計算機控制系統(tǒng)模擬試題一

計算機控制系統(tǒng)模擬試題一．填空題（20分）1、計算機控制系統(tǒng)就是利用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng)，它的工作原理可以分為 、 和—三個步驟；計算機控制系統(tǒng)的典型形TOC\o"1-5"\h\z式有 、 、 、 、 和 。2、工業(yè)控制機的特點是 、 、 、 、 、和 ;工業(yè)控制計算機的硬件組成有 、 、 、 、 、 和 O3、 過程通道是在計算機和生產(chǎn)過程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道,它包括 、 、 、 ,模擬量輸入通道的組成有 、 、 、 、 、和 。4 、IEEE-488串行總線的約定及特點是 、 、 、 、 、 、和 ,連接在IEEE-488串行總線上設(shè)備有： 、 和 三種。5、數(shù)控系統(tǒng)按控制方式來分類，可以分為 、 、 ，這三種控制方式都是運動的軌跡控制,實現(xiàn)直線插補和二次曲線的方法主要有 、 、 等。6、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型有順序存儲結(jié)構(gòu)和非順序存儲結(jié)構(gòu)，其中靜態(tài)順序結(jié)構(gòu)有 、 ，對于堆棧常用的運算有 、 、 ,動態(tài)順序結(jié)構(gòu)有 、 。7、 在PID控制中，積分的作用是消除殘差，為了提高控制性能，對積分項可采取的改進措施有 、—、 、 ,消除積分不靈敏區(qū)常采用的措施有 、 。8、組態(tài)軟件王要包括： 、 、 、 、 、 、 、共8個方面的內(nèi)容,總線式工業(yè)控制計算機的特點有 、 、 、 和 。9、圖形畫面一般有 、 ,A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有、 、 、和 。二．選擇題，請將你認為正確的答案全部選擇出來填入空中（20分）1．下述選項中，屬于內(nèi)部總線的有（），屬于外部總線的有（）。地址總線、數(shù)據(jù)總線、PCI總線、ISA總線、RS-232C串行總線、STD總線、USB總線一個8位的A/D轉(zhuǎn)換器，其量化精度約為（）,若其孔徑時間為5微妙,如果要求轉(zhuǎn)換誤差在轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，則允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號的最大頻率約為（）。1%、 0.5%、 0.4%、 0.2%、 104HZ、 124HZ、 164HZ下述選項中，屬于系統(tǒng)軟件的有（），屬于應(yīng)用軟件的有（）。C語言、變壓器故障分析軟件、WindowsXP軟件、UNIX軟件變電站綜自軟件、惠普打印機驅(qū)動軟件、匯編語言、計算機網(wǎng)卡驅(qū)動軟件下列的抗干擾方法中，屬于硬件濾波的有（ ），屬于軟件濾波的有（）。平均值濾波、中值濾波、RC濾波、光電隔離濾波慣性濾波、LC濾波、始端屏蔽、指令冗余下列的抗干擾方法中，（）可以抑制串模干擾，（）可以抑制共模干擾。低通濾波、浮地屏蔽、光電隔離、采用雙絞線作信號線帶通濾波、終端屏蔽、終端阻抗匹配判斷題（10分）（注：如果有錯誤，請改正！）TOC\o"1-5"\h\z14位A/D轉(zhuǎn)換的分辨率約為0.0000152。（ ）異步傳送傳送數(shù)據(jù)的方法為按字符傳送。（ ）擾動頻率越低，采樣周期應(yīng)該越短。（ ）在同步通信中，發(fā)送的每一個數(shù)據(jù)字符均帶有起始位、停止位和可選擇的奇偶位。（）5.Bitbus的電氣接口采用的是平衡傳送的RS-232C標(biāo)準(zhǔn)。（四．問答題（15分）1．什么是數(shù)字PID位置控制算法和增量型控制算法？試比較它們的優(yōu)缺點？（5分）2．計算機控制系統(tǒng)的典型形式有那些？各有什么優(yōu)缺點？（5分）3．什么是平衡傳輸方式和不平衡傳輸方式？試比較兩種方式的性能。（5分）五、計算及論述題，需寫出解題過程（35分）1、在12乘8的矩形板上加工底為12，高為8的等邊三角形，要求：（12分）1）按逐點比較法插補進行列表計算；2）作出走步軌跡圖，并標(biāo)明進給方向和步數(shù)。2、 某爐溫度變化范圍為0?2000°C，要求分辨率為1°C,溫度變送器的輸出范圍為1-5V。