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2012-2013(2)计算机控制技术考题A_标准答案全

南昌航空大学2012—2013学年第二学期期末考试

课程名称：计算机控制技术闭卷 A 卷 120分钟

一、计算题（共20分，每小题10分）

1、用8位DAC 芯片组成基本的双极性电压输出电路，其参考电压为+5V ，求对应以下偏移码的输出电压：（1）10000000；（2）11111111。

解：双极性电压输出的公式是()2122562256OUT OUT REF REF N V V V V -??

=-+=

???

(4分)

1）10000000B ，即N=128，当V REF =+5V 时，V OUT2=0V ，输出电压0V (3分)

2）11111111B ，即N=255，当V REF =+5V 时，V OUT2=4.961V ，输出电压+4.961V (3分)

按照单极性解答的且正常直接扣6分

如果错，但N 的十进制算对，至少得2分

2、设ADC0809的输入电压为0~+5V ，求出当输入模拟量为下列值时输出的数字量。 (1)2.5V; (2)5V

解：由于输入电压为0~+5V ，说明参考电压Vref=5V ，ADC0809是8位A/D 转换，有

2562565.0

X X V V

N Vref =

?=? , 且取整数，但不能等于256。 (4分) (1) Vx=2.5V ，则 2.5

256128805.0N H =

?== (3分) (2) Vx=5V ，则5

2562562555.0

N N FFH =?===，超限，取 (3分)

没专门写公式的，直接在(1)和(2)计算中隐含了公式的，公式分要给；公式中，256写成255，扣5分；

计算N=256，然后取N=255或者FFH 或者0xFF 不写，扣1分。

二、分析计算题（共10分）

梯度炉温度变化范围为0~1600°C ，经温度变送器输出电压为1~5V ，

再经ADC0809转换，ADC0809的输入范围为0~5V ，试计算当采样数

值为99H 时，所对应的梯度炉温度是多少？

解：由于测量下限0°C 对应温度变送器输出电压为1V ，而ADC0809的输入范围为0~5V ，故测量下限0°C 对应ADC0809的A/D 转换值是256*(1/5)=51.2，取整N 0=51 (2分) 测量上限1600°C (1分) 对应ADC0809的A/D 转换值是256*(5/5)=256，超过8位数表达范围，取N m =255。 (2分) 故利用(7-15)公式进行标度变换()

0m x A N N N N A A A m x +---=

由于00=A ，则0

x N N N N A A m x --= (2分)

当采样数值为99H 时，其十进制数是153，代入公式得 (1分)

80051

25551

1531600

x =--=A

故当采样数值为99H 时对应的梯度炉温度是800°C 。 (2分)

按照变通的计算方法计算的Ax 直接扣4分

原则上不连续扣分！！

三、硬件电路连线及程序填空题（共18分）

图1所示电路是51系列兼容的AT89S52单片机与A/D 转换芯片 ADC0809的接口电路，已经有部分引脚通过网络标号进行了连接，1）

法决定端口地址，写3FFFH 端口为启动给定信号VS2的A/D 转换，写7FFFH 端口为启动反馈信号VS4的A/D 转换，要求查询P3.3引脚了解A/D 转换的状态，转换结束时从3FFFH 端口读入A/D 转换的数据（提示：未用地址均设为1；假设单片机的晶体是12MHz ，要求ADC0809的CLOCK 是500KHz ）；2）填空完成A/D 转换的子程序。

图1 某A/D 转换电路原理图

标注网络标号后的连线图如图1所示。具体包括A14、/RD 、A15、/WR 、ENABLE 、START 、P33、CLOCK 、ALE 、GND 1线1分(10分)

初始化部分程序

#define AD0 XBYTE[0x3FFF] #define AD1 XBYTE[0x7FFF] sbit EOC = P3^3;

unsigned char r_kT,m_kT; 采样工作部分程序 AD0=0x00;

while(EOC == 0); r_kT = AD0 ; AD1=0x00 ; while(EOC == 0);

m_kT = AD1 ; (8分，每空2分)

