控制技术复习题.doc

复习题一、填空1闭环负反馈控制的基本方法是 测量偏差和纠正偏差 。2、调理电路的主要作用是使传感器特性与A/D变换器特性 相匹配 。3、共模干扰产生的重要原因之一是,不同模拟信号地之间存在共模电压。4、闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分子是不相同。5、在控制系统中，把现场传送来的电流信号转换为电压信号，有两种变换电路。无源I/V变换、和 有源I/V变换。6、当进行A/D转换时，由于A/D 转换需要一定的时间，为了保证A/D转换的精度，需要应用采样保持器。7、采样周期是采样开关每次通断的时间间隔。8、 A/D转换器完成一次转换所需的时间称为转换时间。9、典型的光电耦合隔离电路有数字量同相传递与数字量反相传递两种。10、数字量输出通道中的4种典型驱动电路：三极管驱动电路、继电器驱动电路、晶闸管驱动电路与固态继电器驱动电路。11、键盘接口电路可分为编码键盘和非编码键盘两种类型。12、常用的显示器件有显示记录仪、发光二极管显示器LED、液晶显示器LCD、大屏幕显示器和图形显示器终端CRT。13、8段LED显示器有共阴极和共阳极两种结构。14、显示驱动电路设计可分为:静态显示方式和动态显示方式。15、LCD可分为段位式、字符式和点阵式三种。16、数据处理技术方法有：预处理，数字滤波，标度变换，查表和越限报警等。17、测量数据的予处理包括数字调零技术、系统校准技术以及输入、输出数据的极性与字长的予处理技术。18、在控制系统的测量输入通道中，一般均存在放大器等器件的零点偏移和漂移。19、中值滤波是将信号y 的连续m次采样值按大小进行排序，取其中间值作为本次的有效采样值20、查表方法有：顺序查表法，计算查表法，对分搜索法等。21、串模干扰是指迭加在被测信号上的干扰噪声，即干扰源串联在信号源回路中。22、结构化程序设计的三种基本结构为：顺序结构和选择结构和循环结构23、D/A转换芯片输出，根据不同控制系统自动化装置需求的不同，输出方式可以分为电压输出、电流输出以及自动/手动切换输出等多种方式。24、干扰信号的类型按干扰耦合的形式分类：静电干扰、电磁干扰、漏电耦合干扰、共阻抗感应干扰25、干扰信号的类型按干扰源的类型分类：外部干扰信号、内部干扰信号26、抗干扰技术中接地技术有：接地方式、浮地系统和接地系统、交流地与直流地分开、模拟地与数字地分开、印刷电路板的地线安排、屏蔽地27、屏蔽技术包括：电场屏蔽、电磁屏蔽、磁场屏蔽28、多路开关有机械触点式和电子式两种。 29、DAC的主要技术指标有：分辨率、转换精度、偏移量误差、建立时间、输出方式、输入编码30、顺序控制系统的类型按被控对象的特性分类为：顺序控制包括时间顺序控制系统、逻辑顺序控制系统和条件顺序控制系统31、微型计算机(简称微型机)控制系统的硬件一般由微型机、 外部设备、 输入输出通道和操作台等组成， 二、选择1、在计算机控制系统里，通常当采样周期T增大时，系统的稳定性将 B 。 A 变好；B 变坏；C 不受影响。2若以电容电流为输入量，电容两端的电压为输出量，则它的传递函数为 环节 A 。 A 积分；B 微分；C 放大环节。3在确定D/A变换器字长时，通常要求它的最小输出应 B 后续执行机构的死区。 A 大于；B 小于；C 等于。 4、在对A/D转换后的数据和D/A转换前的数据进行处理前，必须根据数据的极性先进行 A ，A预处理 B数字滤波 C标度变换5、平均值滤波就是对多个采样值进行 B ，A最大值算法 B平均算法 C中值算法6、分辨率很高的D/A转换器并不一定具有 C 的精度。A很低 B相等 C很高7、哪一个是8位D/A转换器 A A DAC0832 B ADC0809 C DAC12108、哪一个是集成V/I转换器 B A XF2B20 B ZF2B20 C XZ2B209、哪一个属于D/A转换模板应具有通用性 B ， A符合接口标准 B接口地址可选 C输出方式固定 10、数据采集系统为 A 。A DAS B OGC C DCS11、直接数字控制系统为 A A DDC B SCC C DCS D FCS三、简答题1试说明AD变换器精度与分辨率的含义以及两者的关系。精度：对于一给定的数字量的实际模拟量输入与理论值接近的程度；分辨率：输出数字量对输入模拟量变化的分辨能力。两者不同，但应一致，通常精度高，分辨率亦应高。2何为数字调零？何为系统校准？计算机要进行的数字调零就是做一次减法运算，使差值成为本次测量的实际值。采用这种方法，可去掉放大电路、A/D转换电路本身的偏移及随时间与温度而发生的各种漂移的影响，从而大大降低对这些电路器件的偏移值的要求，降低硬件成本。系统校准是把测量电路扩展到包括现场的传感器，而且不是在每次采集数据时都进行校准，而是在需要时人工接入标准参数进行校准测量，把测得的数据存储起来，供以后实际测量使用。3在计算机控制系统中，一般要对测量数据进行哪些予处理技术？对测量数据的予处理是计算机控制系统数据处理的基础，这包括数字调零技术、系统校准技术以及输入、输出数据的极性与字长的予处理技术。4简述何为键盘的抖动干扰及其消除的两种方法。答：由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会马上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全地断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动，称为按键的抖动干扰。