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计算机控制技术一、 填空题（每空2分）1、 计算机内部总线可以分为数据总线、地址总线、控制总线和 电源线与地线 （P13） 2、 请写出两种按总线标准分类的工业控制计算机类型 PC总线工控机、STD总线工控机（P14） 3、 PCI总线具有高性能、通用性好、 低成本 和使用方便的特点(P20)4、 PC104 总线的驱动电流小，只需 6 mA（P22）5、 典型的工控机一般采用一体化主板和 无源 母板P24按照香农采样定理，如果模拟信号最高频率是2.3kHZ，采样频率应大于 4.6KHZ(P42) 6、 采样保持器的作用是 增大ADC的转换时间宽度减小误差 7、 表示一个DA转换器的输入输出特征包括输入缓冲能力、 数据的宽度 、电压型还是电流型、输入码制和单极性输出还是双极性输出(P528、 在PID算法中，液位控制的采样周期一般为 7S (115 9、 PID控制中，I代表的意思是 积分控制 10、 磁场屏蔽中，一般采用 电工纯铁、硅钢片、坡莫合金等高磁导率（142 材料实现磁屏蔽或提供磁旁路11、 根据接地理论，高频电路（频率大于10MHZ）应该采用 就近多点（153 接地12、 001101的曼切斯特编码是 28题 13、 数据链路层中，差错控制方案通常有：超时重发、拒绝接受、 选择拒绝（177 和探询14、 CIMS的计算机体系结构可以分成主机/终端模式、 客户机/服务器（C/S）模式（339 和浏览器/服务器（B/S）模式15、 工业控制计算机（IPC）与通用计算机相比，具有 环境适应性强(10 、可靠性高、实时性好、模块化设计、完善的IO通道、系统扩充性好和控制软件包功能强的特点16、 主机CPU类型是摩托罗拉M68000的，一般采用 VME(14 总线17、 请写出PCI总线的两个特点 3题 18、 PC104总线功耗约为 12（22 W19、 工业控制计算机主要由加固型工业箱、工业电源、 5题 、无源母板及其他部件组成20、 常见的用于输入通道的隔离放大器有 变压器耦合隔离放大器（46 和光耦合隔离放大器21、 衡量一个DA的主要参数有分辨率、转换时间、精度和 线性度（51 22、 在PID算法中，成分控制的采样周期一般为 18S（8题 23、 系统间的耦合，通常可以通过一些途径解决，请写出一种解决途径 在设计控制方案时，设法避免和减少系统之间的有害耦合（120 24、 电磁屏蔽和电场屏蔽一般采用 高电导率 材料屏蔽体25、 屏蔽电缆的屏蔽层接地时，如果信号源端悬浮，应在 接收（154侧实行单点接地26、 抑制共模干扰的主要措施有： 采用查分放大器作信号前置放大（147 、采用隔离技术将地电位隔开和利用浮地屏蔽27、 110010的微分曼切斯特编码是 100011（P173 28、 计算机网络的拓扑结构分为 树型、总线型、混合型 、星 型网络和环型网络18229、 IEEE802.11涵盖的内容是 无线局域网（184 二、 计算题（每小题6分，无计算过程不计分）1、 某温度控制系统，测量的温度范围0500，要求分辨率为0.5，常用的AD转换器字长为8、10、12、16、，请问选用哪种字长比较合适？2、 滤波器输入的前7个值（y0y6）依次为：8.44、9.46、9.83、6.92、9.00、6.60、6.81请计算中值滤波器输出值是多少？如果=0.45，一阶惯性滤波的输出值应该是多少？3、 写出PID归一参数整定式，如果u（k）=4.3，e（k）=5.6，e（k-1）=4.5，e(k-2)=5.2,此时Kp应该是多少？P1174、 某热处理炉温度测量仪表的量程为350605，在某一时刻计算机采样并经过滤波后的数字量为0CAH，采用8位AD转换器，求此时的温度是多少？(作业3题5、 某信号线与电压为220V的输电线相邻，并行走线15m，两线之间互感为6uH，信号线上感应的干扰电压Un不能大于30mv，请问负荷不能超过多少KV*A? P1413501V6、 一个10位A/D转换器，孔径时间为5us，如果要求转换误差在A/D转化器的转换精度内，求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？（转换精度是多少？条件似乎不足滴样子呢）7、 滤波器输入的前7个值（y0y6）依次为：5.97、9.48、6.34、9.30、6.35、7.72、7.27，算术平均滤波法的输出值应该是多少？