四、算法分析题（20分）

已知某连续PID 控制器的传递D(s)= s s

5.05

3++

, 欲用数字PID PID 的控制参数K P 、T I 、T D ；2）设采样周期T=0.2秒，离散化后的数字PID 的参数K P 、K I 、K D ；3）写出其相应的增量型PID 算法输出表达式。解：1）由于PID 控制器传递函数

()115

130.5P

P P

P D

I I D s K T s K K K T s s T s

T s

??=++=++=++

3.0

50.5

P P

P D K K T K T =???=??

=?? 解得30.61/6P I D

K T T =??=??=? 显然该PID 控制的比例系数K P =3.0，T I =0.6秒，T D =1/6秒 (6分，可

以不写公式直接计算)

2）离散化后的数字PID 的参数如下： K P =3.0

K I =K P *(T/T I )=1

K D =K P *(T D /T)=2.5 (6分) 3）增量型PID 控制输出表达式为

()()()[]()()()()[]2125.2113-+--?+?+--?=?k E k E k E k E k E k E k P 或者()()()[]13--?=?k E k E k P P

()()k E k P I =?

()()()()[]2125.2-+-?-?=?k E k E k E k P D

()()()()k P k P k P k P D I P ?+?+?=? (8分)

算法错误扣6分

原则上不连续扣分！！

五、程序设计和程序填空题（共20分，每小题10分）

1．试用C51设计位置型PID 子程序，假设已经定义的变量和参数如表1所示，要求该子程序包含迭代操作，并且说明资源占用和运算量情况。

表1 PID 控制中使用的资源情况 void PID(void) (1分) { p_P_kT=Kp*e_kT; (1分) p_I_kT=p_I_kT_T+Ki*e_kT; (1分) p_D_kT=Kd*(e_kT-e_kT_T); (1分) p_kT=p_P_kT+p_I_kT+p_D_kT; (1分) e_kT_T=e_kT; (1分) p_I_kT_T=p_I_kT; (1分) } 多写了程序行也扣分！！！资源占用情况：变量10个，具体e_kT,e_kT_T, p_P_kT,p_I_kT,p_D_kT,p_I_kT_T, p_kT, Kp, Ki, Kd 。

或者变量7个，具体为：e_kT,e_kT_T, p_P_kT,p_I_kT,p_D_kT,p_I_kT_T, p_kT 。

常量3个，具体为：Kp,Ki,Kd 。 (2分) 运算量情况：

乘法3次，加法3次，减法1次，移位2次。 (1分) 2．图2所示是误差电压越限报警示意图，要求对未完成程序填空并且加注释，具体各常数、变量定义和程序如下：

#define delta 2 //上、下限误差限常数定义 #define H 0.2 //误差上限带常数定义 #define L 0.2 //误差下限带常数定义

#define HH 2.1 //HH = delta + H / 2 上限报警值

#define HL 1.9 //HL = delta – H / 2 上限报警复位值 #define LH -1.9 //LH = -delta + L / 2 下限报警复位值 #define LL -2.1 //LL = -delta – L / 2 下限报警值 sbit ALARM_S = P3^5; //蜂鸣器，为0表示蜂鸣器发声

bit over_flag=0,below_flag=0; //越上限报警标志、越下限报警标志定义，为1表示报警 float ekT; //误差电压 void Alarm(void)

{ if( ekT>=HH ) //超过HH { if(over_flag==0) //首次(A 点)

{ over_flag=1 ; //置标志

ALARM_S =0; //蜂鸣器报警 }

}

else if( ekT

{ if(over_flag!=0) //已报警 (B 点)

{ over_flag=0 ; //清除标志

ALARM_S =1; //关闭报警 }

else if( ekT

{ below_flag=1; //置标志

ALARM_S =0; //蜂鸣器报警 } }

else if( ekT>LH ) // 超过LH { if(below_flag!=0) // 已报警(D 点)

