《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》習(xí)題

第三、四、六、七章復(fù)習(xí)題一、選擇題欲使具有最高頻率為ωmax

的連續(xù)信號(hào)經(jīng)采樣后仍能恢復(fù)出原信號(hào)，必須使采樣頻率ω滿足（ ）sωs＜2ω B.ωs≥2ω C.ω任意 D.ωs＝ωmax max s max零階保持器的傳遞函數(shù)為（ ）1eTs 1e

1eTs

1eTsH(s)= s B.H(s)= s C.H(s)= s D.H(s)= s計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)消除積分不靈敏區(qū)的措施是（ ）減小計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)的限制 B.降低運(yùn)算精度C.增加AD轉(zhuǎn)換位數(shù) D.丟棄偏差過小的值穩(wěn)定的連續(xù)系統(tǒng)采用一階前向差分方法離散化，所得D(z)的穩(wěn)定性與采樣周期T的關(guān)系（ A．有關(guān) 不定當(dāng)采樣周期T過大時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性通常將要（ A.變差在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)里，通常當(dāng)采樣周期T減少時(shí)，由于字長(zhǎng)有限所引起的量化誤差將（ A．增大 減小對(duì)于大的隨機(jī)干擾或采樣器不穩(wěn)定引起的干擾信號(hào)，常常采用（ ）抗干擾。加權(quán)平均值濾波 B.平均值濾波4題4圖所示有源RC4積分環(huán)節(jié) 微分環(huán)節(jié) 慣性環(huán)節(jié) 比例環(huán)節(jié) 在確定A/D變換器精度時(shí)，通常要求它的精度應(yīng)（ ）傳感器的精度A.高于 小于 等于對(duì)于控制精度要求不太高，不希望控制作用頻繁動(dòng)作而控制過程要求平穩(wěn)的場(chǎng)合。常采用控制算法。不完全微分 積分分離 帶有死區(qū)的 D.微分先行 若計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作慣性增大，則采樣周期（ A.應(yīng)增大 應(yīng)減小 可以不變 為了減少有限字長(zhǎng)產(chǎn)生的量化誤差，采樣周期（ ）A.應(yīng)增大 應(yīng)減小 可以不在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)里，當(dāng)采樣周期T增大時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度（ ）

