389#——計(jì)算機(jī)控制技術(shù)..

1、51 25 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)模擬題計(jì)算機(jī)控制技術(shù)模擬題 1 一、填空 1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一般分為 （數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 直接數(shù)字控制系統(tǒng)， 監(jiān)督控制系統(tǒng)， 集散控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，工業(yè)過程計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）6種類型。 2RS-232C和RS-485的區(qū)別是（RS-232采用負(fù)邏輯電平傳說，通信距離短抗干擾能力差；RS485采用正邏輯兩線差動(dòng)平衡傳輸，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)）。 3.標(biāo)度變換就是（將AD采樣值轉(zhuǎn)換成有量綱的數(shù)字，便于運(yùn)算、顯示、記錄、打印）。 4分布式數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)是（.數(shù)據(jù)獨(dú)立性與位置透明性、集中和節(jié)點(diǎn)自治相結(jié)合、支持全局?jǐn)?shù)據(jù)庫的 一致性和和可恢復(fù)性、復(fù)制透明性、易于擴(kuò)展性

2、）。 5串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是（有主副回路之分，主回路只有一個(gè)，副回路可以有多個(gè)，主回路的輸出作為副回路的給定，副賄賂的輸出作為真正的控制量作用于被控對(duì)象）。 二、簡答題 1什么是現(xiàn)場總線？舉出常用的3種現(xiàn)場總線。答：現(xiàn)場總線是指以工廠內(nèi)的測量和控制機(jī)器間的數(shù)字通訊為主的網(wǎng)絡(luò)，也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。也就是將傳感器、各種操作終端和控制器間的通訊及控制器之間的通訊進(jìn)行特化的網(wǎng)絡(luò)。原來這些機(jī)器間的主體配線是ON/OFF、接點(diǎn)信號(hào)和模擬信號(hào)，通過通訊的數(shù)字化，使時(shí)間分割、多重化、多點(diǎn)化成為可能，從而實(shí)現(xiàn)高性能化、高可靠化、保養(yǎng)簡便化、節(jié)省配線（配線的共享）。 2. 積分I和微分D的作用是什么？ 3壓力和流量等周

3、期脈動(dòng)的信號(hào)應(yīng)采用哪種數(shù)字濾波方法？寫出其計(jì)算公示。 4寫出計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中被控對(duì)象的傳遞函數(shù)四種典型環(huán)節(jié)。 5抗串模干擾、抗共模干擾的主要措施分別有哪些?答：抗串模干擾的措施：光電隔離，繼電器隔離，變壓器隔離，布線隔離，硬件濾波電路，過壓保護(hù)電路等。 抗共模干擾的措施：平衡對(duì)稱輸入，選用高質(zhì)量的差動(dòng)放大器，控制系統(tǒng)的接地技術(shù)等。 三、A/D 轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) 采用ADC0809設(shè)計(jì)一A/D轉(zhuǎn)換電路，與CPU直接連接，口地址為0380H。 1、ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有哪幾部分組成？ 2、畫出電路原理圖。 3、簡述工作過程。 4、若采樣值D與壓力P的關(guān)系如圖1所示，寫出P=f（D）的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)D

4、=195時(shí)，計(jì)算壓力P。 圖1 參考答案： 答：1、ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有：8位的A/D轉(zhuǎn)換器、8通道多路轉(zhuǎn)換器和微處理器或與微處理器兼容的控制邏輯。 2、ADC0809與CPU8088直接連接的電路圖如下： 圖 4 4- -11A/D11A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809ADC0809 與 CPUCPU 直接連接電路 3、工作過程：上圖中，VN0VN7為8路模擬量輸入，CS=0380H,CS與控制信號(hào)線IOW組合接到START和ALE引腳， 在8088CPU低3位地址線AQA2的配合下， 選擇某一模擬通道，并啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，發(fā)出結(jié)束信號(hào)EOC，通過中斷(或查詢)即可讀取結(jié)果。

