计算机控制技术课后习题

1、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月哪些?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趙势。第二章1. 什么是接口、接I技术和过程通道？2. 采用71LS244和74LS273与PC/ISA总线匸业控制机接I I,设计8路数字量(开关fi) 输入接口和8路数字盘(开关童)输出接口,请画出接11电路原理图,并分别编写数字量输入 和数字最输出程序。3. 用8位A/D转换器ADC0809与PC/ISA

2、总线工业控制机接口,实现8路模拟彊采集。 请画出接I I原理图，并设计出8路模拟昴的数据采集程序。4. 用12位A/D转换器AD574与PC/ISA总线工业控制机接II,实现模拟駅采集。请画 出接II电路原理图，并设计出A/D转换程序。5. 请分别画出一路仃源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、最化、孔径时间？7. 釆样保持器的作用是什么？是否所有的模拟我输入通道中都需耍采样保持器？为什 么？8. 一个8位A/D转换器，孔径时间为1 OOPS,如果要求转换误差在A/D转换器的转换 蒂度(0. 4%)内，求允许转换的正眩波模拟信号的最大频率

3、是多少？9. 试AD574、LF398、CD1051和PC/ISA总线匸业控制机接II,设计出8路模拟最采集 系统，请画出接II电路原理图，并编写相应的8路模拟盘数据采集程序。10. 采用DAC0832和PC/ISA总线工业控制机接11,请画出接I丨电路原理图，并编坷D/A 转换程序。11. 采用DAC1210和PC/ISA总线匸业控制机接I，情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 输入数字鼠之间的关系式。13. 采用DAC0832、运算放人器LM358、影路开关CD1051等元器件与PC/ISA总线匸业

4、 挖M机接II, Bill 8路模拟届输出系统,请画出接I I电路原理图，并编勇8路模拟啟输;IMT 序。14. 基于RS-485串行总线的匸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 哪些主要功能？17. 计算机控制系统中一般冇哪几种地线？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彝几个步骤?3. 试用高级或汇编语言编写卜列各插补计算程序：(1)第一象限直线插补程序：(2)第一象限逆圆弧插补程序。4. 若加工第一彖限直线0A,起点

5、0(0, 0),终点A(ll, 7)。耍求：(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. 设加工第一彖限逆闘站 ，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. 三相步进电机有哪儿种丁作方式？分别间出每种丁作方式的各相通电顺序和电斥波 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I I, 耍求：(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、三相双三拍和三和六拍工作方式卜的 输出字表。8

6、. 讨论多轴步进骡动控制技术和多轴伺服驱动控制技术儈冇何特点？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D(s) ="(s)E($)试用双线性变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器D(z),并分别给出三种 方法对应的递推控制算法。3. 什么是数字PID位置型控制算法和增晟型控制算法？试比较它们的优缺点。4. 己知模拟调节器的传递函数为U(s) 1+0.17$D(s)=E(s) 1 + 0.0855试写出相应数了控制器的位宣型和增砒型控制算式，设采样周期T=0. 2so5. 什么叫积分饱和？它是怎样引起的?如何消除

7、？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. 己知被控对彖的传递函数为° 10G (s)=f5(0.15 + 1)采样周期T=ls,采用零阶保持器。耍求：(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) 针对单位阶跃输入借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. 被控对線的传递函数为采样周期T=ls,采用

8、冬阶保持器，针对单位速度输入函数,按以卜要求设计:(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) 间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"匕;厂采样周期T=lso要求：(1) 采用施密斯预估控制,并按图421所示的结构,求取控制器的输lHu(k)：(2) 试用达林算法设计数字控制器D(z),并求flXu(k)的递推形式。D,(Z)=1-Z-'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PDF 文件使用"pdfFactory Pro&quo

9、t;试用版木创建 www. fineprint, com, cn其中，a。、a*、a,、b。、b,是使D, (z)和6 (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x(t) = ax(t) + hu(t)y(t) = cx(t)采样周期为T,试设计最少拍无纹波控制器2. 被控对象的传递两数为G(s) =5(0.15 + 1)采样周期T二0.1s,采用零阶保持器。按极点配胃、设计状态反馈控制规律使闭环系统的极点配置在Z平面Z|.2=0. 8

10、±j0. 25处，求L和M伙)O3. 在题5. 2中，进行全状态直接反馈，但只能测到一个状态变鼠。现设计一个状态观测器(预报观测器)，极点配置在ZL2 =0.3±j0.5处,试求观测器的增益矩阵。4. 什么是分离性原理?该原理冇何指导意义？ 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. 模糊控制器的主耍组成部分冇哪些？4. 模糊控制中模糊规则如何选择？5. 神经网络控制屮常用的神经尤变换函数付哪些？6. 神经网络控制主要包括哪些控制方法？7. 专家控制技术主耍分哪几人类？8. 专家控制的推理策略主要有哪儿种？9. 预测控制系统主要由哪儿部分组成？

11、 DMC和MAC算法的慕本原是什么？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的倉义是什么？更丁工业控制组态软件町实现哪些功能？3. 某热处理炉温度变化范阳为01350°C,经温度变送器变换为15V电压送至 ADC0809, ADC0809的输入范阳为05V。、齐t二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半衡无扰动切换，应釆取哪些措施？5. 某炉温度变化范阳为0150CTC,要求分辨率为3D温度变送器输出范阳为05V。 若A/D转换器的输入范|期也

12、为05V,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°C,此时系统対炉温变化的 分辨率为多少？6. 某执行机构的输入变化范I料为420mA,灵墩度为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半均值滤波的子程序。设对变最采样测駅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(ISO)捉出的开放系统互连参占模型即0SI模型是怎样的？4. IEEE