）PID變好 變壞 不受影響 D.無法確定對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖干擾，常采用（ ）加權(quán)平均值濾波 B.平均值濾波C.中值濾波和程序判斷濾 D.慣性濾波適用于純滯后較大的過程從相頻特性上來看，零階保持器是一個(gè)（ ）環(huán)節(jié)A.相位超前 相位滯后 無相移對(duì)于壓力、液位等一階慣性的對(duì)象，負(fù)荷變化不大，工藝要求不高，可采用（ A.比例控制 B.比例積分控制C.比例積分微分控制 D.比例微分分控制在參數(shù)不變的情況下將一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)改造為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性與原連續(xù)系統(tǒng)相比將（ A．變好 變壞選擇D/A變換器字長(zhǎng)時(shí)，要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸出的最小信號(hào)應(yīng)（ ）后續(xù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的死區(qū)。大于 小于下列的抗干擾方法中，屬于硬件濾波的有（ A.慣性濾波 濾波低頻干擾信號(hào)常采用（ 。加權(quán)平均值濾波 B.平均值濾波C.中值濾波和程序判斷濾 D.慣性濾波從頻率特性上來看，零階保持器類似于一個(gè)（ ）環(huán)節(jié)。比例環(huán)節(jié)對(duì)于一階慣性與純滯后環(huán)節(jié)串聯(lián)的對(duì)象，負(fù)荷變化不大，要求控制精度較高，可采用（ A.比例控制 比例積分控制C.比例積分微分控制 比例微分分控制通常，若增大計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的采樣頻率時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度將（ ）A．不變 變好 變壞 D.無法確在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)里，通常當(dāng)采樣周期T減少時(shí)，由于字長(zhǎng)有限所引起的量化誤差將（ A．增大 減小 不變下列的抗干擾方法中，屬于軟件濾波的是（ ）RC濾波 中值濾波為了提高運(yùn)算精度可以（ ）采用浮點(diǎn)數(shù)，增加運(yùn)算字長(zhǎng) B.采用浮點(diǎn)數(shù)，減小運(yùn)算字長(zhǎng)C.采用定點(diǎn)數(shù)，增加運(yùn)算字長(zhǎng)D.采用定點(diǎn)數(shù)，減小運(yùn)算字長(zhǎng)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中存在多種信號(hào)形式的變換，其中（ ）三種變換最重要。采樣、量化和解碼 B.量化、恢復(fù)（保持）和編碼C.解碼、量化和編碼 D.采樣、量化和恢復(fù)（保持）對(duì)于純滯后時(shí)間較大，負(fù)荷變化也較大，控制性能要求高的場(chǎng)合，可采用（ ）比例控制 B.比例積分控制C.比例積分微分控制 D.比例微分分控制計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)整定時(shí)，增大積分時(shí)間T，將導(dǎo)致（ ）I增加超調(diào) 加快系統(tǒng)響應(yīng)C.振蕩增加 系統(tǒng)靜差的消除將隨之減慢。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)相比，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)不變的條件下，抑制干擾的能力（ A．增強(qiáng) B.減弱 不變 D.不確定需增加一根時(shí)鐘傳輸線的通信方式是（ ）串行傳輸 B.同步傳輸 C.并行傳輸 D.異步傳輸采用計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)的方法是（ ）A．輸出字更換時(shí)間間隔不變 B．輸出字更換時(shí)間間隔變C．輸出字更換時(shí)間間隔增大 D．輸出字更換速度變慢雙線性變換的一個(gè)特性是，連續(xù)傳遞函數(shù)經(jīng)過雙線性變換后所得Z傳遞函數(shù)的穩(wěn)態(tài)增益（ A．增大 B.不變 C.減小 D.不定采用間接設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)數(shù)字控制器時(shí)，采樣周期Ts與系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)T之間應(yīng)滿足（ ）Ts<<T的關(guān)系 s＝T的關(guān)系 C.Ts＞＞T的關(guān)系s≠T的關(guān)系最少拍無差系統(tǒng)中的紋波是由（ ）引起的A.輸入信號(hào)的波動(dòng)C.控制器輸出信號(hào)振蕩 D.系統(tǒng)誤差適用于純滯后較大過程的濾波算法是（ ）加權(quán)平均值濾波 B.平均值濾波C.中值濾波 D.慣性濾波數(shù)字程序控制主要用于（ ）運(yùn)輸自動(dòng)化 D.