计算机控制复习资料及试题答案

1、计算机控制复习资料及试题答 案一填空题（每空2分，共30分）1、按照系统功能划分，计算机控制系统可分为：（1）操作指导控制系统（2）直接数字控制系统（3）监督控制系统（4）集散控制系统（5）现 场总线系统。2、A/D转换的常用方法有：（1）计数器式A/D转 换；（2）逐次逼近型（3）双积分式（4）V/F变换 型A/D转换。3、单片机检查判断A/D转换结束的方法有以下 几种：（1）中断（2）查询方式 （3）软件延时 方法。4、常用的键位置判别方法有（1）扫描法和（2） 线反转法两种。5、 根据位选线与段选线的接法，LED有两种显 示方式：（1）静态和（2）动态方式。6、实现直线插补和二次曲线插补

2、的方法有多种，常见的有（1）数字脉冲插补法（又称MIT法）（2） 数字积分法（又称数字微分分析器，即DDAI）和（3）逐点比较（又称富士通法或醉步法）等。7、若一个有序表的数据项长度为n ,如采用顺序查表法，平均查找次数约等于（1） n/2，而采用折 半查找次数约为（2）"几5"次。8单片机应用系统的软件抗干扰技术有（1）软 件滤波法（2）数据冗余技术（3）输入信号重复 检测方法（4）输出端口数据刷新方法（5）指令 冗余技术（6）程序拦截技术（7）软件“看门狗” 技术（8）使用程序监视跟踪定时器（9）使用实 时嵌入式操作系统RTOS几种。9、PID控制器参数选择，是指选取合

3、适的（1）心（2）山（3）6（4）采样周期T的值10、典型的计算机控制系统有（1）基于PC总线 的板卡与工控机组成的计算机控制系统（2）基 于PLC的计算机控制系统（3）基于单片机的计 算机控制系统（4）基于嵌入式系统的计算机控 制系统等。11、 组态软件建立动画连接是指建立（1）变量 和图形画面中的 （2）图形对象的连接关系。12、PLC内部主要由（1） CPU模块（2）输入模 块（3）输出模块（4）编程器组成。13、工控软件类型有（1）操作系统（2）数据采 集软件（3）组态软件（4）过程监督和控制软件 和（5）单元监控软件。14、嵌入式操作系统的品种较多，其中较为流行 的主要有：（1） V

4、xWorks、（ 2） Windows CE、（ 3）嵌入式 Linux 、（ 4）ucosII 等。15、嵌入式处理器可以分成下面几类：（ 1）嵌 入式微处理器（ 2）嵌入式微控制器（ 3） DSP（4）SOC。二、简答题（每题 4分，共 40分）（ 1） 什么是集散控制系统 DCS？ 答：以微处理器为基础的对生产过程进行集中 监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制 系统（ 2） 简述开关量 （数字量 ）输入输出通道的功 能及结构。答：输入通道：接收外部的状态信号，这些信 号是以逻辑“ 1”或逻辑“ 0”出现的，其信号 的形式可以是电压、 电流或开关的触点。 将外 部状态信号经转换、保护、

5、滤波、隔离等措施 转换成计算机能接收的逻辑信号。输出通道：专门控制输出数字量。(3) 为什么要消除按键的机械抖动？消除按 键的机械抖动的方法有哪几种？答：保证在按键闭合稳定状态下读取键值。 硬 件消抖和软件消抖。(4) 顺序控制系统有哪几种类型?(5) 算术平均值滤波特点是什么？适合哪些 控制系统？答：特点寻找一个 y，使该值与各采样值 xi (i=1,2,3,N)间误差的平方各为最小。(6) 数字控制器的设计有哪些方法？(7) 在设计控制系统时如何选择控制算法？(8) PLC的工作方式有哪些？各有什么作 用?答：Run (运行)方式和STOP (停止)方式。 Run :通过执行反映控制要求的

6、用户程序来实现控制功能Stop： CPU 不执行用户程序，可用编程 软件创建和编辑用户程序， 设置可编程序控制 器的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息 下载到可编程序控制器。(9) 利用 51 单片机进行步进电机控制设计 时主要任务有哪些？答：主要任务是： 1、判断旋转方向； 2、按相 序确定控制字； 3、按顺序写入控制字； 4、控 制步数。(10) 为什么在嵌入式控制系统通常采用实时 操作系统？答： 1、提高系统的可靠性。 2、提高了开发效 率。 3、充分发挥了 32位 CPU 的多任务潜力。(11) 现场总线 FCS 控制系统有什么优点？ 答：优点：一是系统内各设备的信号传输实现 了全数

