計算機控制技術試卷及答案(新)

計算機控制技術試卷及答案(新)填空題1.工業(yè)控制機是指按生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設計的計算機，它包括硬件和軟件兩個組成部分。2.計算機控制系統(tǒng)中常用的控制器有可編程序控制器、工控機、單片機、DSP、智能調節(jié)器等。3.在計算機控制系統(tǒng)中，被測信號有單端對地輸入和雙端不對地輸入兩種輸入方式。4.ADC0809是一種帶有8通道模擬開關的8位逐次逼近式A/D轉換器。5.模擬量輸入通道的任務是把從系統(tǒng)中檢測到的模擬信號，變成二進制數(shù)字信號，經(jīng)接口送往計算機。8.模塊化程序設計一般包括自頂向下和自底向上兩種設計方法。10.計算機控制系統(tǒng)的輸入變送器和輸出執(zhí)行機構的信號統(tǒng)一為0~10mADC或4~20mADC。-------------------------------------------------------------------------------------1.計算機系統(tǒng)由和兩大部分組成。計算機、生產(chǎn)過程2.集散控制系統(tǒng)（DCS）的結構模式為：.操作站—控制站—現(xiàn)場儀表送和轉換的連接通道。所謂量化，就是采用一組數(shù)據(jù)來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉換為數(shù)字信號。自動校準是指在系統(tǒng)開機后或每隔一定時間自動測量基準參數(shù)，然后計算誤差模型，獲得并存儲誤差補償因子。HMI就是使用者與機器間溝通、傳達及接收信息的一個接口。----------------------------------------------------------------------------------三、選擇題1.下列不屬于數(shù)字控制方式的是（C）A、點位控制B、直線控制C、網(wǎng)格控制D、輪廓控制2.8位的A/D轉換器分辨率為（C）A、0.01587B、0.007874C、0.003922D、0.00097753.專家控制系統(tǒng)大致可以分為（D）①專家自整定控制②專家自適應控制③專家監(jiān)督控制④混合型專家控制⑤仿人智能控制A、①②③⑤B、②④⑤C、②③④⑤D、①③④⑤4.一個8位的A/D轉換器(量化精度0.1%)，孔徑時間3.18μm，如果要求轉換誤差在轉換精度內(nèi)，則允許轉換的正弦波模擬信號的最大頻率為（B）A、5HzB、50HzC、100HzD、500Hz5.某熱處理爐溫度變化范圍為0~1350℃，經(jīng)溫度變送器變換為1~5V的電壓送至ADC0809，ADC0809的輸入范圍為0~5V，當t=KT時，ADC0809的轉換結果為6A，此時爐溫為（C）A、588.98℃B、288.98℃C、361.23℃D、698.73℃———————————————————————————————————————————如果模擬信號頻譜的最高頻率為，只要按照采樣頻率（A）進行采樣，那么采樣信號就能唯一的復觀。A.B.C.D.一個10位的A/D轉換器（量化精度0.1%），孔徑時間10μs，如果要求轉換誤差在轉換精度類，則允許轉換的正弦波模擬信號的最大頻率為（B）A.15HzB.16HzC.17HzD.14Hz設加工第一象限直線OA，起點為O（0,0），終點為A（6,3），進行插補計算所需的坐標進給的總步數(shù)Nxy為（C）A.7B.8C.9D.10(A)數(shù)字濾波方法適用于周期性干擾。平均值濾波法B.中位值濾波法C.限幅濾波法D.慣性濾波法已知偏差e（k),積分分離閾值β，以下正確的是（B）當時，采用PI控制B.當時，采用PD控制C.當時，采用PD控制D.當時，采用PI控制---------------------------------------------------------------------------------------1、如圖1所示，Vout為8位D/A轉換器的雙極性輸出端，若輸入數(shù)字量D=11100000（B），基準參考電VREF=5V，則Vout為：（C）A、4.375VB、-4.375VC、3.75VD、-3.75V2、對于電動組合儀表DDZ-Ⅲ型采用的標準電動信號是：（B）A、DC0~10mA、DC0~20VB、DC4~20mA、DC1~5VC、DC0~10mA、DC1~5VD、DC4~20mA、DC0~20V4、q=20mV時，量化誤差為±10mV，0.990~1.009V范圍內(nèi)的采樣值，其量化結果都是：（D）A、2B、1C、100D、505、軟件抗干擾技術包括：（D）①數(shù)字濾波技術、②開關量的軟件抗干擾技術、③指令冗余技術、④軟件陷阱A、①②③B、②③④C、①②④D、①②③④四、簡答題1.什么是干擾，干擾來源，抗干擾措施。答：就是有用信號以外的噪聲或造成計算機設備不能正常工作的破壞因素。外部干擾和內(nèi)部干擾。硬件措施，軟件措施，軟硬結合的措施。2.逐點比較法插補原理。答：所謂逐點比較法插補，就是刀具或繪圖筆每走一步都要和給定軌跡上的坐標值進行比較，看這點在給定軌跡的上方或下方，或是給定軌跡的里面或外面，從而決定下一步的進給方向。3.簡述數(shù)字濾波技術，其算法有哪些?答：所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計算或判斷程序減少干擾在有用信號中的比重。故實質上它是一種程序濾波。算術平均值法、中位值濾波法、限幅濾波法、慣性濾波法。5.數(shù)字控制器的連續(xù)化設計步驟？答：設計假想的連續(xù)控制器、選擇采樣周期T、將DS離散化為Dz、設計由計算機實現(xiàn)的控制算法、校驗五個步驟。___________________________________________________________________________1.