機(jī)床自動(dòng)化對(duì)一些不允許出現(xiàn)大超調(diào)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，可采用（ ）PID控制算法積分分離當(dāng)將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的Kp值增加時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的（ A．穩(wěn)定性變好 控制時(shí)間加長(zhǎng)C．穩(wěn)態(tài)誤差變大 D.響應(yīng)速度變慢熱電阻進(jìn)行線性化處理時(shí)采用多段折線代替曲折線段數(shù)越多（ ）線性化精度就越高 B.軟件開銷相應(yīng)減少C.線性化精度就越低 D.軟件開銷不變?yōu)榱藴p少量化誤差，通常選取的運(yùn)算字長(zhǎng)（ ）D/A轉(zhuǎn)換器的字長(zhǎng)。等于 B.小于 C.大于 D.小于或等于為了減少量化誤差，通常可選取D/A轉(zhuǎn)換器的字長(zhǎng)（ ）A/D轉(zhuǎn)換器的字長(zhǎng)。等于 B.大于或等于 大于 D.小于或等于已知某環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為G(S)es，則可知該環(huán)節(jié)為（ 微分環(huán)節(jié)當(dāng)系統(tǒng)受到較大擾動(dòng)或大幅度改變給定值時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的偏差；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)往往采用（ 控制算法。以免系統(tǒng)產(chǎn)生較大的超調(diào)和長(zhǎng)時(shí)間的波動(dòng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)里，當(dāng)給定值的頻率升高后，采樣周期T（ A.增大 不變非線性傳感器的標(biāo)度變換一般不采用（ ）線性變換公式 B.線性插值法 多項(xiàng)式插值法 D.查表法數(shù)字濾波技術(shù)是一種（ ）抗干擾技術(shù)。對(duì)于周期性干擾，常采用（ ）加權(quán)平均值濾波 B.平均值濾波C.中值濾波和程序判斷濾 D.慣性濾波適用于純滯后較大的過程在具有零階保持H(s)的采樣系統(tǒng)里，穩(wěn)態(tài)誤差與采樣周期（ ）A.關(guān)系不定 有關(guān) C.無關(guān) D.關(guān)系無法確二、填空題測(cè)量偏差、糾正偏差是 控制的基本方法。直線插補(bǔ)計(jì)算過程有 、坐標(biāo)進(jìn)給、偏差計(jì)算和終點(diǎn)判斷四個(gè)步驟。按簡(jiǎn)易工程法整定PID參數(shù)常用的整定方法有擴(kuò)充臨界比例度法和 兩種。當(dāng)采樣周期T過大時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性通常將要 。軟件陷阱即為一條 轉(zhuǎn)移指令。在確定D／A變換器字長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)保證它的最小輸出信號(hào) 后續(xù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的死區(qū)。數(shù)字程序控制主要用于 。圓弧插補(bǔ)計(jì)算過程分為偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、 以及終點(diǎn)判斷五個(gè)步驟。數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路通常有 兩種方式。在數(shù)字控制器中的偏差處理部分可分為 、 以及輸入補(bǔ)償和線性特性等四部分。通常把疊加在被測(cè)信號(hào)上的干擾信號(hào)稱為 。長(zhǎng)線傳輸干擾的抑制方法有終端匹配和 。數(shù)控機(jī)床中常用的插補(bǔ)方法有 、數(shù)字積分法和數(shù)字脈沖乘法。圓弧插補(bǔ)計(jì)算過程分為偏差判別、 偏差計(jì)算、坐標(biāo)計(jì)算以及終點(diǎn)判斷五個(gè)步驟。若連續(xù)系統(tǒng)為穩(wěn)定采用一階前向差分離散化方法離散所得的系統(tǒng)可能變成 的離散制系統(tǒng)。在數(shù)字控制器中的偏差處理部分可分為計(jì)算偏差偏差報(bào)警以及輸入補(bǔ)償和 等部分。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾措施主要_ 、軟件抗干擾和故障自診斷技術(shù)。長(zhǎng)線傳輸干擾的抑制方法有 和始端匹配。數(shù)控機(jī)床中常用的插補(bǔ)方法有逐點(diǎn)比較法、 和數(shù)字脈沖乘法。數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入裝置、輸出裝置、 和插補(bǔ)器等四大部分組成，這些功能都由計(jì)算來完成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常用 對(duì)時(shí)間上離散的模擬信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，使其變成連續(xù)信號(hào)。