计算机控制技术课后习题.pdf

第一章 1 什么是计算机控制系统 它的工作原理是怎样的 2 计算机控制系统由哪几部分组成 请画出计算机控制系统的组成框图 3 计算机控制系统的典型型式有哪些 各有什么优缺点 4 实时 在线方式和离线方式的含义是什么 5 简述计算机控制系统的发展概况 6 讨论计算机控制系统的发展趋势 第二章 1 什么是接口 接口技术和过程通道 2 采用 74LS244 和 74LS273 与 PC ISA 总线工业控制机接口 设计 8 路数字量 开关量 输入接口和 8 路数字量 开关量 输出接口 请画出接口电路原理图 并分别编写数字量输入 和数字量输出程序 3 用 8 位 A D 转换器 ADC0809 与 PC ISA 总线工业控制机接口 实现 8 路模拟量采集 请画出接口原理图 并设计出 8 路模拟量的数据采集程序 4 用 12 位 A D 转换器 AD574 与 PC ISA 总线工业控制机接口 实现模拟量采集 请画 出接口电路原理图 并设计出 A D 转换程序 5 请分别画出一路有源 I V 变换电路和一路无源 I V 变换电路图 并分别说明各元器 件的作用 6 什么是采样过程 量化 孔径时间 7 采样保持器的作用是什么 是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器 为什 么 8 一个 8 位 A D 转换器 孔径时间为 100 S 如果要求转换误差在 A D 转换器的转换 精度 0 4 内 求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少 9 试 AD574 LF398 CD4051 和 PC ISA 总线工业控制机接口 设计出 8 路模拟量采集 系统 请画出接口电路原理图 并编写相应的 8 路模拟量数据采集程序 10 采用 DAC0832 和 PC ISA 总线工业控制机接口 请画出接口电路原理图 并编写 D A 转换程序 11 采用 DAC1210 和 PC ISA 总线工业控制机接口 请画出接口电路原理图 并编写 D A 转换程序 12 请分别画出 D A 转换器的单极性和双极性电压输出电路 并分别推导出输出电压与 输入数字量之间的关系式 13 采用 DAC0832 运算放大器 LM358 多路开关 CD4051 等元器件与 PC ISA 总线工业 控制机接口 设计 8 路模拟量输出系统 请画出接口电路原理图 并编写 8 路模拟量输出程 序 14 基于 RS 485 串行总线的主从分布式测控系统的结构形式是怎样的 15 什么是串模干扰和共模干扰 如何抑制 16 MAX1232 有哪些主要功能 17 计算机控制系统中一般有哪几种地线 请画出回流法接地和一点接地示意图 第三章 1 什么是数字程序控制 数字程序控制有哪几种方式 2 什么是逐点比较法插法 直线和圆弧插补计算过程各有哪几个步骤 3 试用高级或汇编语言编写下列各插补计算程序 1 第一象限直线插补程序 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 第一象限逆圆弧插补程序 4 若加工第一象限直线 OA 起点 O 0 0 终点 A 11 7 要求 1 按逐点比较法插补进行列表计算 2 作出走步轨迹图 并标明进给方向和步数 5 设加工第一象限逆圆弧 起点 A 6 0 终点 B 0 6 要求 1 按逐点比较法插补进行列表计算 2 作出走步轨迹图 并标明进给方向和步数 6 三相步进电机有哪几种工作方式 分别画出每种工作方式的各相通电顺序和电压波 形图 7 采用 PC ISA 或 PCI 总线和 8255A 设计 x 轴步进电机和 y 轴步进电机的控制接口 要求 1 画出接口电路原理图 2 分别列出 x 轴和 y 轴步进电机在三相单三拍 三相双三拍和三相六拍工作方式下的 输出字表 8 讨论多轴步进驱动控制技术和多轴伺服驱动控制技术各有何特点 并分别列举设计 或应用实例 第四章 1 数字控制器的连续化设计步骤是什么 2 某系统的连续控制器设计为 1 1 2 1 sT sT sE sU sD 试用双线性变换法 前向差分法 后向差分法分别求取数字控制器 D z 并分别给出三种 方法对应的递推控制算法 3 什么是数字 PID 位置型控制算法和增量型控制算法 试比较它们的优缺点 4 已知模拟调节器的传递函数为 s s sE sU sD 085 01 17 0 1 试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式 