{ below_flag=0; //清除标志

ALARM_S =1; //关闭报警 } }

}

} 评分标准：每空

1分，共计6分，注释4分，酌情给分

六、测试实验题（共12分）

图3所示照片是某种PID 算法控制得到的波形照片反色后的图片，水

平方向每小格5个数据刷新点，数据刷新周期是10ms ，用稳态值的±

试从图3的曲线测量出上升时间、峰值时间、调节时间、最大超调量、振荡次数、稳态误差（包括在图上标注刻度）。

图3 某种PID 改进算法控制得到的波形照片反色后的图片

答：画出坐标见图3中上图，允许有±0.5的作图误差； (6分) 下列读数允许有±0.5的读数误差。

超调量σ=0.9div/4.0div=0.22.5=22.5% (1分) 调节时间ts=0.01s/dot*5dot/div*14div=0.7s (1分) 上升时间tr=0.01s/dot*5dot/div*3.2div=0.16s (1分) 峰值时间tp=0.01s/dot*5dot/div*7.3div=0.365 (1分) 振荡次数N=1 (1分) 稳态误差ess=0 (1分)

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

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

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

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 （×）

计算机控制技术试题总结

1.若连续信号的最高频率为ωmax，按采样定理要求，采样频率ωs应 >=2ωmax。 2.通常在传感器与A/D之间加入调理电路的目的是使模拟输入电压满足A/D转换量程要求。 3.计算机控制系统的输入与输出信号主要分为数字信号与模拟信号。 4.计算机控制系统的工作过程可归纳为以下三步：实时数据采集、实时控制决策、实时输出控制。 5.共模干扰的抑制方法主要有：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。 6.一般数控系统组成包括：输入装置、输出装置、控制器和插补器等四大部分组成。 7.控制系统的四大要素是：给定量、执行机构、控制对象以及被控量。 8.传感器把生产过程的信号转换成电信号，然后用A／D转换器把模拟信号变成数字信号，读入计算机中，对于这样得到的数据，一般要进行一些预处理，其中最基本的处理有线性化处理、标度变换和系统误差的自动校准。 9.计算机控制中的数字PID控制算法有数字PID位置型控制算法和数字PID增量型控制算法两种基本形式。 10.经常采用的软件抗干扰技术包括：数字滤波技术、开关量的软件抗干扰技术、指令冗余技术、软件陷阱技术等。 11.采用差分放大器作为信号前置放大是抑制串模干扰的方法之一。 12.通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为串模干扰。 13.若信号的动态范围为N，计算机字长n≥ log2 (1+N) 。 1、计算机控制系统由计算机和被控对象（或生产过程）两部分组成。计算机控制系统的基本工作原理可以归纳为：实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出。 3、若ω max 为被采样的连续信号的最高频率，根据香农采样定理，采样周期必须满足 T<π/ω max 4、人机接口的作用：一是输入程序或数据，完成各种操作控制；二是显示生产过程的工艺状况与运行结果。 6、为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入调理电路。选择D/A变换器字长时，要求计算机系统输出的最小信号应小于执行机构的死区。 9、某8位A/D转换器的输入电压为0~+5V，则输入模拟量为3V是输出的数字量是99H 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0~10mA或4~20mA 的统一信号。 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、、和检测装置等。 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 7.常用的状态观测器有3种：、、 8.“若A则B，否则C”，用模糊关系表示为 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。 10.采用双绞线作信号引线的目的是