數(shù)字控制器的輸出以接近二分之一的采樣頻率大幅度上下擺動(dòng)的現(xiàn)象稱為 。實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)和二次曲線插補(bǔ)的方法很多除逐點(diǎn)比較法外還有數(shù)字積分法和 。三相步進(jìn)電機(jī)按三相六拍方式工作，各相通電次序?yàn)?。采樣信號(hào)是時(shí)間上 而幅值上連續(xù)的信號(hào)。采用輸入濾波器是抑__ _ 干擾的方法之一。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾措施主要有硬件抗干擾_ _和故障自診斷技術(shù)。長(zhǎng)線傳輸干擾的抑制方法有 和始端匹配。IEEE-488并行總線的電纜長(zhǎng)度不超過 米。在計(jì)算機(jī)數(shù)字程序控制系統(tǒng)中，我們稱完成插補(bǔ)計(jì)算的一段程序?yàn)?。三相步進(jìn)電機(jī)按雙三拍方式工作，各相通電次序?yàn)?。閉環(huán)負(fù)反饋控制的基本功能是 。自動(dòng)控制系統(tǒng)是由被控對(duì)象及 兩大部分組成能自動(dòng)按預(yù)定要求運(yùn)行的整體。常用的數(shù)字濾波方法有慣性濾波、限幅濾波、平均值濾波和 。數(shù)控系統(tǒng)按控制方式來分類，可以分為 、直線切削控制和輪廓切削控制，這三種控制方都是運(yùn)動(dòng)的軌跡控制。三相步進(jìn)電機(jī)按單三拍方式工作，各相通電次序?yàn)?。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差除與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)外，還與系統(tǒng)的 有關(guān)。零階保持器是一個(gè)相位 環(huán)節(jié)。常用的數(shù)字濾波方法有慣性濾波、限幅濾波、中值濾波和 。直線插補(bǔ)計(jì)算時(shí)，每走一步，都要進(jìn)行偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、 和終點(diǎn)判斷四個(gè)步驟。按按簡(jiǎn)易工程法整定PID參數(shù)常用的整定方法有 和擴(kuò)充響應(yīng)曲線法兩種。采樣周期T與采樣角頻率的關(guān)系是 。零階保持器的頻率特性可以近似看成是 濾波器。平均值濾波是對(duì)信號(hào)y進(jìn)行m次采樣；濾波器的輸出y(k) 。三、名詞解釋同步傳送數(shù)字程序控制逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)積分飽和無平衡無擾動(dòng)切換最少拍控制串行傳輸數(shù)字濾波結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)并行傳輸四、簡(jiǎn)答題試寫出數(shù)字式PID簡(jiǎn)述串級(jí)控制系統(tǒng)主、副回路的選擇原則。選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)考慮哪些因素？PID簡(jiǎn)述數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)步驟。簡(jiǎn)述帶副回路的串級(jí)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。簡(jiǎn)述數(shù)字濾波的優(yōu)點(diǎn)？什么是數(shù)字程序控制？常見的數(shù)字程序控制方式有哪些？消除積分不靈敏區(qū)常采用的措施有哪些？什么是數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)方法？有何優(yōu)點(diǎn)？什么是模塊化程序設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)？程序設(shè)計(jì)通常分為哪5簡(jiǎn)述三種數(shù)字程序控制方式的特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)的PID簡(jiǎn)述數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)步驟。組態(tài)軟件主要包括什么內(nèi)容？什么是數(shù)字PID采樣周期的選擇需要考慮哪些因素？在大林（Dahlin）算法中，什么是振鈴現(xiàn)象？如何消除？什么是平衡傳輸方式和不平衡傳輸方式？簡(jiǎn)述增量型PID什么是數(shù)字濾波技術(shù)？與傳統(tǒng)的模擬濾波器相比他有什么優(yōu)點(diǎn)？A／D比較平衡與不平衡傳輸方式的傳輸性能。PID簡(jiǎn)述當(dāng)采樣周期選得過小時(shí)，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響。產(chǎn)生量化誤差的原因主要有哪些？總線形網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是什么？試寫出數(shù)字式PID號(hào)。A/D什么叫系統(tǒng)的可靠性？提高可靠性有哪些主要方法？五、計(jì)算題設(shè)數(shù)字控制器D(z)的一般形式為U(z) bbz1