若A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍是0-5V，求A/D轉(zhuǎn)換器的字長應(yīng)為多少位？若A/D轉(zhuǎn)換器的字長不變，現(xiàn)通過變送器零點遷移將信號零點遷移到400C，此時系統(tǒng)對爐溫變化的分辨率為多少？（11分）3、 某系統(tǒng)的連續(xù)控制器設(shè)計為：D（S）=U（S）/E（S）=（1+T]S）/（1+T2S）,試用雙線性變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數(shù)字控制器D（Z）,并分別給出三種方法對應(yīng)的遞推控制算法（12分）答案計算機控制系統(tǒng)模擬試題（A）參考答案一、 填空題（每空0.5分）1、 實時數(shù)據(jù)采集、實時控制決策、實時控制輸出；操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、分散型控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。2、 可靠性和可維修性好、環(huán)境適應(yīng)性強、控制的實時性、完善的輸入輸出通道、豐富的軟件、適當(dāng)?shù)挠嬎銠C精度和運算速度；主機板、內(nèi)部總線和外部總線、人-機接口、系統(tǒng)支持功能、磁盤系統(tǒng)、通信接口、輸入輸出通道。3、 模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量（開關(guān)量）輸入通道、數(shù)字量（開關(guān)量）輸出通道；I/V變換、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、接口、控制邏輯。4、 總線電纜是一條無源的電纜線，包括16條信號線和9條地線、系統(tǒng)中通過總線互連的設(shè)備不得超過15臺、總線電纜長度不超過20米，或儀器設(shè)備乘分段電纜長度總和不超過20米、信號傳輸率一般為500kbps,最大傳輸速率為1Mbps、地址容量為：“聽”地址31個，“講”地址31個，最多地址容量可擴展到961個、總線上傳輸?shù)南樨撨壿?、采用按位并行，字?jié)串行，三線握手，雙向異步的傳輸方式；控者、聽者、講者。5、 點位控制、直線切削控制、輪廓切削控制；逐點比較法、數(shù)字積分法、數(shù)字脈沖乘法器。6、 線性表、數(shù)組；在棧頂插入一個新的數(shù)據(jù)元素、刪去棧頂一個元素、讀棧頂一個數(shù)據(jù)元素；堆棧、隊列；7、積分分離、抗積分飽和、梯形積分、消除積分不靈敏區(qū)；增加A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)，加長運算字長、小積分項的累加。8、 控制組態(tài)、圖形生成系統(tǒng)、顯示組態(tài)、I/O通道登記、單位名稱登記、趨勢曲線登記、報警系統(tǒng)登記、報表生成系統(tǒng)；小型化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、組合化、結(jié)構(gòu)開放。9、 靜態(tài)畫面、動態(tài)畫面；轉(zhuǎn)換時間、分辨率、線性誤差、量程、對基準(zhǔn)電源的要求。二、 選擇題（每空2分）1、（PCI總線、ISA總線、STD總線），（RS-232C串行總線、USB總線）；2、（0.4%）,（124HZ）；3、 （WindowsXP軟件、UNIX軟件），（變壓器故障分析軟件、變電站綜自軟件、惠普打印機驅(qū)動軟件、計算機網(wǎng)卡驅(qū)動軟件）；4、 （RC濾波、光電隔離濾波、LC濾波、始端屏蔽），（平均值濾波、中值濾波、慣性濾波）；5、 （低通濾波、采用雙絞線作信號線、帶通濾波），（浮地屏蔽、光電隔離）。三、 判斷題（每題2分）1、 錯，14位A/D轉(zhuǎn)換的分辨率約為0.000061。2、 正確。3、 錯，擾動頻率越高，采樣周期應(yīng)該越短。4、 錯，在異步通訊中，發(fā)送的每一個數(shù)據(jù)字符均帶有起始位、停止位和可選擇的奇偶位。5、 錯，Bitbus的電氣接口采用的是平衡傳送的RS-485標(biāo)準(zhǔn)。四、 問答題1、 數(shù)字式PID位置型控制算法每次輸出的控制量表征執(zhí)行機構(gòu)的位置；數(shù)字式PID增量型控制算法每次輸出的是控制量相對于上次控制量的增量。