计算机控制系统复习题

1、.填空题:1、 计算机控制系统的工作过程为：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出_2、计算机控制系统硬件由 工业控制机、计算机、过程输入输出通道和生产过程组成。3、选择D/A转换器时应着重考虑的是：精度、分辨率。4、接地技术中接地方式有：工作接地、保护接地 等两种。5、 计算机控制系统按总体结构来分有：开环控制系统、闭环控制系统两大类6、计算机控制系统是指采用了 数字计算机和其他自动化设备 的自动控制系统。7、计算机控制系统软件由 控制部分和 被控对象组成。8计算机控制系统输入/输出通道分为四类，分别是 模拟量输入通道、模拟量输出通道通道、数字量输入通道，数字量输出通道。9、过程通道中存在

2、的干扰有： 串模干扰、共模干扰。10、 局域网常见的网络拓朴结构有：星型、环型、总线型等。11、计算机控制系统是指利用 计算机来实现生产过程自动控制的系 统。14、衡量一个D/A转换器性能的主要参数有：分辨率、转换时间、精度、线性度15、数据处理的内容有： 线性化处理 标度变换。16、闭环负反馈控制的基本特征是：测量偏差、纠正偏差。17、一阶惯性环节的主要特点是当输入量突然变化时，输出量不能突变，而是按 指数规律变化。18、静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度 越高。19、离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统的结构和参数有关，还与系 统的采样周期有关。20、

3、若已知闭环系统的自然频率为 3 n,经验上，采样频率3 s应取103 n。21、通常把叠加在测量信号上的干扰信号称为 串模干扰。22、为使得传感器特性与 A/D变换的特性相匹配，通常在传感器和 A/D变换器之 间加入调理电路。23、计算机控制系统中常用的控制器有可编程控制器、工控机、DSR智能调节器 等。24、计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种方式。25、信号接地方式应采用单点接地方式，而不采用多点接地方式。26、模拟输出通道的结构形式主要取决于输出保持器的构成方式。27、 “若A则B,否则C,用模糊关系表示为：_(A x B) U (A -28、采用双绞线作信号引线

4、的目的 减少电磁感应，并使各个小环路的感应电势互 相呈反向抵消。29、 实时的概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统， 但一个实时系统必定是一个在线系统。30、数字量输出通道主要由 输出锁存器、输出驱动电路、输出口译码电路等组成。31、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用看门狗、电源监控(掉电检测及保 护)、复位等方法。32、计算控制系统的发展趋势：控制系统的 网络化、扁平化、智能化、综合化。33、 5、调节器的比例度越大，则放大倍数 越小，调节作用就越弱，余差也越大。34、 二线制传输方式是指 两根导线 同时传输变送器所需的电源 和变送器的 输出信号; 热电阻温变与热电

5、阻的连接用 三根导线。二、简答题：1、计算机控制系统有哪几种典型类型？操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、PLC+t位机系统2、计算机控制系统中抗共模干扰的措施有哪些？采用差分放大器作信号前置放大、采用隔离技术将地电位隔开、利用浮地屏蔽3、计算机控制系统的设计步骤可划分为四个阶段：生产工艺和现场环境调研、硬件总体方案设计、软件总体方案设计、系统总体方4、采样定理的基本内容是什么？ 对频带受限的信号，当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时，可以从 采样值完全恢复原始的信号5、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法？所谓数字滤波，就是在计算机中用某种

6、计算方法对输入的信号进行数学处理， 以便减少干扰在有用信号中的比重，提高信号的真实性。程序判断法、中位值滤 波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法、一阶惯性滤波 法6、计算机控制系统中有哪几种地线？ 在计算机控制系统中，一般有以下几种地线：模拟地、数字地、安全地、系统地、 交流地。7、简述 Smith 预估控制的基本思想。按照过程的动态特性建立一个模型加入到反馈控制系统中，使被延迟了T时间的被控量超前反映到控制器，让控制器提前动作，从而可明显地减少超调量和加快控制过程。8、工业控制计算机系统的干扰源有哪几类？各类干扰又有哪些具体形式？ 电源干扰（浪涌、尖峰、噪声、断电） ；空