zmD(z) 0 1 mE(z) 1az1 azn（式中n≥m，各系數(shù)1，且有nn極點(diǎn)和m個(gè)零點(diǎn)D(z)達(dá)式。14s設(shè)一連續(xù)控制器為D(s)2s）請(qǐng)用后向差分變換求取相應(yīng)的數(shù)字控制器D(z)（14s對(duì)應(yīng)的遞推控制算法（T=0.1）設(shè)加工第一象限逆圓弧A，已知圓弧的起點(diǎn)坐標(biāo)為（0，終點(diǎn)坐標(biāo)為4并作出走步軌跡圖。已知調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為D(s)

U(s)E(s)

(s4)(s1)

，T=1秒1）試用雙線性變換法，將其離散，求D(z)=？2）試求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的控制算法。

D(z)=U(z)E(z)

= (1+0.6z-1)(1-0.3z-10.4z2) 控制算式加工一條直線，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)為（42，試作出插補(bǔ)計(jì)算過程表，畫出走步軌跡圖10已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為110. s試寫出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設(shè)采樣周期T=0.2s。已知調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為D(s)

U(s)E(s)

(s4)，T=1秒(s1)試用一階向后差分變換法，將其離散，求D(z)=？試求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的控制算法設(shè)加工第二象限直線AB,起點(diǎn)A(0,0),終點(diǎn)B(-6,4),要求：按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算；T=0.1S。已知連續(xù)控制器的傳遞函數(shù)為：Gf分法將其離散化，求Gf(z)；

(s)

U(s)E(s)

1/(Tf

s，Tf=0.5S（1）試用一階向后差（2）試求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的控制算法。若加工第二象限直線O，起點(diǎn)（，0，終點(diǎn)-，要求：按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算；作出走步軌跡圖，并標(biāo)明進(jìn)給方向和步數(shù)。若已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為請(qǐng)寫出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置和增量型控制算式，設(shè)采樣周期秒。已知調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為

(s1)

U(s)，秒c (s0.2) E(s)試用一階向后差分變換法，將其離散，求Gc(z)=？試求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的控制算法。若加工一條直線O，起點(diǎn)，0，終點(diǎn)A-，-。要求：按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算；畫出走步軌跡圖，并標(biāo)明進(jìn)給方向和步數(shù)。12s已知某連續(xù)控制器的傳遞函數(shù)為D(S)

，現(xiàn)用PID算法來實(shí)現(xiàn)它，請(qǐng)先寫出PID控制算法的模su(t)應(yīng)的位置型和增量型PID（設(shè)采樣周期T）17.已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為D(S)=U(S)/E(S)=(1+0.17S)/(1+0.085S),設(shè)采樣周期為0.2秒。（1）試用一階向后差分變換法，將其離散，求D(z)=？（2）試求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的控制算法。加工一條直線，起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)為（4，-，要求：按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算；某連續(xù)控制系統(tǒng)的校正裝置的傳遞函數(shù)為D(S) 8 試用差分變換（后向差分求該裝置的遞s(s4)（設(shè)輸入為e(t，輸出為u(t，采樣周期T）已知PI調(diào)節(jié)器

s6

U(S

，T=1秒c s E(S)試用雙線性變換法，將其離散，求(2)試求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的控制算法。加工設(shè)加工第一象限的圓弧AB，起點(diǎn)6，，終點(diǎn)0。要求：按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算；作出走步軌跡圖，并標(biāo)明進(jìn)給方向和步數(shù)。某連續(xù)控制系統(tǒng)的模擬控制器的傳遞函數(shù)為GS)采樣周期）