消除的两种方法。1）硬件方法 硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬件电路来避开按键的抖动时间。2）软件方法 软件方法是指编制一段时间大于100ms的延时程序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态。5非编码键盘和编码键盘的特点比较？答：非编码键盘的硬件电路简单，成本低，但占用CPU的时间较长。编码键盘与之相反，硬件电路复杂、成本高，但使用方便，键盘码产生速度快，占用CPU时间少。对按键抖动干扰的消除，非编码键盘一般是靠软件而编码键盘一般是靠硬件电路来实现。6简述干扰的来源与传播途径。干扰的来源是多方面的，有时甚至是错综复杂的。干扰有的来自外部干扰，有的来自内部干扰。外部干扰由使用条件和外部环境因素决定。内部干扰则是由系统的结构布局、制造工艺所引入的。干扰传播的途径主要有三种：静电耦合，磁场耦合，公共阻抗耦合。7串模干扰的成因是什么？如何抑制串模干扰？串模干扰是指迭加在被测信号上的干扰噪声，即干扰源串联在信号源回路中。串模干扰的抑制常采用双绞线与滤波器两种措施。8共模干扰的成因是什么？如何抑制共模干扰？共模干扰是指计算机控制系统输入通道中信号放大器两个输入端上共有的干扰电压，共模干扰电压的抑制就应当是有效的隔离两个地之间的电联系，以及采用被测信号的双端差动输入方式。具体的有变压器隔离、光电隔离与浮地屏蔽等三种措施。9在计算机控制系统中，敷设信号线时应注意哪些问题？信号线的敷设要注意以下事项：（1）模拟信号线与数字信号线不能合用同一根电缆，要绝对避免信号线与电源线合用同一根电缆。（2）屏蔽信号线的屏蔽层要一端接地，同时要避免多点接地。（3）信号线的敷设要尽量远离干扰源（4）信号电缆与电源电缆必须分开，并尽量避免平行敷设。10、抗串模干扰的技术措施？(1) 合理选用信号线(2) 在信号电路中加装滤波器(3) 选择合适的AD转换器(4) 采用调制解调技术(5) 用光电耦合器隔离干扰。 (6) 配备高质量的稳压电源11、PID调节器的优点1 技术成熟2 易被人们熟悉和掌握3 不需要建立数学模型4 控制效果好12、顺序控制系统的组成 它由五部分组成： (1) 输入接口：实现输入信号的电平转换。 (2) 控制器：接受控制输入信号，按一定的控制算法运算后，输出控制信号到执行机构，控制器具有记忆功能，能实现所需的控制运算功能。 (3) 输出接口：实现输出信号的功率转换。 (4) 检测机构：检测被控对象的状态信息。 (5) 显示报警装置：四、分析1、现已知某飞机飞行高度变化范围为010000米，测试时，采用12位的A/D变换器，试问此时系统对高度变化的分辩率为多少。若测试时，通过高度表改变测试方式，测量相对基准高度9000米的500米的变化量，试问此时A/D变换器的分辩率为多少。 解：高度变化范围为010000米时, 因为测量均为同号, 所以A/D12位均可用于测试, 故分辨率D=10000/212=2.45米; 测量相对基准高度500米的变化量时，因为要测量正负变化量, 故A/D应保留一位符号位, 故分辨率D=500-(-500)/211=0.49米。2、一个8位A/D转换器，设VR+ = 5.02 V， VR- = 0 V，计算当VIN分别为0 V、2.5 V、5 V时所对应的转换数字量。 解：把已知数代入公式（2.1-4）： 0 V、2.15 V、5 V时所对应的转换数字量分别为00H、80H、FFH。3、说明采用4个共阴极LED数码管静态显示4567数字的工作过程。 答：当所有COM端连接在一起并接地时，首先由I/O口（1）送出数字4的段选码66H即数据01100110到左边第一个LED的段选线上，阳极接受到高电平“1”的发光管f、g、c、b段因为有电流流过则被点亮，则结果为左边第一个LED显示4；接着由I/O口（2）送出数字5的段选码6DH 即数据01101101到左边第二个LED的段选线上，阳极接受到高电平“1”的共阴极发光管g、f、d 、 c、a段则被点亮，则结果为左边第二个LED显示5；同理，由I/O口（3）送出数字6的段选码7cH即01111100到左边第三个LED的段选线上，由I/O口（4）送出数字7的段选码07H即00000111到左边第四个LED的段选线上，则第三、四个LED分别显示6、7。4、用不带可控三态门的AD转换器实现AD转换， CPU可分别采用程序查询方式读取数据，请编程。 AD570与CPU连线图 4答：READAD： MOV A， 92H MOV DPTR, PORTCC MOVX DPTR，A MOV A，01H MOV DPTR, PORTC MOVX DPTR，A MOV A，00H MOVX DPTR，A Z： MOV DPTR, PORTB MOVX A,DPTR ANL A,01H CJNE A,00H,Z MOV A，01H MOV DPTR, PORTC MOVX DPTR，AMOV DPTR, PORTA MOVX A,DPTR 5、用8位ADC芯片组成单极性模拟输入电路， 其参考电压为0+5 V， 求转换后的输出数字量所对应的输入模拟电压：(10分)(1) 10000000； (2) 01000000； (3) 11111111； (4) 00000001； (5) 01111111；5、答：（1）B=VIN*2N/VREF 所以VIN=B*VREF/2N=27