2011年下广陵学院计算机控制技术考试卷A答案.doc

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1、计算机控制技术 (A)卷 答案一、选择题（每题1分，共15分）15：CDCBA 610：ADBBA 1115：ABDCD二、填空题（每空1分，共10分）1电平转换2终端匹配3传感器420mV5坐标进给6扩充响应曲线法7非线性特性8AABBBCCCA9逐点比较法10点位控制三、名词解释（每小题 3分，共 15 分）1. 计算机直接数字控制（DDC）系统DDC系统属于闭环的计算机控制系统，是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式。计算机首先通过模拟量输入通道、开关量输入通道实时采集数据，然后按照一定的控制规律进行计算，最后发出控制信息，并通过模拟量输出通道、开关量输出通道直接控制生产过程。计算

2、机取代了模拟调节器。2. 数字滤波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。3. 数字控制器的离散化设计直接用离散化方法设计数字控制器4. 数字程序控制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。5. 最少拍控制所谓最少拍控制，就是要求闭环系统对于典型输入在最少个采样周期内（最少拍）达到无静差的稳态。四、简答题（每小题 5 分，共 30 分）1在大林（Dahlin）算法中，什么是振铃现象？如何消除？答：振铃(Ringing)现象，是指数字控制器的输出以二分之一采

3、样频率大幅度衰减的振荡。（2分）有两种方法可用来消除振铃现象。（3分）第一种方法: 先找出D(z)中引起振铃现象的因子(z-1附近的极点)，然后令其中的z=l，根据终值定理，这样处理不影响输出量的稳态值。第二种方法: 从保证闭环系统的特性出发，选择合适的采样周期T及系统闭环时间常数T，使得数字控制器的输出避免产生强烈的振铃现象。2简述增量型PID控制算法的优点。答 : （1）增量型算法不需做累加，计算误差和计算精度问题，对控制量的计算影响较小。（2分） （2）增量型算法得出的是控制的增量，误动作影响小，必要时通过逻辑判断限制或禁止本次输出，不会影响系统的工作。位置型算法的输出是控制量的全部输出

4、，误动作影响大。（2分） （3）采用增量型算法，易于实现手动到自动的无冲击切换。（1分）3计算机控制系统的有哪些干扰因素？CPU抗干扰技术措施常常采用什么方法？答：干扰因素有：干扰的因素是多方面的，有时甚至是错综复杂的。有的来自外部，有的来自内部。内部干扰则是由系统的结构布局、制造工艺所引入的。外部干扰由使用条件和外部环境因素决定。 (3分)CPU抗干扰技术措施：CPU抗干扰技术措施常常采用WATCHDOG（看门狗）、电源监控（掉电检测及保护）、复位等方法。 (2分)4产生量化误差的原因主要有哪些？答：产生量化误差的原因主要有 A/D转换的量化效应；（1分） 控制规律计算中的量化效应；（1分）

5、 控制参数的量化效应；（1分） D/A转换的量化效应等四个方面。（2分）5在PID控制中，微分的作用是什么？为了提高控制性能，对微分项可采取的哪些改进措施？答：微分控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。(3分)对微分项可采取的改进措施有：(2分)（1）不完全微分PID控制算法(2) 微分先行PID控制算法6简述带副回路的串级控制系统的优点。答：串级控制系统中，副回路给系统带来了下列优点:（1） 串级控制较单回路控制有更强的抑制扰动的能力。(2分)（2） 串级控制可以克服对象大纯滞后的影响。 (2分)（3） 串级控制可

6、减小对象的非线性影响。 (1分)五、计算题（第1、2、3每小题7分，第4题9分，共 30 分）1解：（1） ， 故=1.465 ；（分）（2） ，故 （分）评分：于q计算有误导致第2问有误，但计算方法正确，可给3分。2解：则 . (3分) 把T=0.2S代入得位置型控制算法为 增量型控制算法为 (4分)3解：（1）S=(1-z-1)/T GC(z)=(1.5-z-1)/(1.1-z-1) （2）；评分：（1） 第1小题3分，第2小题4分；（2） 若第1 问中替换关系正确，计算有误，可给2分；（3） 由于第1小题计算有误，使第2小题有误，但方法正确，可给3分4解：（1)设加工点处于m（xm,ym

7、）点 （2分）i. 若Fm0时则沿-y方向进给一步至m+1点的坐标值为xm+1= xm ym+1= ym-1 ii. 若Fm0时则沿+x方向进给一步至m+1点的坐标值为xm+1= xm+1 ym+1= ym （2)进给的总步数Nxy=5-1+1-5=8 F0=0 步数 偏差判别 坐标进给 偏差计算 坐标计算 终点判别起点 F0=0 x0=1，y0=5 Nxy=81F0=0 y F1=F02y019 x1=1，y1=4 Nxy=72F10 x F2=F12x116 x2=2，y2=4 Nxy=63F20 x F3=F22x211 x3=3，y3=4 Nxy=54F30 y F5=F42y411 x5=4，y5=3 Nxy=36F50 y F7=F62y613 x7=5，y7=2 Nxy=18F70 y F7=F62y710 x8=5，y8=1 Nxy=0 （偏差判别、坐标进给、偏差计算、坐标计算和终点判别各1分）（3）（画出弧线：1分；插补方向正确：1分）4 / 4