(10.17S)0.085S

PID增量型算法表達(dá)式（設(shè)23.已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為D(S)=U(S)/E(S)=(1+0.17S)/(1+0.085S),0.2S。試用一階向后差分變換法，將其離散，求D(z)=？試求實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的控制算法。設(shè)加工第一象限圓弧A，起點(diǎn)A1，，終點(diǎn)，1，要求：寫出偏差計(jì)算的遞推公式。按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算。畫出走步軌跡圖，并標(biāo)出進(jìn)給方向步數(shù)。《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》習(xí)題解答第一章什么是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？（）生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。（工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過程兩大部分組成。、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？微機(jī)控制系統(tǒng)與常規(guī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)：控制規(guī)律靈活多樣，改動(dòng)方便c.能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和工況顯示，控制效率高d.控制與管理一體化，進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度答：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制靈活，安全。缺點(diǎn)：由人工操作，速度受到限制，不能控制多個(gè)對(duì)象。直接數(shù)字控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)性好，可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)。監(jiān)督控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)過程始終處于最優(yōu)工況。分散控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：分散控制、集中操作、分級(jí)管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：與DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。國際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一后，可實(shí)現(xiàn)真正的開放式互聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程可歸納為以下三個(gè)步驟：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)，并輸入給計(jì)算機(jī)。一步的控制過程。實(shí)時(shí)控制：根據(jù)決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。實(shí)時(shí)、在線方式和離線方式的含義是什么？的方式稱為離線方式或脫機(jī)方式。操作指導(dǎo)、DDCSCC系統(tǒng)的工作原理如何？它們之間有何區(qū)別和聯(lián)系？操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)：在操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的輸出不直接作用于生產(chǎn)對(duì)象，屬用。其原理框圖如圖所示。圖操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)原理框圖(DDCDigital系統(tǒng)就是通過檢測(cè)元件對(duì)一個(gè)再進(jìn)行控制運(yùn)算，然后通過輸出通道控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達(dá)到預(yù)定的要求。DDC系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是微機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍的一種應(yīng)用形式。其原理框圖如圖所示。圖1.3DDC系統(tǒng)原理框圖(SCC系統(tǒng))：SCC(SupervisoryComputerDDC系統(tǒng)更接近生產(chǎn)變化的實(shí)際情況，因?yàn)樵贒DC不能運(yùn)行在最佳狀態(tài)，而SCCSCC系統(tǒng)的原理框圖如圖所示。圖1.4SCC系統(tǒng)原理框圖SCC是操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)和DDC系統(tǒng)的綜合與發(fā)展。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是什么？推廣應(yīng)用成熟的先進(jìn)技術(shù)，普及應(yīng)用可編程序控制器廣泛使用智能調(diào)節(jié)器，采用新型的DCS大力研究和發(fā)展智能統(tǒng)，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)，神經(jīng)控制系統(tǒng)。以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動(dòng)化將成為主流PLC在向微型化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展面向測(cè)控管一體化設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場(chǎng)總線方向發(fā)展6．第二章什么是過程通道？過程通道有哪些分類？過程通道是在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道。信息來分，過程通道又可分為數(shù)字量過程通道和模擬量過程通道。數(shù)字量過程通道包括數(shù)字量輸入通道和數(shù)字量輸出通道。數(shù)字量輸入通道主要由輸入緩沖器、輸入調(diào)理電路、輸入地址譯碼電路、并行接口電路和定簡(jiǎn)述兩種硬件消抖電路的工作原理。觸發(fā)器整形。采用RS觸發(fā)器的硬件消抖電路，主要是利用RS觸發(fā)器的保持功能實(shí)現(xiàn)消抖。簡(jiǎn)述光電耦合器的工作原理及在過程通道中的作用。通道中實(shí)現(xiàn)了輸入和輸出在電氣上的完全隔離。光電耦合器電路圖模擬量輸入通道由哪些部分組成？各部分的作用是什么？模擬量輸入通道一般由I/V變換、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、接口及控制邏輯電路組成。I/V儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配提供了方便。多路轉(zhuǎn)換器：用來切換模擬電壓信號(hào)的關(guān)鍵元件。轉(zhuǎn)換器完成一次A/DA/DA/D轉(zhuǎn)換器之前加入采樣保持器。A/D/(Analog/DigitalConverter，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC)。對(duì)理想多路開關(guān)的要求是什么？噪音小、壽命長(zhǎng)、工作可靠。采樣保持器有什么作用？試說明保持電容的大小對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。采樣保持器的作用：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換總需要一定的時(shí)間。在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，希望輸入信號(hào)不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤差。這樣，就需要在A/D轉(zhuǎn)換器之前加入采樣保持器。性差。在數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中，是不是所有的輸入通道都需要加采樣保持器？為什么？不是，對(duì)于輸入信號(hào)變化很慢，如溫度信號(hào)；或者A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間較快，使得在A/D轉(zhuǎn)換期間輸入信號(hào)變化很小，在允許的A/D轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，就不必再選用采樣保持器。A/DI/O控制中的連接方式，A/D有幾種控制方式？它們?cè)诮涌陔娐泛统绦蛟O(shè)計(jì)上有什么特點(diǎn)？A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號(hào)的作用是用以判斷本次AD轉(zhuǎn)換是否完成。常見的A/D轉(zhuǎn)換有以下幾種控制方式，各自特點(diǎn)如下?延時(shí)等待法:EOC可不和I/O口連接，程序設(shè)計(jì)時(shí)，延時(shí)大于ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間后，取數(shù)據(jù)。:EOCREADY,EOC,自動(dòng)插入等待狀態(tài)。直至EOC數(shù)據(jù)。?查詢法:EOC可以和任意I/O口連接，程序設(shè)計(jì)時(shí)，反復(fù)判斷EOC是否有效，直至EOC有效時(shí)，取數(shù)據(jù)。:EOCAD,在中斷服務(wù)程序中取數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換器？nlog

