计算机控制技术复习题(共8页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上一、 概念1、 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。2、 在数据采集系统中，只是用一个S/H和一个A/D构成的系统称之为（分时采样），（分式转换）系统。3、 线性插值法最根本的问题是（用直线代替曲线）。4、 以微处理器为核心，总线可以分为内部总线和外部总线而内部总线可以分为（片级总线）和（系统总线）。5、 常用的数字滤波方法（四种），（限幅滤波法），（中位值滤波法）（算术平均滤波法）（递推平均滤波法）。6、 在PID调节器系统中系数KP为（比例调节系数），比例调节可以保证系统（快速性）。7、 计算机控制系统的输入变送器和输出执行

2、机构信号统一为（0-10mA DC ）或（4-20mA DC ）8、 步进电机有三相四项五项六项之分，三相步进电机的工作方式有：单三拍，双三拍和（三相六拍），其三相绕组通电顺序是：（A-AB-B-BC-C-CA-A）。9、 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 ）电路组成。10、 DAC0832常用的三种工作方式：（直通工作方式）、单缓冲方式和（双缓冲方式）。11、 光电耦合器在过程通道中完成（信号的光电耦合）传递，他在过程通道中实现了（输入和输出）在电气上的（完全隔离）作用。12、 系统供电与接地抗干扰措施有：（浮地方式、直接接地方式和电容接地方式

3、）。13、 计算机监督系与计算机直接控制系统的根本区别是，前一种系统具有两级计算机，其中监督计算机的作用是按（描述生产过程的数学模型）计算（最佳给定值）送到DDC计算机。14、 输入通道的作用是将被控制对象的各种信息转换成计算机可以接受的信息，以供计算机运算，其包含（模拟量输出）、（数字量输出）两种通道。15、 信号接地的方式应采用（一点接地）方式，而不采用（多点接地）方式。16、 根据应用特点，控制功能和系统结构，计算机控制系统主要分为：（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）现场总线控制系统和计算机集成制造系统六种类型。17、 步进电机总移动步数决定于指令脉冲的（

4、总数），移动方向则取决于指令脉冲的（相序）。18、 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。19、 按干扰的作用方式不同，分为常态和共态两种，其中（常态干扰）又称为串模干扰；电路（共有的干扰）又称为共模干扰。20、 集散控制系统的结构模式为（操作站控制站现场仪表）。二、 判断1、 在线系统一定是实时系统，实时系统也一定是在线系统。（错）2、 在计算机控制系统中，通常只有数字信号的单一系统。（错）3、 在计算机控制系统中，通常只有数字信号的单一系统。（错）4、 在PID调节系统中，系数Kp的确定系数KI和系数KD更重要（对）5、 V

5、/F式或A/D转换器因为是脉冲信号输出，易损失信号，所以不适合远传。（错）6、 在接口总线分类中STD总线属于外部总线。（对）7、 采样信号的信号不能直接进入计算机。（对）8、 由于各种传感器提供的电压信号范围很宽，需要通过可编程的增益放大器，对信号进行调整，使A/D转换器满量程信号达到均一化。（对）9、 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。（对）10、 多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。（对）11、 多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。（对）12、

6、步进电机之所以能转动，其关键原因是错齿。（对）13、 在显示系统中，若为动态显示，许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，即可直接将待显示数输出到显示器进行显示。（错）14、 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。（对）15、 A/D转换器的结束信号的连接方式是判断A/D转换方式的主要依据。（对）16、 在PID调节系统中，积分I的作用是消除静差，所以积分分离PID不能消除静差。（错）三、 选择1、 在实际应用中，PID调节可依据实际情况调整结构，但不能（）A、 采用增量型PID调节 B、采用带死区的PID调节C、

7、采用PI调节 D、采用ID调节2、 下列不属于数字控制方式的是（）A点位控制 B、直线控制 C、网格控制 D、轮廓控制3、 计算机控制系统的数字输出北通道通常由输出锁存器、（）|输出驱动器组成。A、 A/D转换器 B、D/A转换器 C、数字光电隔离 4、 调节速度快，但不能消除静态误差的调解是（）A、 比例调节器 B、积分调节器 C、微分调节器 D、PID调节器5、8位A/D转换器分辨率为（）A、0.01587 B、0. C、0. D、0.6、 关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的是（）A、 EOC呈高电平，说明信号已经结束B、 EOC呈高电平，可以向CPU申请中断C、 EOC呈高电

8、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、 当系统中含有零阶保持器时，系统稳态误差与采样同期T（）A、 无关 B、有关 C、关系不定 D、无答案8、 数字滤波方法中的（）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9、 LCD显示的关键技术是解决驱动问题，正确的做法（）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10、 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、 从2.3V变至2.6V B、从2.3V变至2.45V并保持不变C、维持在2.