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

计算机控制技术试题解答

1、惯性环节的主要特点是：当输入变量发生突变时，其输出变量不能突变，而是按（周期）变化。 2、通常，系统的稳定裕度的大小反映了系统的（稳定性）。 3、____________________________________________________ 若信号的动态范围为N,计算机字长n>= ___________________________________ . 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）___ C___. A.也是稳定的 B 。是不稳定的 C 。稳定性不一定 5、已知离散系统脉冲传递函数为：G（ Z）=（ Z+） /+A2,可知该系统是A A.稳定的B 。不稳定的C 。中性稳定的 6双线性变换的一个特性是：连续传递函数经过双线性变换后所得Z传递函数的稳态增益____ C ____ A.不变B 。变小 C 。增大 7, 当系统中含有零阶保持器时，系统的稳态误差与采样周期T__A _____ . A，无关B.有关 C. 关系不定 8, 在单位闭环负馈控制系统里，增大开环放大系数K,则系统的稳态误差能常（A ） A，减少 B ，不变，C，增大 9, 确定A/D变换器精度时，能常要求它的精度应（ A ）传感器的精度。A，高于 B ，小于 C ，等于 10，单位闭环负反馈控制系统里，在下向能首中加入一积分环节，则系统工程的稳定程度（增大） 11, 一阶系统单位阶跃响应调节时间近似为ts=__C _____ （按误差带为5炖算）A，B,4T C,3T 现已知SE飞机飞行高度雙牝范围为㈣采“测试时，采用12竝的阳D 变换器.试问此时系统对高度变化的分辩率为多少.若訓试时*通过高度表改变测试方式.测量相对基淮高度叫皿米的士却皿素的变化*'试问此时变换器的分屛率为多少. 解:高陰麦化范围为070000*时.因为測蜀均为同号■听以AD12位均可用于测I J「故分聊率0=10000 2,3=2,45米；测量相对基准髙度土500来的变化屋时?因瀚费割量正负变化回故A/D应

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-试题-总结讲解学习

1. 若连续信号的最高频率为ωmax ，按采样定理要求，采样频率ωs 应 >=2ωmax 。 2. 通常在传感器与A/D 之间加入调理电路的目的是使模拟输入电压满足A/D 转换量程要求。 3. 计算机控制系统的输入与输出信号主要分为数字信号与模拟信号。 4. 计算机控制系统的工作过程可归纳为以下三步：实时数据采集、实时控制决策、实时输出控制。 5. 共模干扰的抑制方法主要有：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。 6. 一般数控系统组成包括：输入装置、输出装置、控制器和插补器等四大部分组成。 7. 控制系统的四大要素是：给定量、执行机构、控制对象以及被控量。 8. 传感器把生产过程的信号转换成电信号，然后用A ／D 转换器把模拟信号变成数字信号，读入计算机中，对于这样得到的数据，一般要进行一些预处理，其中最基本的处理有线性化处理、标度变换和系统误差的自动校准。 9. 计算机控制中的数字PID 控制算法有数字PID 位置型控制算法和数字PID 增量型控制算法两种基本形式。 10. 经常采用的软件抗干扰技术包括：数字滤波技术、开关量的软件抗干扰技术、指令冗余技术、软件陷阱技术等。 11. 采用差分放大器作为信号前置放大是抑制串模干扰的方法之一。 12. 通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为串模干扰。 13. 若信号的动态范围为N ，计算机字长n ≥ log2 (1+N) 。 1、计算机控制系统由计算机和被控对象（或生产过程）两部分组成。计算机控制系统的基本工作原理可以归纳为：实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出。 3、若ωmax 为被采样的连续信号的最高频率，根据香农采样定理，采样周期必须满足 T<π/ωmax 4、人机接口的作用：一是输入程序或数据，完成各种操作控制；二是显示生产过程的工艺状况与运行结果。 6、为使传感器特性与A/D 变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D 之间加入调理电路。选择D/A 变换器字长时，要求计算机系统输出的最小信号应小于执行机构的死区。 9、某8位A/D 转换器的输入电压为0~+5V ，则输入模拟量为3V 是输出的数字量是99H 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 0~10mA 或 4~20mA 的统一信号。 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、、和检测装置等。 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 7.常用的状态观测器有3种：、、 8.“若A 则B ，否则C ”，用模糊关系表示为 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。

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？

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：