5、10 4、函數(shù)關(guān)系為：P二(D-51)，當(dāng)D=195時(shí)，可得P=7.06MPa 204 四、D/A 接口設(shè)計(jì) 采用直接方式，用DAC0832設(shè)計(jì)一D/A轉(zhuǎn)換電路，其控制方式為單緩沖方式。 1 畫出電路原理圖。 2 簡述轉(zhuǎn)換過程。參考答案： 答：1、 2、上圖中，WRWR和XFER接成低電平，所以該電路屬于單緩沖鎖存器接法。當(dāng)執(zhí)行OUT指 2 令時(shí)，C和WRWR為低電平，CPU的數(shù)據(jù)打入DAC0832的8位輸入鎖存器，再經(jīng)過8位DAC 1 緩沖器送入D/A轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)模擬題計(jì)算機(jī)控制技術(shù)模擬題 2 一、填空 1、DDC與SCC的主要區(qū)別在于DDC的輸出（無法使產(chǎn)生過程處于最

6、優(yōu)工況），而SCC（始終能使生產(chǎn)過程處于最優(yōu)工況）。 2、8位D/A轉(zhuǎn)換器與CPU的接口可以采用（鎖存器連接、8255連接、直接連接） 3 、RS-232C是（串口）通訊，它采用（異步）傳輸，邏輯“1”為（高電平），邏輯“0”為（低電平）。 4、抗串模干擾的措施有（用雙絞線代替兩根平等線；對(duì)信號(hào)線進(jìn)行屏蔽；合理布線；加共模扼流圈；在輸入端加濾波器） ， 抗共模干擾的措施有 （加共模磁環(huán)； 用雙端輸入儀用放大器； 使用變壓器或光耦隔離） 。 5、LED和LCD顯示器顯示驅(qū)動(dòng)方式的區(qū)別是（LCD使用CCFL燈管作為背光、LED使用發(fā)光二極管陣列作為背光）。1、DDC 與 SCC 的主要兇別在十 D

7、DC 的輸出（無汕使生產(chǎn)過程處于雖優(yōu)匚況） 7USCC（妬終能使生產(chǎn)過程處于量優(yōu) I祝匯 2. K位 D 從轉(zhuǎn)換黑與 CPU 的接口可?丄采匸鎖存器連接、K255 連接、直接連 接h RS-2C 是 f串行）通訊，它采 JJS 邏輸電平）傳犧邏輯廣加 -5）r邏輯 W 為（+5-+I5）n 4. 抗串模干抗的措施有光電隔離.継電無隔離、變壓器隔離、布線隔離、碩 件姑波電路、過斥保護(hù)電路），抗共模干抗的措施有（L 乩 LED 利 LTD 顯示器顯喬驅(qū)動(dòng)方式的區(qū)別是 C）. 二、數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì) 試用匯編語言編寫加權(quán)平均濾波程序，寫出加權(quán)平均濾波的算式。參考答案： 加權(quán)平均濾波算式：，并且均為常數(shù)

8、項(xiàng)，是各次采 樣值的系數(shù)，且滿足c=1。 程序：首先把采樣值存放在以SBUFFER為首址的內(nèi)存單元中，加權(quán)平均系數(shù)存放在以 COEFF濾為首址的內(nèi)存單元，波后的結(jié)果存放在DBUFFER+2單元。具體程序清單如下: * AWVPRPROCFAR PUSH SI ;保護(hù)現(xiàn)場 PUSH DI PUSH AX PUSH BX PUSH CX MOV AX， DATA MOV DS， AX LEA SI， SBUFFER ；采樣數(shù)首址SI LEA DI， COEFF ;系數(shù)首址DI MOV CX， N ;采樣次數(shù)CX MOV AX， 0 ；累加結(jié)果單元清0 MOV DBUFFER，AX MOV DBUF