什么是計算機控制系統(tǒng)？它的工作原理是怎樣的？2.什么是共模干擾？如何抑制？3.直線插補計算過程有哪幾個步驟？4.程序設計通常分為哪五個步驟？5.如何消除積分飽和？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)。從本質上看，計算機控制系統(tǒng)的工作原理可納為以下三個步驟：實時數(shù)據(jù)采集、實時控制決策、實時控制輸出2共模干擾是指A/D轉換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。其抑制方法：變壓器隔離、光電隔離、浮地屏蔽、采用儀表放大器提高共模抑制比。3偏差判別、坐標進給、偏差計算、終點判斷4問題定義、程序設計、編碼、調試、改進和再設計5對計算出的控制量u（k）限幅，同時，把積分作用切除掉。_______________________________________________________________________________1、什么叫共模干擾，其抑制方法有哪些？共模干擾也稱共態(tài)干擾，是指模/數(shù)轉換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。抑制方法有：變壓器隔離、光電隔離、浮地隔離、采用儀表放大器提高共模抑制比。2、在計算機控制系統(tǒng)中，一般有哪幾種地線？模擬地、數(shù)字地、安全地、系統(tǒng)地、交流地五種。3、簡述逐點比較法插補刀具或繪圖筆每走一步都要和給定軌跡上的坐標值進行比較，看點在給定軌跡的上方或下方，或是給定軌跡的里面或外面，從而決定下一步的進給方向。如果原來在給定軌跡的下方，下一步就向給定軌跡的上方走，如果原來在給定軌跡的里面，下一步就向給定軌跡的外面走……如此，走一步、看一看，比較一次，決定下一步走向，以便逼近給定軌跡，即形成逐點比較插補。4、設加工第二象限直線OA，起點為O（0，0），終點坐標為A（-4，6），試用直線插補法在圖（2）上做出走步軌跡圖（標明方向）?！?.畫出典型計算機控制系統(tǒng)的基本框圖。答：典型計算機控制系統(tǒng)的基本框圖如下：2.根據(jù)采樣過程的特點，可以將采樣分為哪幾種類型？答：根據(jù)采樣過程的特點，可以將采樣分為以下幾種類型。(1)周期采樣：指相鄰兩次采樣的時間間隔相等，也稱為普通采樣。(2)同步采樣：如果一個系統(tǒng)中有多個采樣開關，它們的采樣周期相同且同時進行采樣，則稱為同步采樣。(3)非同步采樣：如果一個系統(tǒng)中有多個采樣開關，它們的采樣周期相同但不同時開閉，則稱為非同步采樣。(4)多速采樣：如果一個系統(tǒng)中有多個采樣開關，每個采樣開關都是周期采樣的，但它們的采樣周期不相同，則稱多速采樣。(5)隨機采樣：若相鄰兩次采樣的時間間隔不相等，則稱為隨機采樣。3.簡述比例調節(jié)、積分調節(jié)和微分調節(jié)的作用。答：(1)比例調節(jié)器：比例調節(jié)器對偏差是即時反應的，偏差一旦出現(xiàn)，調節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用，使輸出量朝著減小偏差的方向變化，控制作用的強弱取決于比例系數(shù)KP。比例調節(jié)器雖然簡單快速，但對于系統(tǒng)響應為有限值的控制對象存在靜差。加大比例系數(shù)KP可以減小靜差，但是KP過大時，會使系統(tǒng)的動態(tài)質量變壞，引起輸出量振蕩，甚至導致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。(2)積分調節(jié)器：為了消除在比例調節(jié)中的殘余靜差，可在比例調節(jié)的基礎上加入積分調節(jié)。積分調節(jié)具有累積成分，只要偏差e不為零，它將通過累積作用影響控制量u，從而減小偏差，直到偏差為零。積分時間常數(shù)TI大，則積分作用弱，反之強。增大TI將減慢消除靜差的過程，但可減小超調，提高穩(wěn)定性。引入積分調節(jié)的代價是降低系統(tǒng)的快速性。(3)微分調節(jié)器：為加快控制過程，有必要在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，按偏差變化的趨向進行控制，使偏差消滅在萌芽狀態(tài)，這就是微分調節(jié)的原理。微分作用的加入將有助于減小超調，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。4.采樣保持器LF398工作原理圖如下圖，試分析其工作原理。答：LF398的電路原理：放大器A2作為比較器來控制開關S的通斷，若IN+的電壓高于IN-的電壓，則S閉合，由A1、A3組成跟隨器，并向CH端外接的保持電容充電；IN+的電壓低于IN-的電壓時，則S斷開，外接電容保持S斷開時刻的電壓，并經(jīng)A3組成的跟隨器輸出至。5.線性離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是什么？答：線性離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是：閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有根的模｜zi｜<1，即閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的極點均位于z平面的單位圓內(nèi)。6.為什么會出現(xiàn)比例和微分飽和現(xiàn)象？答：當給定值發(fā)生很大躍變時，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分計算出的控制增量可能比較大(由于積分項的系數(shù)一般小得多，所以積分部分的增量相對比較小)。如果該計算值超過了執(zhí)行元件所允許的最大限度，那么，控制作用必然不如應有的計算值理想，其