11200

12選擇依據(jù)：

2 0.488路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。本例給出用8031、DAC0809設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)例。把采樣轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量按序存于片內(nèi)RAM的30H~37H其數(shù)據(jù)采集的初始化程序和中斷服務(wù)程序如下：R0，#30H；設(shè)立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)指針MOVR2，#08H；設(shè)置8路采樣計(jì)數(shù)值SETBIT0；設(shè)置外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式SETBEA；CPU開放中斷SETB EX0 允許外部中斷0中斷MOV DPTR，#FEF8H ；送入口地址并指向IN0LOOP： MOVX @DPTR，A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，A的值無意HERE： SJMP HERE ；等待中斷中斷服務(wù)程序：MOVX A，@DPTR ；讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量MOV @R0，A ；存入片內(nèi)RAM單元INC DPTR ；指向下一模擬通道INC R0 ；指向下一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單DJNZ R2，INT0 ；8路未轉(zhuǎn)換完，則繼續(xù)CLR EA ；已轉(zhuǎn)換完，則關(guān)中斷CLR EX0 0中斷RETI ；中斷返回INT0： MOVX @DPTR，A ；再次啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)RETI ；中斷返回模擬量輸出通道由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？D/A轉(zhuǎn)換器、功率放大和V/I(1)D/A/(Digital/AnalogConverter,簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC)。它是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的元件或裝置。V/I0～10mA或4～20mA的電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。因此，需要將模擬電壓信號(hào)通過電壓/電流(V/I)變換技術(shù)，轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。采用74LS138、DAC0832運(yùn)算放大器和CD4051等設(shè)計(jì)D/ADAC0832的端口地址為200，CD4051的端口地址為201（）畫出D/A轉(zhuǎn)換接）編寫D/A轉(zhuǎn)換程序。解(1)D/A轉(zhuǎn)換接口電路；地址線A9A8……A1A0=10……00時(shí)端口地址0200H，選通DAC0832地址線A9A8……A1A0=10……01時(shí)端口地址0201H選通CD4051編寫D/ADOUT PROC NEARMOV MOV CX,8MOV AH,0MOVBX,OFFSETBUFNEXT: MOVOUTDX,ALINCDXMOVAL,AHOUTDX,ALCALLINCAHDECDXINCBXLOOPRETDOUT ENDP第三章z變換（1）f(t)t2e5tT2z(z1)解Z[t2由位移定理

