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 。 1.计算机系统由 计算机 和生产过程 两大部分组成。

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 输出保持器 的构成方式。

5.数控系统一般由数控装置、驱动装置、可编程控制器和检测装置等。

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NOP 指令，以保证弹飞的程序迅速纳入正确轨道。 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。 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、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

1.接口 是计算机与外部设备交换信息的桥梁。

2.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。

3.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。

4.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。

5.HMI 就是使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口。

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℃

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

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。

二、选择题（共15分，每题3分）

三、名词解释（共30分，每题6分）

6.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？

名词解释

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）

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

计算机控制技术复习题

第1章 绪论 1.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：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入 (2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将 要采取的控制策略。 (3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2 . 计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 （2）方块图如下图1.1所示： 工业计算机 PIO 设备 生产过程 图1.1 计算机控制系统的组成框图 作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件 包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基 础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序； ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计 算机控制系统中要考虑实时性？ （1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件 做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方 式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联 系并作相应操作的方式。 （2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并 行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查 扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。 CPU/MEM 人-机接口 内部总线 系统支持版 磁盘适合 器 数字量输出（DO ）通道 数字量输入（DI ）通道 模拟量输出（AO ）通道 模拟量输入（AI ）通道 电气开关 电气开关 执行机构 测量变送 被控对象

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

计算机控制技术题目含复习资料

《计算机控制技术》复习资料 一、填空题 1、计算机控制是自动控制发展中的（高级）阶段，是自动控制的（重要分支）。 2、计算机在信息处理、（逻辑分析）、决策判断、（输入输出）管理等各个方面显示出 突出的优点。 3、计算机控制系统利用计算机的（硬件）和（软件）代替自动控制系统的控制器。 4、自动控制是指在（没有人）直接参与的前提下，应用（控制装置）自动地、有目 的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。 5、在控制系统中如果给定值是（恒定不变）的，则此系统称为（定值）控制系统。 6、若系统控制（变量）的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（程序） 控制系统。 7、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号（决定） 着系统输出量的变化；而扰动则（破坏）给定信号对系统输出量的控制。 8、计算机控制过程是在（外部）作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个 （平衡或稳定）状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。 9、自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是（收敛）的，对应的系统运行是稳 定的；另一种是（发散）的，对应的系统是不稳定的。 10、在计算机控制系统中为了达到控制目标，可以采用（模拟）化设计方法和（离散） 化设计方法来设计控制器。 11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准（总线）技术和开放式( 体系)结构的计算机。 12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：（数据）总线、( 地址)总线、控制总线、电源总线。 13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他（智能）设备之间进行( 通信)的连线。 14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗（电磁）干扰、防震、防潮、( 耐高温)等性能。 15、可编程序控制器是（继电器）逻辑控制系统与( 微型)计算机技术相结合的产物。 16、大多数PLC采用继电控制形式的（梯形图）编程方式，继承了传统(控制)线路的 清晰直观容易掌握。 17、整体式的（PLC）把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成)在一个小箱体内构成一台完整的PLC。 18、开关量的逻辑控制是PLC最（基本）的应用领域，可用于单机控制，也可用于( 多级)群控。 19、PLC通过A/D和D/A转换（模块），从而实现对温度、压力、流量等参数的( 闭环)控制。 20、鲁棒控制是在设计中设法使系统对模型的变化（不敏感），在模型误差( 扰动)下

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 （×）

计算机控制技术期末复习

计算机控制技术复习 （说明：仅供参考） 一、选择题 1.引起调节的原因说法不正确的是（偏差太大，调节失效） 2.Q=20mV时，量化误差为±10mV，在0.99-1.009V范围内的采样值，其量化结果都为（100） 3.某一输入电路，其工模干扰电压U cm=100mV，……CMRR为（20） 4.电子电路接地方式不包括（屏蔽接地） 5.(平均值滤波法 )数字滤波方法适用于周期性干扰。 6.如果模拟信号频率的最高频率为f max，只要按照采样频率为(f≥2f max)采样，信号就能位移复现。 7.一个8位A/D转换器，量化精度为0.01%，孔径时间为3.18μS，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（50Hz）。 8.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 9.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Nxy为（9） 二、填空题 1.控制系统的设计问题的3个基本要素为模型、指标、容许控制。 2.数控系统由输入装置、输出装置、控制器、插补器4部分组成。 3.数学建模通常有两种不同的方法：分析法、实验法。 4.一个控制系统一般包括：被控对象、检测变送器、执行机构、控制器4大要素。 5.实现插补运算的方法有：逐点比较插补法、数字积分插补法、时间分隔插补法、样条插补法。 6.数字程序控制按伺服系统的类型分为闭环数字程序控制、开环数字程序控制。 7.干扰传播的途径主要有3种：静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合组合。 8.模拟量输出通道一般由接口电路、数/模转换器和电压/电流变换器构成。 9.利用状态空间模型对系统进行描述和分析的方法称为状态空间法。 10.一个控制系统包括被控对象、检测变送器、执行机构、控制器4大要素。 11.数字程序控制按运动控制的特点分为3种方式：点位控制、直线切削控制、轮廓切削控制。 12.数字量I/O模板由PC总线接口逻辑、I/O功能逻辑、I/O电气接口三部分组成。 13.一个完整的中断处理过程应包括：中断请求、中断排队、中断响应、中断处理和中断返回。 14.从工控软件系统的发展历史和现状来看，工控软件应具有一下5大优势：开放性、实时性、网络集成化、人-界面更加友好、多任务和多线程性。 15.系统软件主要有3部分组成：操作系统、语言加工系统、数据管理系统。 16.计算机控制系统包括计算机包括计算机硬件设备、控制软件和计算机和通信网络3部分。