如果程序判断法的阀值是8.35，请问输出的对应的输出序列是什么？8、 在扩充临界比例度法中已经通过实验得知Ks为6.77，Ts为8.3s，控制度为2时，计算参数表如下，请计算出PID控制器的参数P117控制度控制规律T/TsKp/KsTi/TsTd/Ts2PI0.220.361.05PID0.0160.270.400.229、某热处理炉温度测量仪的量程为300-900，在某一时刻计算机采样并经过滤波后的数字量为1CAH，采用12位AD转换器，求此时的温度是多少？(对比4题)1CAH=458，10、某信号线与电压为110V，负荷为5kV*A的输电线相邻，线上感应的干扰电压Uc为不能大于52mv，两线之间互感不能大于多少H？(对比5题)三、 简单题（每小题10分）1、 计算机控制系统是由哪几部分组成，相应作用是什么？答：（1）计算机控制系统是有工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成（2）作用：a.工业控制机的控制软件有系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序等。它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台，支持软件用于开发应用软件，应用软件是控制和管理程序；b。PIO设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁；c.生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构和电器开关等装置。2、对于具有高频扰动的生产过程采用什么改进PID算法比较合适？这种算法的特点是什么？相应的增量式控制算式是什么？（P98）答：（1）在PID控制输出端串联一阶惯性环节，构成不完全微分PID控制器（2）特点：微分可持续多个采样周期，具有良好的控制性能；具有低通滤波的特性，抗干扰能力较强。（3）2、 影响产品内在可靠性的主要因素有哪些？可靠性设计的准则有哪些？P159答：设计技术40%，零部件、原材料30%，制造技术10%（使用可靠性：使用、操作20%，维修等）设计准则：有效的利用以前的经验尽可能的减少零件的数量，尤其是故障率高的零件数采用标准化的产品检查、调试和互换容易实现零件互换性好可靠性特殊设计方法（如：可靠度合理分配、冗余设计、安全装置设计、可靠性预测）4、CSMA/CD中的退避算法有哪几种，它们的特点分别是什么?P186答：三种。a.非坚持CSMA,即使有多个节点有数据发送请求，介质仍然可能处于空闲状态，介质利用效率低。b.I-坚持CSMA,一旦通道空闲就发送，如果冲突，退避，然后再尝试。C.P-坚持CSMA，一旦通道空闲以概率P发送，否则延迟一时间片重复处理5、计算机控制系统有哪几种典型形式？请说出2种形式的主要特点？P4答：六种。a.操作指导系统，特点：结构简单、控制灵活和安全，但是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象b.直接数字控制系统，特点;属于计算机的闭环控制系统，是工业生产最过程最普遍的一种运用方式，但硬件可靠性低c.监督控制计算机系统，特点：采用二级控制形式(分处两层的计算机分别称为上位机和下位机)d.集散控制系统,特点：e.现场总线控制系统f.PLC+上位机系统6、微分先行PID控制计算式是怎样的，它的特点是什么?特点：只对控制量y(t)微分，不对偏差量e(t)微分，也就是说对给定值r(t)无微分作用。但对串级控制的副回路而言，（由于给定值是主回路提供）此法不适用。7、监控定时器watchdog的工作原理是什么？怎样应用于硬件故障的检测？P156答：监控定时器watchdog实际上是一个可以由CPU进行复位的监控定时器2和受CPU程序控制定时器1组成，CPU可重新设置定时值T2或重新启动，也可以清“零”，重新开始计时。（硬件故障的外在表现：监控定时器watchdog连续产生溢出脉冲，频繁地进入中断处理程序。）具体的处理逻辑：已经连续数次由NMI入口的监控定时器watchdog动作后系统仍然不能恢复，则产生系统恢复；如果仍然得不到恢复，则可以判断为硬件故障，产生故障报警。8、计算机网络中，数据交换技术有哪些？它们的技术特点是什么?(P177答：常用的数据交换技术有：线路交换、报文交换和分组交换。线路交换：在数据交换之前必须设置一条完整的通路，在线路释放之前，该通路将