7、字化， 提高了信号传输的速度、 精度和 距离，使系统的可靠性提高； 二是实现了控制 功能的彻底分散，即把控制功能分散到各现场 设备和仪表中，使现场设备和仪表成为具有综 合功能的智能设备和仪表。(12) LED 的静态显示方式于动态显示方式有 何区别？各有什么优缺点？答：区别：I/O 口线不一样，功耗不同，控制 程序复杂性不同，显示高度不同。静态显示方式具有显示 高度高，显示稳定， 控制方便，但当显示的位数较多时，占用的 I/O 口线较多。动态显示方式：需要的I/O 口线少，功耗小， 但控制程序较复杂，显示高度低。(13) 数字程序控制有那几种方式？答：逐点比较差补法和数字积分差补法(14) 分

8、块查找查找的基本原理是什么？答:将一组关键字均匀地分成若干块，块间 按大小排序，块内关键字不排序。(15) 增量型PID控制算法相对位置型有哪些 优点？答：1、增量型式不需要累加误差ei ?u(k)的 确定只与最近的几次误差采样值有关，计算误差 或计算精度对控制量的计算影响小。2、增量型 算式算出的是控制量的增量。3、采用增量型算 式，易于实现手动、自动的无扰切换。(16) 计算机控制系统的调试过程有哪些？(17) PLC的扫描工作方式有哪些步骤？答：第一部分是上电处理；第二部分是自诊断 处理；第三部分是通讯服务；第四部分是程序扫 描过程。(18) 采用工业 PC机的控制系统有什么优 点？(1

9、9) 嵌入式系统有哪些基本要素和特征？ 答：基本要素：嵌入性、专用性与计算机系统。特征：1、由于是嵌入到对象系统中，必须满 足对象系统的环境要求2、软、硬件的裁剪性；满足对象要求的 最小软、硬件配置3、嵌入式系统必须是能满足对象系统控 制要求的计算机系统(20) 简述模拟量输入输出通道的功能及结构。 答：输入通道：主要功能是将随时间连续变化的模拟输入信号经检测、变换和预处理，最终变 换为数字信号送入计算机。输出通道：它将计算机输出的数字信号转换 为连续的电压或电流信号，经功率放大后送到执 行部件对生产过程或装置进行控制。口昔 感 传口昔 感 传生产过程模拟开关接口电路一PC总线三、综合应用题（

10、每题15分，共30分）1、设要加工一直线OR其起点为坐标原点，终 点为（8 ,10）。累加器相寄存器的位数为 4位。 试用数字积分法进行插补计算X轴数字积分器。 请填写下表。（15分）累加 次数x轴数字积分器x函数值 寄存器x累加器x累加器 溢出脉冲0800180+8=80288+8=01380+8=80488+8=01580+8=80688+8=01780+8=80888+8=01980+8=801088+8=011180+8=801288+8=011380+8=801488+8=011580+8=801688+8=01注：想知道怎样算的见书 P68P712、请写写出数字PID增量型控制算法

11、算式并画 出程序流程图。（15分）解：增量型算式：初蛤化善Si 躬r (kJ k-)=c(k-2)=0数字PID增量型控制算法流程图3、设给定的加工轨迹为第一象限的直线 0P,起 点为坐标原点，终点坐标点A（Xe, ye）,其值为（6，4），试进行插补计算，作出走步轨迹图，并标明 进给方向和步数。（15分）解：由题意知，Xe=6, Ye=4,F0=0,设定一个总计 数器Nxy,则Nxy = 6+4=10。则插补计算过程如 表1%步數偏差判别塑标逬绪偏差计鼻终点判刖起点F0=0生耳01Ffl=0*KI =0-/,=-42+簞F2=F1-hxs=2Nx尸83F;>0F3=F2-ye-2Uxy

12、=74±vF4=F3xc=4Iixy=65F5=F4-ye=0川龙产56*F6=r5-ye=-4：Nx尸47F6<0+yF7=F6+xe=2尸d8F7>0FB=F7-ye=-2Ksy=29FS<0F9=F8+ic=4Nxy=l10肥0十只FlQ=F-ye=0Kxy=0走步轨迹图注：计算方法 P61P634、如图所示，试用中断方式编写程序，对IN5通道上的数据进行采集，并将转换结果送入内部RAM20单元。（15 分）8031ALEP0.7P 0.0WRP2.7RD INT地址锁存=>2 10AAAD QCK QADC0809CLKCBAD7DoSTART ALEO