增量型算法不需要做累加，控制量增量的確定僅與最近幾次誤差采樣值有關(guān)，計算誤差或計算精度問題對控制量的計算影響較小，增量型算法得出的是控制量的增量，誤動作影響小，位置型算法的輸出是控制量的全量輸出，誤動作影響大，采用增量型算法，易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。（9）2、 計算機控制系統(tǒng)的典型形式有操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、分散型控制系統(tǒng)、現(xiàn)場控制系統(tǒng)；操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活安全，缺點是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多個對象，直接數(shù)字控制系統(tǒng)實時性好，可靠性高，適應(yīng)性強，可控制多個對象，但對系統(tǒng)中的計算機依賴性高，監(jiān)督控制系統(tǒng)只提供給定值，與DDC系統(tǒng)配合構(gòu)成控制系統(tǒng)能提高控制系統(tǒng)的可靠性，分散型控制系統(tǒng)是分級控制，分級管理，可靠性提高。（8）3、 平衡傳輸方式是用雙絞線傳輸信號，信號在雙絞線中自成回路不通過地線，接收器是用雙端差動方式輸入信號；不平衡傳輸方式是用單線傳輸信號，以地線作為信號的回路，接收器是用單線輸入信號；在不平衡傳輸方式中，信號線上所感應(yīng)到的干擾河地線上的干擾將迭加后影響接收信號，在平衡傳輸方式中，雙絞線上感應(yīng)的干擾相互抵消，地線上的干擾又不影響接收端，平衡傳輸方式在抗干擾方面有較好的性能，并適合

較遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。(8)五、 計算及論述題1、解：以12長的邊為三角形的底邊，并以其角為三角形的一個邊角和坐標(biāo)原點，在一象限加工兩條直線，第一條邊加工坐標(biāo)進給的總步數(shù)為Nxy=xy|6-0|+|8-0|=14,Xe=6,Ye=8,F0=0,xoy=1,插補計算過程如下：步數(shù)偏差判別坐標(biāo)進給偏差計算終點判斷起點F0=0N=14xy1Fo=0+XF1=F0—Ye=-8N“=13xy2F1<0+YF2=F1+Xe=-2nJN=12xy3F2<0+YF3=F2+Xe=4-TN=11xy4F3>0+XF4=F3-Ye=-4-TN=10xy5F4<0+YF5=F4+Xe=2TN=9xy6f5>0+XF=F—Ye=-66 5TN=8xy7F<06+yF=F+Xe=07 6N=7xy8F7=0+XF8=F7-Ye=-8nJN=6xy9F8<0+yF°=Fr+Xe=-2-TN=5xy10F°<0+yF10=F°+Xe=4-TN=4xy11F10>0+XFii=Fi0-Ye=-4TN=3xy12F11<0+yF12=Fn+Xe=2TN=2xy13F12>0+XFi3=t-Ye=-67N=1xy14F13<0+yF14=F13+Xe=0N=0 __I 加工完成一條邊后，將矩形的另一角作為坐標(biāo)原點，同理可加工另一條邊，直線插補的走步軌跡圖如下：2、 解：Xmax=2000,Xmin=0,入=1,由于A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為0-5V，溫度變送器的輸出電壓范圍都為1-5V，所以A/D轉(zhuǎn)換器的字長應(yīng)為：n=log(1+5/4x(Xmax-Xmin)/入)=log2501~12若A/D轉(zhuǎn)換器字長不變，改變零點偏移，此時Xmax=2000,Xmin=400,n=12，系統(tǒng)對爐溫的分辨率為：入=(2000-400)x4/5/(2坨-1)~0.316°C3、解：雙線性變換法的數(shù)字控制器為：D(Z)=(1+2/Tx(Z-1)/(Z+1)xT)/(1+2/Tx(Z-1)/(Z+1)x1T)2=(T-2T+(T+2T)xZ)/(T-2T+(T+2T)xZ)對應(yīng)的遞推控制算法為：u(k)=-(T-2T)/(T+2T)xu(k-1)+(T+2T)/(T+2T)xe(k)2212+(T-2T)/(T+2T)xe(k-1)前向差分法的數(shù)字控制器為：D(Z)=(1+Tx(Z-1)/T)/(1+Tx(Z-1)/xT)12=(T-T+TxZ)/(T-T+TxZ)對應(yīng)的遞推控制算法為：u(k)=-(T-T)/Txu(k-1)+(T