设采样周期 T 0 2s 5 什么叫积分饱和 它是怎样引起的 如何消除 6 选择采样周期需要考虑哪些因素 7 试叙述试凑法 扩充临界比例度法 扩充响应曲线法整定 PID 参数的步骤 8 数字控制器的离散化设计步骤是什么 9 已知被控对象的传递函数为 11 0 10 ss sGc 采样周期 T 1s 采用零阶保持器 要求 1 针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波系统的 D z 并计算输出响应 y k 控 制信号 u k 和误差 e k 序列 画出它们对时间变化的波形 2 针对单位阶跃输入信号设计最少拍有纹波系统 D z 并计算 y k u k e k 序列 画出它们对时间变化的波形 10 被控对象的传递函数为 2 1 s sGc AB PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 采样周期 T 1s 采用零阶保持器 针对单位速度输入函数 按以下要求设计 1 用最少拍无纹波系统的设计方法 设计 z 和 D z 2 求出数字控制器输出序列 u k 的递推形式 3 画出采样瞬间数字控制器的输出和系统的输出曲线 11 被控对象的传递函数为 s c e s sG 1 1 采样周期 T 1s 要求 1 采用施密斯预估控制 并按图 4 21 所示的结构 求取控制器的输出 u k 2 试用达林算法设计数字控制器 D z 并求取 u k 的递推形式 12 在图 4 26 所示的计算机串级控制系统中 已知采样周期为 T 且有 1 2 2 1 10 1 1 z zazaa zD 1 1 10 2 1 z zbb zD 其中 a0 a1 a2 b0 b1是使 D1 z 和 D2 z 能够实现的常数 试写出计算机串级控制算法 13 前馈控制完全补偿的条件是什么 前馈和反馈相结合有什么好处 14 多变量控制系统解耦的条件是什么 第五章 1 设一阶单输入单输出系统的状态方程为 tcxty tbutaxt x 采样周期为 T 试设计最少拍无纹波控制器 zD 2 被控对象的传递函数为 11 0 1 ss sG 采样周期 T 0 1s 采用零阶保持器 按极点配置方法设计状态反馈控制规律L 使 闭环系统的极点配置在Z平面 2 1 z 0 8 j0 25 处 求L和 ku 3 在题 5 2 中 进行全状态直接反馈 但只能测到一个状态变量 现设计一个状态观 测器 预报观测器 极点配置在 2 1 z 0 3 j0 5 处 试求观测器的增益矩阵 4 什么是分离性原理 该原理有何指导意义 第六章 1 先进控制技术主要包括哪些控制技术 2 什么是模糊集合 3 模糊控制器的主要组成部分有哪些 4 模糊控制中模糊规则如何选择 5 神经网络控制中常用的神经元变换函数有哪些 6 神经网络控制主要包括哪些控制方法 7 专家控制技术主要分哪几大类 8 专家控制的推理策略主要有哪几种 9 预测控制系统主要由哪几部分组成 DMC 和 MAC 算法的基本原是什么 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 第七章 1 什么是模块化程序设计和结构化程序设计 程序设计通常分为哪 5 个步骤 2 HMI SCADA 的含义是什么 基于工业控制组态软件可实现哪些功能 3 某热处理炉温度变化范围为 0 1350 经温度变送器变换为 1 5V 电压送至 ADC0809 ADC0809 的输入范围为 0 5V 当 t KT 时 ADC0809 的转换结果为 6AH 问此时的 炉内温度为多少度 4 为使数字 PID 控制器实现从手动到自动的无平衡无扰动切换 应采取哪些措施 5 某炉温度变化范围为 0 1500 要求分辨率为 3 温度变送器输出范围为 0 5V 若 A D 转换器的输入范围也为 0 5V 则求 A D 转换器的字长应为多少位 若 A D 转换器 的字长不变 现在通过变送器零点迁移而将信号零点迁移到 600 此时系统对炉温变化的 分辨率为多少 6 某执行机构的输入变化范围为 4 20mA 灵敏度为 0 05mA 应选 D A 转换器的字长 为多少位 7 编制一个能完成中位值滤波加上算术平均值滤波的子程序 设对变量采样测量 7 次 7 个采样值排序后取中间的 3 个采样值平均 每个采样值为 12 位二进制数 第八章 1 工业局部网络通常有哪 4 种拓扑结构 各有什么特点 2 工业局部网络常用的传输访问控制方式有哪 3 种 各有什么优缺点 3 国际标准化组织 I