9、FER+2,AX AWVPR1：MOV AX，SI ；取X MUL AX，WORDPTRDI ；求Cx ADD WORDPTRBUFFER，DX ；累加ff ADC WORDPTRBUFFER+2，AX INC SI ；采樣值地址加 INC SI INC DI ;系數(shù)地址加 2 INC DI LOOP AWVPR1 ;未完轉(zhuǎn)AWVPR1 POPex；恢復(fù)現(xiàn)場 POPBX POPAX POPDI POPSI RET；返回 AWVPRENDP 三、標(biāo)度變換 在一溫度測量系統(tǒng)中，采用A/D轉(zhuǎn)換器AD574A進(jìn)行采樣。采樣值D與溫度T的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖所示: 1、寫出D與T的函數(shù)關(guān)系式 2、當(dāng)D=2300

10、時(shí)，T=？ 參考答案： 1、由標(biāo)度變換原理可知，D與T的函數(shù)關(guān)系式為： DD T=T+(TT)*0=500+0.32D 0m0DD m0 2、當(dāng)D=2300時(shí)，代入上式，T=500+0.32*2300=1236 四、A/D 轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) 試采用8255A連接方式，利用查詢方法設(shè)計(jì)一8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809與8088CPU的接口電路。 1、畫出電路原理圖。 2、簡述工作過程 參考答案： 1、電路原理圖如下： 2、工作過程：首先設(shè)置8255A的工作方式，啟動(dòng)脈沖START和ALE的上升沿將地址送到A/D轉(zhuǎn)換器，在START下降沿的作用下，逐次逼近過程開始。判斷PC7的狀態(tài)，如果為高電平，則表示轉(zhuǎn)

11、換結(jié)束，此時(shí)OE為高電平，允許從A口讀取轉(zhuǎn)換信號(hào)。 五、綜合設(shè)計(jì) 有一溫度控制系統(tǒng)，溫度測量范圍是0600oC，溫度控制指標(biāo)為450*2曲。 若Kp=4,K是比例系數(shù)；T二1分，是積分時(shí)間；T二15秒，Td是微分時(shí)間，ppiidd T二5秒，T是采樣周期。 當(dāng)測量值 yk=448,yk1=449,yk2=452時(shí)，計(jì)算 zAu為增量輸出。若u=1860，計(jì) kk1k2kkk1 uu kk ，是K次閥位輸出。 -e)+Te+Td(e-2e+e)k-1TkTkk-1k2 i T 二60 i Td二15 =450-yk uu=-19.334 kk-1 u二1860-19.334沁1841 k 計(jì)算機(jī)

12、控制技術(shù)模擬題計(jì)算機(jī)控制技術(shù)模擬題 3 一、填空 1、8位A/D轉(zhuǎn)換器與CPU的接口可以采用（8255）。 2、采樣/保持器的作用是 （將采樣時(shí)刻輸入量的值采樣并保持不變，以保證A/D轉(zhuǎn)換期間輸入值不變）。 3、DDC系統(tǒng)所采用的數(shù)字PID算式有（位置式和增量式）。 4、PID控制中，引入積分的原因是（消除靜差），引入微分的原因是（加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)，減小超調(diào)，增加穩(wěn)定性）。 5、常用的數(shù)字濾波方法有（限幅濾波法、中立值濾波法、算數(shù)平均濾波法、遞推平衡濾波法、中位值平均濾波法、 限幅平均濾波法、 一階滯后濾波法、 加權(quán)遞推平均濾波法、 消抖濾波法、限幅消抖濾波法）。 二、簡答題 1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有

13、哪幾部分組成？答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)及其輸入輸出通道和工業(yè)生產(chǎn)對(duì)象（包括被控對(duì)象和工業(yè)自動(dòng)化儀表）組成。 2、模擬量輸入通道中為什么要對(duì)模擬量信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理？答：這是因?yàn)椴煌哪M量有不同的量綱，首先要將他們轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，變成計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字信號(hào)。 3、什么是PID控制規(guī)律？用微分方程寫出其控制規(guī)律，并說明P、I、D的作用。 答：按照偏差的比例、積分、微分進(jìn)行的控制是PID控制。其控制規(guī)律的微分方程表示如下:u(t)=Ke(t)+丄fe(t)dt+Tde(t) pTddt P：改善動(dòng)態(tài)特性；I：消除靜差；D：改善動(dòng)態(tài)特性，加快調(diào)節(jié)速度。 解： Au二K kp (*

