2010《计算机控制技术》(B)(建电80701)(答案)

第 1 页 共 5 页 2010 计算机控制技术 B 答案及评分参考 一 单项选择题 每小题 1 分 共 10 分 1 C 2 A 3 D 4 B 5 B 6 A 7 C 8 A 9 B 10 D 二 填空题 每小题 1 分 共 10 分 1 20 2 模拟信号 3 外部传感器信号转换成计算机能接受的数字信号 4 增益误差 5 插补程序 6 AB BC CA AB 7 测量偏差 纠正偏差 8 仪表放大器 9 控制装置 10 中值滤波 三 名词解释 每小题 3 分 共 15 分 1 系统出现故障时 及时发出声光信号 并记录故障 2 过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道 3 孔径误差就是指因孔径时间而产生最大 A D 转换误差 4 所谓积分饱和是执行机构已到极限位置 仍然不能消除偏差 由于积分的积累 作用 尽管计算 PID 差分方程式所得的运算结果继续增大或减小 但执行结 构已无相应的动作 5 看门狗 即监控定时器 用来检测系统出错并自动恢复运行 也可用来检测 硬件的故障 四 简答题 每小题 5 分 共 30 分 1 试简述操作指导控制系统应具有的主要特点 第 2 页 共 5 页 答 操作指导控制系统的特点 1 结构简单 控制灵活和安全 1 分 2 可减少大量常规显示 记录仪表 1 分 3 无输出过程通道 1 分 4 人工操作 速度受到限制 不易控制多个对象 2 分 2 数字量输入输出通道的基本功能是什么 答 数字量输入通道的基本功能就是接收外部装置或生产过程的状态信号 这 些状态信号包括开关信号 脉冲信号或数字编码信号 2 分 数字量输出通道的基本功能就是将计算机与被控对象隔离开 以防止来自现场 的干扰或强电侵入 通常采用的隔离器件是光电耦合器 功率驱动电路 3 分 3 试简单说明增量型 PID 控制算法的优点 答 1 增量型算法不需做累加 计算误差和计算精度问题 对控制量的计 算影响较小 2 分 2 增量型算法得出的是控制的增量 误动作影响小 必要时通过逻辑 判断限制或禁止本次输出 不会影响系统的工作 位置型算法的输出是控制量 的全部输出 误动作影响大 2 分 3 采用增量型算法 易于实现手动到自动的无冲击切换 1 分 4 什么是数字滤波技术 与传统的模拟滤波器相比他有什么优点 答 数字滤波技术 就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中 的比重 2 分 与模拟滤波器相比 有以下几个优点 1 数字滤波是用程序实现的 不需要增加硬设备 所以可靠性高 稳 定性好 且一种滤波程序可以反复调用 使用灵活 方便 便于修改 2 数字滤波可以对频率很低 如 0 01HZ 的信号实现滤波 克服了模 拟滤波器的缺陷 3 数字滤波器可以根据信号的不同 采用不同的滤波方法或滤波参数 具有灵活 方便 功能强的特点 3 分 5 试述 A D 变换器精度与分辨率的含义以及两者的关系 第 3 页 共 5 页 答 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 2 分 分辨率 输出数字量对输入模拟量变化的分辨能力 2 分 两者不同 但应一致 通常精度高 分辨率亦应高 1 分 6 试比较平衡与不平衡传输方式的传输性能 答 在不平衡传输方式中 信号线上所感应到的干扰河地线上的干扰将迭加 后影响接收信号 在平衡传输方式中 双绞线上感应的干扰相互抵消 地线 上的干扰又不影响接收端 平衡传输方式在抗干扰方面有较好的性能 并适 合较远距离的数据传输 五 计算题 第 1 题 8 分 第 2 3 4 每小题 9 分 共 35 分 1 解 1500 0 2n 3 n 9 所以应选用分辨率为 10 位字长的 A D 转换器 4 分 1500 800 2n 3 n 8 所以应选分辨率为 8 位字长的 A D 转换器 4 分 2 解 PID 控制算法的模拟表达式为 1 分 0 1 t pD I de t u tKe te t dtT Tdt 位置型输出表达式为 1 分 0 1 k D ppp j I TT u kK e kKe jKe ke k TT 增量型输出表达式为 1 2 1 2 DDD pppppp I TTTT u ku kKKKe kKKe kKe k TTTT 1 分 而对模拟表达式求拉式变换得 u t 第 4 页 共 5 页 1 1 pD I u sKsTe s T s 2 分 1 1 p pDppD II K u s KsTKK T s e sT sT s 本题中 121 2 s D S ss 所以 1 分 0 D T 2 p K 2 I T 于是 本题的位置型输出表达式为 1 分 0 2 k j u ke ke j 增量型输出表达式为 2 分 1 3 2 1 u ku ke ke k 3 解 1 D S U S E S 1 0 17S 1 0 085S S z 1 Tz z 1 0 2z 5 1 z 1 2 D Z D S S 5 1 z 1 1 298 0 596Z 1 1 0 298Z 1 位置型算式 u k 0 298u k 1 1 298e k 0 596e k 1 评分 1 第 1 小题 4 分 第 2 小题 5 分 2 若第 1 小题中替换关系正确 计算有误 可给 2 分 3 由于第 1 小题计算有误 使第 2 小题有误 但方法正确 可给 3 分 4 解 坐标进给的总步数 Nxy 4 2 6 Xe 4 Ye 2 插补计算过程 如表所示 步数偏差判别坐标进给偏差计算终点判断 第 5 页 共 5 页 起点F0 0Nxy 6 1F0 0 XF1 F0 Ye 2Nxy 5 2F1 0 XF3 F2 Ye 0