统扩展中，为实现P0口线的数据和低位地址复用应使用( ) A.地址锁存器 B.地址寄存器 C.地址缓冲器 D.地址译码器 参考答案：A 9. PID的积分环节经常单独使用。( ) A.正确 B.错误 参考答案：B 10. 调度端是计算机远动系统乃至牵引供电系统的调度指挥中心。( ) T.对 F.错 参考答案：T 11. 计算机与计算机或智能设备之间进行通信地的连线，称为( ) A.内部总线

B.外部总线 C.PCI总线 D.ISA总线 参考答案：B 12. 下列哪个不属于计算机控制系统的过程输入通道?( ) A.温度 B.压力 C.流量 D..继电器 参考答案：D 13. 在PID控制中，积分的作用是消除残差，为了提高控制性能，对积分项可采取的改进措施包含有( )。 A、积分分离 B、抗积分饱和 C、梯形积分 D、消除积分不灵敏区 参考答案：ABCD 14. 计算机控制系统是模拟信号和数字信号共同存在的混合系统。( ) A.正确 B.错误 参考答案：A 15. 软件可分为系统软件，支持软件和( )。 A.应用软件 B.编辑软件 C.绘图软件 D.操作软件 参考答案：A

四川大学22春“电气工程及其自动化”《计算机控制系统2380》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题

四川大学22春“电气工程及其自动化”《计算机控制系统2380》作业考核 题库高频考点版（参考答案） 一.综合考核(共50题) 1. 从本质上看，计算机控制系统的工作原理可归纳为()等三个步骤。 A、实时的控制输出 B、实时的控制运算 C、实时的数据采集 D、实时的控制决策 参考答案：ACD 2. 在数字滤波技术当中，应视具体情况选择不同的数字滤波方法，其中()适用于偶然性的脉冲干扰。 A、平均值滤波 B、中位值滤波 C、惯性滤波法 D、加权平均值滤波法 参考答案：B 3. 对于串模干扰的抑制方法，应从干扰信号的特性和来源入手，根据串模干扰频率与被测信号频率之间的关系采用的方法有()。 A.低通滤波 B.带阻滤波 C.双绞线屏蔽 D.光电隔离 参考答案：AB 4. 工业控制机的硬件只能构成裸机，软件是工业控制机的程序系统，它可以分为()。 A、系统软件 B、应用软件 C、信息软件

参考答案：ABD 5. 一个10位的A/D转换器，其量化精度约为1%，若其孔径时间为10微秒，如果要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正旋波模拟信号的最大频率为()。 A、10HZ B、12HZ C、16HZ D、5HZ 参考答案：C 6. 数字量输入通道主要由()、输入调理电路、输入地址译码等组成。 A.输入缓冲器 B.输入锁存器 C.输出缓冲器 D.输出锁存器 参考答案：A 7. 在异步通信中，发送的每一个数据字符均带有()和可选择的奇偶位。 A.停止位 B.标志位 C.起始位 D.编码 参考答案：AC 8. 树形结构是指计算机所管理的数据、信息和文件有时具有层次关系或上下级关系，其中的每个数据记录都有()等几个域。 A、记录名 B、数据 C、左指针 D、右指针