14、) 將代入中得 Au=19.334 k e k-1 二450-449 e k-2 二450-452 4、簡述企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。 答：統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息集成系統(tǒng)有三層結(jié)構(gòu)：過程控制層、制造執(zhí)行層、企業(yè)資源規(guī) 5、抗串模干擾、抗共模干擾的措施有哪些?答：抗串模干擾的措施：光電隔離、繼電器隔離、變壓器隔離、布線隔離、硬件濾波電路、過壓保護(hù)電路等。 抗共模干擾的措施： 平衡對(duì)稱輸入、 選用高質(zhì)量的差動(dòng)放大器、 控制系統(tǒng)的接地技術(shù)等。 三、計(jì)算 試寫出加權(quán)平均濾波的算式，當(dāng)n=16時(shí)，并用匯編語言編寫出實(shí)現(xiàn)程序。 參考答案： 加權(quán)平均濾波算式：，并且C,C，,C均為常數(shù)項(xiàng)，是各次采 樣值的

15、系數(shù)，且滿足 C=1。12n i i=1 程序：首先把采樣值存放在以SBUFFER為首址的內(nèi)存單元中，加權(quán)平均系數(shù)存放在以 COEFF濾為首址的內(nèi)存單元，波后的結(jié)果存放在DBUFFER+2單元。具體程序清單如下: PUSH SI ;保護(hù)現(xiàn)場 PUSH DI PUSH AX PUSH BX PUSH CX MOV AX, DATA MOV DS, AX LEA SI, SBUFFER ；采樣數(shù)首址FSI LEA DI, COEFF ;系數(shù)首址DI MOV CX, N ;采樣次數(shù)*CX MOV AX, 0 ；累加結(jié)果單元清0 AWVPRPROCFAR MOV DBUFFER,AX MOV DBUF

16、FER+2,AX AWVPR1：MOV AX,SI ；取X MUL AX,WORDPTRDI ；求ciX ADD WORDPTRBUFFER,DX ;累加 ADC WORDPTRBUFFER+2,AX INC SI ；采樣值地址加 INC SI INC DI ；系數(shù)地址加 2 INC DI LOOPAWVPR1 ；未完轉(zhuǎn) AWVPR1 POPex；恢復(fù)現(xiàn)場 POPBX POPAX POPDI POPSI RET；返回 AWVPRENDP 四、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畫出8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809與8088CPU的直接連接電路圖，它能對(duì)8個(gè)通道的模擬量進(jìn)行采集。 1、畫出電路圖并簡述工作過程； 2

17、、采樣值D與T的關(guān)系如下圖所示，寫出T=f(D)。 參考答案： 答：1、ADC0809與CPU8088直接連接的電路圖如下: T 500 五、綜合設(shè)計(jì) 有一溫度控制系統(tǒng)，溫度測量范圍是200450oC，溫度控制指標(biāo)為350oC2oC。用ADC0809采集溫度，用一片DAC0832控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以調(diào)節(jié)爐溫。 1、寫出PID增量算式若Kp=2.5,Kp是比例系數(shù)；間，T=5秒，T是采樣周期。2、若測量溫度為y=342,y kk-1 -e）+Te+ kk-1TkT i 解：(1)Au=K kp =347,y k-2 Td( 分4是積分時(shí)間；-=20秒,T是微分時(shí) =349 -2e kk-1 Au k +e) k-2 ，求 工作過程：上圖中，VN0VN7為8路模擬量輸入，CS=0380H,CS與控制信號(hào)線IOW組合接到START和ALE引腳，在8088CPU低3位地址線AA2的配合下，選擇某一模擬通道，并啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，發(fā)出結(jié)束信號(hào)EOC，通過