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

2012计算机控制技术复习题

2012计算机控制技术复习题

计算机控制技术复习题 一、填空题 1、通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为 。 2、弱电控制与强电控制之间常用的隔离方式有变压器隔离、继电器隔离和 等。 3、常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、 。 4、在计算机控制系统中，被测信号有 和 两种输入方式。 5、信号接地方式应采用 方式，而不采用 方式。 6、主要的电源干扰包括 、 、 和 。 7、数字程序控制方式有 、 、 。 8、插补计算过程由 、 、 、 四个步骤组 成。 9、将D(S)离散化为D(Z)常用方法有 、 、 。 10、三相步进机的转子为60个齿，定子为3对磁极，工作在三相六拍方式时， 则步距角是 和齿距角是 。 11、三相步进电机通常有 、 和 工作方式 12、PID 控制中对积分项可采取 、 、 和 四 种改进措施。 13、对微分项进行改进主要有 和 两种 方法。 14、按简易工程法整定PID 参数的方法有 、 和 。 15、最少拍控制算法有 、 和 三种典型输 入信号。 二、选择题 1、已知偏差e （k),积分分离阈值β，以下正确的是（ ） 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 2、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（ ）

A.7 B.8 C.9 D.10 3、已知离散系统脉冲传递函数为：G （Z ）=（Z+0.5）/(Z-0.5+j0.5)^2,可知该 系统是（ ）。 A.稳定的 B 。不稳定的 C 。中性稳定的 4、若连续系统为Gc(s)稳定，采用一阶向前差分离散化方法离散，所得Gc(z) （ ）。 A.也是稳定的 B 。是不稳定的 C 。稳定性不一定 三、问答题 1、什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？ 2、什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？ 3、什么是长线传输干扰，抑制的方法有哪些？ 4、计算机控制系统的CPU 抗干扰措施常采用哪些措施？ 5、MAX1232的主要功能有哪些？ 6、计算机控制系统中有哪些类型的地线？ 7、何谓数字程序控制？数控系统由哪四大部分组成？ 8、什么是插补器？常用哪两种形式？插补计算的宗旨是什么？ 9、第一象限直线逐点比较法插补的原理是什么？ 10、画出三相步进电机分别在三种工作方式下的电压波形图。 11、数字PID 位置式和增量式算法的各自特点是什么？ 12、数字PID 控制算法中，Kp 、Ti 、Td 的物理调节作用分别是什么？ 13、最少拍控制算法本质上是什么算法，为什么？ 14、最少拍控制算法的局限性是什么？ 15、已知模拟调节器的传递函数为 ()s .s .s D 085011701++= 试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s 。 16、已知模拟调节器的传递函数为 ()s .s .s D 08501701+= 试写出相应数字控制器的位置型PID 算法和增量型PID 控制算式，设采样周 期T=0.2s 。

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。

精选-计算机控制技术期末复习试题附答案

第一章计算机控制系统概述 1、计算机控制系统的概念是什么？ 计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。 2、计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。 3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些？ 稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性 4、计算机控制系统的主要特点有哪些？ 各项连续控制系统计算机控制系统 信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有 控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现 控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制 控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路 功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能 自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化 5、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？ 一、按控制系统的功能及结构特点分类 ①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④计算机分级控制