9、3V D、快速升至2.6V并维持不变11、 在实际应用中，PID可依据实际情况调整结构，但不能（）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ID调节12、 如果模拟信号频谱的最高频率为fmax，只要按照采样频率（）进行采样，那么采样信号竟能唯一A、 f fmax B、 f fmax /2 C、 f2 fmax D、ffmax /213、引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中，不正确的是（）A、 偏差的正、负决定调节作用的方向B、 偏差的大、小决定调节作用的强弱C、 偏差为零，调节作用为零D、 偏差太大，调节失效14、 若系统讲一个D/A转换器输出的模拟量参

10、数分配至几个执行机构，需要输入（）器件完成控制量的转换工作。A、 锁存器锁存 B、多路开关 C、A/D转换器转换 D、反多路开关15、引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中，不正确的是（）A、偏差的正、负决定调节作用的方向B、偏差的大、小决定调节作用的强弱C、偏差为零，调节作用为零D、偏差太大，调节失效16、由于计算机只能接受数字信号，所以在模拟量输入信号时须经（）A、 A/D转换器 B、双向可控硅 C、D/A转换器 D、光隔离器四、 简答题1、 A/D转换器的结束信号有什么作用？根据该信号在I/O控制中的；链接方式，A/D转换有几种控制方式？他们在借口电路和程序设计上有什么特点？解：A/

11、D转换器的结束信号的作用是用以判断本次AD转换是否完成。常见的A/D转换有以下几种控制方式，各自特点如下延时等待法:EOC可不和I/O口连接，程序设计时，延时大于ADC转换时间后，取数据。保持等待法:EOC与READY相连,EOC无效时,自动插入等待状态。直至EOC有效时，取数据。查询法: EOC可以和任意I/O口连接，程序设计时，反复判断EOC是否有效，直至EOC有效时，取数据。中断响应法: EOC与外部中断相连，AD转换结束后,发中断申请,在中断服务程序中取数据。2、 计算机控制系统的典型形式有哪些？解：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

12、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）集散型控制系统（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3、 计算机控制系统的控制过程是怎样的？解：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

13、执行机构发出控制信号，完成控制任务。4、 常用的数字滤波方法有几种？它们各自有什么特点？解：常用的数字滤波方法有7种。（1）程序判断滤波法：是根据生产经验，确定出相邻两次采样信号之间可能出现得最大偏差。（2）中值滤波法：它对于去掉偶然因素引起的波动或采样器不稳定而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效。（3）算术平均值滤波法：它适用于一般的具有随机干扰信号的滤波。它特别适合于信号本身在某一数值范围附近作上下波动的情况。（4）加权平均值滤波：可以提高滤波效果（5）滑动平均值滤波法：采样时间短，可以提高检测速度（6）惯性滤波法：适用于慢速随机变量的滤波（7）复合数字滤波：比单纯的平均值滤波的效果要好5

14、、 DPS、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？解：(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图1.2所示。图1.2操作指导控制系统原理框图(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输

15、出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。其原理框图如图1.3所示。图1.3 DDC系统原理框图(3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。SCC系统的原理框图如图1.4所示。图1.4 SCC系统原理框图SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。6、

16、 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？解：(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。7、 根据总线传送信号形式，总线可分为

17、哪两种？解：（1）并行总线如果用若干根信号线同时传递信号，就构成了并行总线。并行总线的特点是能以简单的硬件来运行高速的数据传输和处理。（2）串行总线串行总线是按照信息逐位的顺序传送信号。其特点是可以用几根信号线在远距离范围内传递数据或信息，主要用于数据通信。8、 在数据采样系统中，是不是左右的是如同刀都需要加采样保持器？为什么？解：不是，对于输入信号变化很慢，如温度信号；或者A/D转换时间较快，使得在A/D转换期间输入信号变化很小，在允许的A/D转换精度内，就不必再选用采样保持器9、 什么事过程通道？过程通道有哪些分类？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。按信息传递