7、间干扰（静电和电场的干扰、磁场干扰、电磁辐射 干扰）；设备干扰9 、 RS-485 串行总线采用什么传输方式？它与RS-422A 串行通信总线的区别是什么？RS-485 串行总线采用的是不平衡传输模式。区别在于 RS-485 为半双工工作模式，而 RS422A为全双工工作方式，且 RS-422A适用于两点之间进行高速，远距离通信，而RS-485适用于多点之间进行高速，远距离通信10、 数字PID控制算法中，Kp, Ti, Td的物理调节作用分别是什么？Kp 为比例增益，能减小误差，但不能消除稳态误差，但 Kp 加大会引起系统不稳 定；Ti为积分时间常数，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误

8、差，但积 分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡； Td 为微分时间常数，可以 减小调整时间，从而改变系统的动态性能11、如何消除尖峰脉冲干扰？12、模拟量输入接口设计主要解决哪几个方面的问题？ 数据输出线的连接方式；选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法；电源 和地线的处理；与计算机信息传递的方式三、现已知某炉的温度变化范围为 0-1000C。测试时采用9位A/D变换器(带符号位)，此 时系统对炉温变化的分辨率为多少？若测试时，通过变送器将测试起点迁移到200。C，保持同样的系统对炉温变化的分辨率，试问采用几位的A/D转换器就可以了？1) 1、28 Joo。0)/.),故厶=3.

9、9; (5 分)2) 2n =(1000 - 500 )/3.9 , 故ng1282/lg2=7(5 分)五、图一为水箱水位自动控制系统，试说明其基本工作 原理。由于出水干扰 Qo使水位下降时，浮子下降，进水口打开，水位逐渐增高，浮子逐渐上浮，当达到给定高度时，浮子将进水口堵死，从而保持设定高度。七、计算题: 关于PID控制，要求：(1) 写出模拟PID控制器的控制规律及其传递函数。(2) 推导出位置式数字PID控制算式。 书本93页(3) 推导出增量式数字PID控制算式。 书本94页八、下图12D/A转换器 DAC1210与ISA总线连接图，设DAC1210占用了 0230H0232H三个端

10、口地址，设BX寄存器中低12位数据为需要转换的数字量，写出转换程序。76543210 o DDDDDDDD APC想践230HI23lH232Hlow567890111112456789BlcsL IXFER21VR22224 一 Vg(+12V)10 Vref(5 V)2312 DGNDSTART:MOV DX , 230H; DAC1210 的基地址MOV CL, 04SHL BX , CL ; BX中的12位数左移 4位MOV AL , BH ;高 8 位数ALOUT DX , AL ;写入高8位CNC DX;修改DAC1210端口地址MOV AL , BL ; 低 4 位数ALOUT

11、DX , AL ;写入低4位CNC DX;修改DAC1210端口地址OUT DX，AL ;启动D/A转换HLT九、下图是AD574A与ISA总线连接图，根据图写出程序查询接口方式的转换程序。D|厂D呂D广ISA总线AENA厂A令Toriow1/OCS16U-74LS24474LS244Y&Y.译码器10RENMOV DX，Y1 ； Y1为偶地址OUT DX，AL ;LOOP1 : IN AL , Y0 -；读入 STSAND AL , 01H ;JNC LOOP1 ;如果STS=，未转换完，则循环MOV DX , Y1 ;IN AL , DX ;从数据总线 D0 D11 一次读入12位二进制数

12、据十、设计题1、试用一交流固态继电器（AC SSR,可控220 V交流通断）和一接触器（各 3常开主触点和一个常开辅助触点），通过微机及其接口电路去控制三相交流异步电机（电源为3-相、50HZ/380V ）的启动和停止。KA1为交流固态继电器，控制接触器的通断；KA2为接触器，三个主触点控制电机的三相绕组，如电机为三相四线制，一个辅助触点使中线接地，由微机输出的数字信号控制KA1的通断，为“ 1”时断，为“ 2”时开2、已知某直流电磁阀的驱动电流为6A,用2mA的标准TTL电平实施控制，试设计一合适的驱动电路。WJrZlIf AI vsV：卡照图组成电路：其中场效 应晶体管采舟IRF640, 耐ffi200(V) ?极限工作电流 15(A)；泄流二极管V。需耐 压200(V),极限工作电流 10(A)；箝位二极管的箝 位电压为68(V),极晅工作 电流100(mA)；电阻珞为 510(0),电源按照直流电 磁阀的要求取定。3、现要求用80C51单片机处理A、B、C三个输入信号，其中A为0-20V的交流信 号，B为0-10mA直流电流信号，C为0/24V直