(z1)3T2ze5T(ze5T1) T2ze5T(ze5T)Z[t2e5t] (ze5T1)3 (ze5T)3f(t)1eakT解：F(z)

z(1eaT)(z1)(zeaT)f(t)tsint由Z變換的性質(zhì)Z[tsint]

dZ[sint]dz

dTz

z)z22zcos(T)1dzTz

(z21)sin(T)[z22zcos(T)1]2（4）F(s) 1(s2)2F(z)

zTe2T(ze2T)2（5）F(s) Ks(sa)解將F(S)展開成部份分式K 1 1F(s)

[ ]a s sa將上式進(jìn)行z反變換并整理即得Kz(1eaT)F(z)

a(z1)(zeaT)（6）F(s) s1s(s2)11 1解：F(s)

[ ]2 s s2將上式進(jìn)行Z反變換得 F(z) ( 2 z1 ze2T z(2z1e2T)2(z1)(ze2T)。z反變換（1）F(z)

zz0.1解：查表可得f(kT)(0.1)kT k=0,1,2,….（2）F(z) z(1eT) (z1)(zeT)f(kT1e

k=0,1,2,….（3）F(z)

z(z2)(z1)2解：將F(z)/z展開為下列部份分式之和F(z) r r1 2z (z1)2 z1留數(shù)法r1

3,r2

13z z于是F(z)

(z1)2 z1z反變換即得：f(kT)1 k=0,1,2,….（4）F(z)

3z2zz22z1解：用長(zhǎng)除法可得F(z)35z17z29z3f(kT)(kT)5(tT)7(t)9(t)用部分分式法F(z) 2 3z (z1)2 z12z 3zF(z) (z1)2 z12e(t) t31(t)Te(kT)k0（5）F(z)解：

[2kT3(tkT)Tk06z(z1)(z

(2k3)(tkT)F(z)3[ 1 1 ]z 2z1 z5 3 z zF(z) [ 2z1 z5Z反變換得：f(kT)[(1)kT(5)kT]求下列函數(shù)的終值。（1）F(z)

0.792z2(z1)(z20.416z0.208)

0.792z解 f()lim(1z1)F(z)lim 1z110.416z0.208（2）F(z)

z1z2(z0.1)(z0.8)答：f()lim(1z1)F(z)0z1z變換法求解下列差分方程0.2y(k2)1.2y(k1)0.32y(k)1.2u(k1)其中u(kTy(0))2.4。解：對(duì)系統(tǒng)的差分方程進(jìn)行Z變換，于是有[z2Y(z)z2y(0)zy(1)]1.2[zY(z)zy(0)]0.32Y(z)1.2[zU(z)zu(0)]由上式，系統(tǒng)的Z域表示式為1.2z (z21.2z)y(0)zy(1)1.2zu(0)Y(z)

U(z)

(z)

(z)z21.2z0.32 z21.2z0.32 zs zi將U(z)Z[1(k)] z 以及初始條件代入并進(jìn)行部份分式展開得z1z2 2z zY(z) zi z21.2z0.32 z0.8 z0.4Y(z)zs

z2 z z 12z 10zz21.2z0.32z1 z0.4 z0.8 z1對(duì)他們?nèi)反變換則可求得：系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)y(k)Z1[Yzi zi

(z)]2(0.8)

0.4k

k0系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)y (k)Z1[Yzs zx

(z)]2(0.4)

12(0.8)

10 k0故在輸入信號(hào)作用下，系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)為：y(k)yzi

(k)yzs

(k)(0.4)

10(0.8)

10 k0已知線性離散系統(tǒng)的方框圖如圖所示，試求系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)解1eTs 1

10

10 G(s)G(s) (1eTs) 1 2 s s0.1 s s0.1G

(z)z110z

10z

0.9501 2 z z1 z0.905

z0.905KGG(z)

0.950Kz

0.950K由(z) 1 2 1KGG