18、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。10、 什么是数控系统？数控系统包括哪些？解：数控系统是采用数字电子技术和计算机技术，对生产机械进行自动控制的系统，它包括顺序控制和数字程序控制两部分。11、 什么是逐点比较插补法？解：逐点比较法又称代数运算法或醉步法，其基本原理是每次仅向一个坐标轴输出一个进给脉冲，而每走一步都要通过偏差函数计算，判断偏差的瞬时坐标与规定加工轨迹之间的偏差，然后决定下一步的进给方向。12、 计算机控制系统的常用接地方法是什么？解：（1）一点接地和多点接地（2）模拟地和数字地的连接（3

19、）主机外壳接地（4）多机系统的接地13、 简述RS-232C总线的特点。解：微机系统中最常用的串行接口标准，用于实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的同步或异步通讯。通讯距离可达15m，传输数据的速率可任意调整，最大可达20Kb/s。14、 模拟量输入通道由哪些部分组成各部分作用是什么？解：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

20、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010mA或420mA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。15、 什么叫积分饱和？它是怎样引起的？如何消除？解：在PID位置式算法中需要偏差信号的累加值，当累加值超出执行机构的额定范围后，执行机构的输出值不再随控制信号的增加而增加，于是就出现了积分饱和现象。消除方法：1采用增量式算法；2采用积分分离式算法五、 设计题、论述1、 简述PID控制器的三个参数对系统

21、性能的影响。解：KP,比例调节系数，加快系统的响应速度，提高系统的调节精度；KI,积分调节系数，消除残差；KD,微分调节系数，改善系统的动态性能2、 继电器控制接口如右图所示，说明其工作原理以及光电耦合、二极管的作用。3、 设计一个8路数据采集电路。要求：（1）用MCS-51单片机和ADC0809组成，画出硬件图。（2）采用查询方式，对IN0-IN7通道上的模拟信号惊醒连续循环采集，设计程序流程图。4、 三相步进电机有哪些几种方式？分别画出每种工作方式的各相相同电顺序和电压波形图。解：有三种工作方式：（1）三相单三拍工作方式各相的通电顺序为ABC,各相通电的电压波形如图3.1所示。图3.1单三

22、拍工作的电压波形图（2）三相双三拍工作方式双三拍工作方式各相的通电顺序为ABBCCA。各相通电的电压波形如图3.2所示。图3.2双三拍工作的电压波形图（3）三相六拍工作方式在反应式步进电机控制中，把单三拍和双三拍工作方式结合起来，就产生了六拍工作方式，其通电顺序为AABBBCCCA。各相通电的电压波形如图3.3所示。图3.3三相六拍工作的电压波形图5、 设加工第一项先一条顺圆弧AB，起点为A(4，3)，终点为B(5.0)，（1）试列表进行插补计算，(2)并作出走步的轨迹图。解1）根据起点和终点坐标，以及驱动设备的步长，可确定步长计数器初值设为Nxy =| xe-x0 |+ |ye-y0|=|5

23、-4|+ |0-3|=1+3=4，其中xe =5，ye =0；x0 =4，y0 =3；初始偏差值F0=0。(3分)步数偏差判别进给方向偏差计算坐标计算终点判断起点F0=0x0 =4，y0 =3Nxy=41F0=0-yF1= F0-2y0+1=-5x1= x0=4，y1= y0-1=3-1=2Nxy=32F1=-50-yF3= F2-2y2+1=1x3= x2=5，y3= y2-1=2-1=1Nxy=14F3=10-yF4= F3-2y3+1=0x4= x3=5，y4= y3-1=1-1=0Nxy=0根据第一象限顺圆弧的偏差与进给方向、坐标计算的关系，得到插补计算过程如下表所示。(7分)（2）根据以上插补计算过程，可以画出此圆弧插补的走步轨迹图如图所示。6、 下图为单回路计算机控制系统示意图，简述其工作原理。被调参数f设定值广义对象保持器计算机计算机D/Ar（t)yt测量变送器采样器A/D7、 简述计算机控制系统的典型形式中各项功。u(t)=专心-专注-专业