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计算机控制技术试卷

一.填空题

1.对来自测量变送装置的被控量瞬时值进行检测和输入,称为;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,称为。

2.计算机控制系统的典型型式有:操作指导系统、、监督控制系统、、现场总线控制系统、等。3.接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁,它包括和。

4.在计算机中,以微处理器为核心,总线可以分为和。

5.计算机RS-485串行通信总线是RS-422A的变型,它与RS-422A 都是采用驱动和接收电路,但RS-485为工作方式,多用于多点互连通信。

6.计算机控制系统串行数据传输的线路有两种方式:和,RS-232C所采用的电路是方式。

7.为了保证人身安全、设备安全而设置的地线,称为;

为了保证电路正确工作所设置的地线,称为,该地线是造成电路干扰现象的主要原因。

8.地作为计算机中各种数字电路的零电位,应该与模拟地分开;地的目的是使设备机壳与大地等电位,以避免机壳带电影响人身及设备安全。

9.输入电压范围0~5V,对应A/D转换值为00H~FFH,其量化单位为。如果输入电压为2.4V,则A/D转换值为。10.三相步进电动机正向单三拍通电顺序为:A->B->C->A->…,

则正向双三拍通电顺序是:,正向三相六拍通电顺序是:。11.8位A/D转换器对选送至输入端的信号V I进行转换,基准电压V

REF(+)

=10.24V,V

REF(-)

=0V,则该A/D转换器量化单位为,如果此时输入电压为 4.8V,则A/D转换值为。

12.数控伺服系统由伺服驱动装置和驱动元件组成,它是以机床移动部位的和作为控制量的自动控制系统。

13.一个比例控制的等幅振荡系统,比例度为100,震荡周期为10,采用控制度为 1.05的PID控制规律:

k

d

k

i

k

p

k

T

T

T

T

K

T

T14

.0

,

49

.0

,

63

.0

,

014

.0=

=

=

=δ,则该系统各参数整定为,采样周期,比例系数,积分系数,微分系数。

14.采用前馈与反馈控制相结合的控制结构,既能发挥对扰动的补偿作用,又能保留对偏差的控制作用。

16.数字PID位置型控制算法表达式为,其中,K P表示,T I表示,T D表示。

17.前馈控制规则是按扰动量进行控制的,采用前馈与反馈控制相结合的控制结构,既能发挥对扰动的补偿作用,又能保留对偏差的控制作用。

18.模糊控制器的确定量输入必须经过模糊化后,转换成一个模糊矢量才能用于模糊控制。

19.微机应用系统的模拟输入信号中,存在两大类干扰噪声:一类为噪声;另一类为干扰。

21.计算机控制系统的组态功能包括两个主要方面,它们是

和 。

22.微机应用系统的模拟输入信号中,存在两大类干扰噪声:一类

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为 噪声;另一类为 干扰。

23.在计算机双工工作方式中,两台主机并列运行, 执行同

一任务。

二. 简答题

1.一个工业网络控制系统层次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,请画出系统结构示意图,并结合各层数据传输特点说明各层宜采用的介质访问控制技术。

2.模拟系统PID 算式为

现采用计算机控制,采样周期T,请推导数字PID 位置型和增量型控制算法。

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三、计算题

1.假设加工第一象限逆圆弧AB ,起点A 的坐标值为x 0=-4,y 0=-3,终 点B 的坐标值为x e =0,y e =-5,按照X 方向走4步,Y 方向走2进行逆圆弧插补计算并作出走步轨迹图。

2.设给定加工轨迹为第一象限直线OP ,起点为坐标原点,终点坐标P(x e ,y e ),其值为(-5,-4),按照X 方向走5步,Y 方向走4步进行直线插补计算并作出走步轨迹图。

四、应用题

1.某固定地址I/O 端口译码电路如下图所示,当CPU 控制信号AEN 为低电平时,写出74HCT138译码器输出端口Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7的基地址。

2.将PCL-730插入PC 机ISA 插槽中,IDI 2接输入开关信号,设板卡基地址220H ,则读/写寄存器低8位地址220H ,高8位地址221H 。采用汇编或C 语言编程:当输入开关信号为高电平时,IDO 8~IDO 11清零;当输入开关信号为低电平时,IDO 12~IDO 15置1。

3.某热处理炉温度变化范围为0~2350oC ,经温度变送器变换为1~5V 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6AH ,问此时的炉内温度为多少度?

???

???++=?

t D I P dt t de T dt t e T t e K t u 0)()(1)()(

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4.某炉温度变化范围为0~2500oC ,要求分辨率为3oC ,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 ,则要求A/D 转换器字长应为多少位?若A/D 转换器的字长不变,现在通过变换器零点迁移而将信号迁移至600oC ,此时系统对炉温变化的分辨率为多少?

五、设计题

1.设控制系统如下图所示,对象特性()()

110

+=

s s s G c ,采用零阶保持器()s

e s H Ts

--=1,采样周期s T 1=,则求得的其广义对象Z 传递函数

为()(

)()

1

11

1368.011718.0168.3)(------+=z

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z z z z HG ,请设计在单位阶跃信号输入时,实现系统的最少拍有纹波调节器D(z),并求误差E(z)。

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2.设最少拍控制系统结构框图如下图所示,广义对象脉冲传递函数

为()(

)()

1

11

1368.011718.0168.3)(------+=z

z z z z G ,单位阶跃信号输入,试设计最少拍无纹波控制器D(z)。

3.设最少拍控制系统结构框图如下图所示,G(z)是被控对象G c (s)和零阶保持器H(s)的广义对象脉冲传递函数,其中,被控对象

()()

110

+=s s s G c ,零阶保持器()s e s H Ts --=1,假设该系统采样周期s T 1=,

r(t)为单位阶跃信号输入,试设计最少拍无纹波控制器D(z),并说明无纹波产生的原因。