⑤集散控制系统 DCS ⑥现场总线控制系统FCS 二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID 控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制 第二章 离散控制系统及Z 变换分析法 1、计算机控制系统的信号形式有哪些？ 连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT) 2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的？ 一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。则采样角频率只有满足下面的关系： ωs ≥2ωmax 采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。否则不能从f *(t)中恢复f(t)。其中，ωmax 是最高角频率，ωs 是采样角频率。它与采样频率fs 、采样周期T 的关系为： 3、简述信号的恢复过程。零阶保持器的作用是什么？其传递函数形式是什么？ 零阶保持器作用：将前一个采样时刻的采样值f(kT)恒定地保持到下一个采样时刻(k+1)T 。也就是说在区间[ kT ，(k+1)T ]内零价保持器的输出为常数。 零阶保持器的传递函数 设零阶保持器在(t)作用下的脉冲响应h(t)，而h(t)又可以看成单位阶跃函数1(t)与1(t-T)的迭加即：h(t)=1(t)-1(t-T)。 取拉氏变换，得零阶保持器的传递函数: 4、掌握常用信号的Z 变换 T f s s ππω22= =1()Ts e H s s --=

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？

计算机控制技术总复习题

1.一个联机系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是联机系统。 2.操作指导控制系统是一种闭环控制结构，该系统的优点是结构简单，控制灵活和安全，缺点是不适合 用于多个对象的控制。 3.温度控制系统的热惯性大、反应慢、所以调节需要频繁，采样周期选得要短一点；对于一些快速系统， 如交直流可逆调速系统、随动系统，要求采样周期长一点。 4.计算机控制系统与连续系统相比，在系统结构与参数不变的条件下，抑制干扰的能力加强。 5.计算机控制系统中，计算机的作用主要有哪几个方面？ 6.生产过程设备不直接受计算机控制，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，称 为“离线”方式，离线方式能实时地对系统进行控制。 7.采样周期取值越大，那么复现精度就越高，也就是“越真”。 8.过程输入输出通道是计算机和被控对象（或生产过程）之间设置的信息传送和转换的连接通道。一般 分为：模拟量输入输出通道和开关量输入输出通道。 9.监督控制方式的控制效果，主要取决于数学模型的优劣。这个数学模型一般是针对其一目标函数设计 的，如这一数学模型能使某一目标函数达到最优状态，那么，这种控制方式就能实现最优控制。 10.计算机控制系统的控制过程分为哪几步？ 11.生产过程设备不直接受计算机控制，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，称 为“脱机”方式或“离线”方式，离线方式能实时地对系统进行控制。 12.计算机控制系统与连续系统相比，在系统结构与参数不变的条件下，抑制干扰的能力加强。 13.零阶保持器是一个低通滤波器，但不是一个理想低通滤波器，高频信号通过零阶保持器不能完全滤除， 同时产生相位滞后。 14.一般来说，采样周期T也对系统的稳定性有影响。加长采样周期，会改善系 统的稳定性。 15.用框图表示直接数字控制系统的构成。 16.A/D、D/A转换器不仅影响系统稳态控制精度，而且影响系统动态指标。 17.零阶保持器是一个低通滤波器，但不是一个理想低通滤波器，高频信号通过零阶保持器不能完全滤除， 同时产生相位滞后。 18.计算机操作指导控制系统是由多台计算机分别控制生产过程中的多个控制回路，同时又可集中获取数 据和集中管理的自动控制系统。 19.计算机控制系统主要由哪些部分组成？ 20.在计算机控制系统中，最广泛采用的一类保持器是一阶保持器，它将前一个采样时刻的采样值恒定地 保持到下一个采样时刻。 21.采样器、保持器和数字控制器的结构形式和控制规律决定系统动态特性，而A/D、D/A转换器不影响 系统动态指标。 22.一般来说，采样周期T也对系统的稳定性有影响。加长采样周期，会改善系统的稳定性。 23.数字量输出通道的任务是根据计算机输出的数字信号去控制电接点的通、断或数字执行器的启、停等， 简称ＤＯ通道。 24.用框图表示计算机控制系统的组成。 25.一个联机系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是联机系统。 26.操作指导控制系统是一种闭环控制结构，该系统的优点是结构简单，控制灵活和安全，缺点是不适合 用于多个对象的控制。 27.采样器、保持器和数字控制器的结构形式和控制规律决定系统动态特性，而 A/D、D/A转换器不影响系统动态指标。 28.数字量输出通道的任务是根据计算机输出的数字信号去控制电接点的通、断 或数字执行器的启、停等，简称ＤＩ通道。 29.根据控制功能和控制目的，计算机控制系统主要分成哪些类型？ 30.温度控制系统的热惯性大、反应慢，所以调节需要频繁，采样周期选得要短一点；对于一些快速系统，