1、10秋电气专升本复习资料

1、四川大学网络学院电力电子技术模拟试题一选择题（在每个小题四个备选答案中选出一个正确答案，填在题末的括号中）（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）1、晶闸管稳定导通的条件（）A、晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流C、晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流2、 晶闸管通态平均电流h与其对应有效值A、1. 57 B、1/1.57 C、1. 75B、晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流D、晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流I的比值为（）D、1/1. 173、对于升降压直流斩波器，当其输出电压小于其电源电压时，有（）A、a无法确定B、0. 5<a <1 C、0< a <0. 5 D

2、、以上说法均是错误的 4、有源逆变发生的条件为（）A、要有直流电动势B、要求晶闸管的控制角大于90C、直流电动势极性须和晶闸管导通方向一致D、以上说法均是错误的 5、对于电阻负载单相交流调压电路，下列说法错误的是（）A、输岀负载电压与输岀负载电流同相B、a的移项范围为 0°a 180C、输岀负载电压 U。的最大值为队D、以上说法均是错误的二、填空题（每空2分，共计30分）1、电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行和 的技术。2、电力变换通常可分为：、和 3、电力电子学是山、和 交叉而形成的边缘科学。4、根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，直流斩波电路有三种控制方式、和=5、按照

3、电力电子器件能够被控制信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为 、和o 三、作图题（每小题 5分，共计10分）（要求：图标清楚，比例适当）. X电路如图I所小，输入电压为昭，it发脉冲为吐 其波形如图2所打二VI触发昌通，分别画出在灯和 中山作用卜顶載电阳R上的电压澈形。ri电路圏、抬上K任说时痢断片心删出缺菠电阻R上的电压液嗷（2）著在灯吋劇舍上K,在祐时刻断J| K,躍出魚载电阻R上的电压波形©（U*®度大于3601l）o图3电路打波彤圏四、简答题 （1题6分，2题10分、3题4分、共计20分）1、晶闸管的额定电流|T<AV ,维持电流I H和擎住电流L.是如何定

4、义的?2、怎样用万用表判断晶闸管的几个极？3、什么是PWM控制？什么是 SPWM波形？五、计算题（每题 15分，共计30分）1、电路如图4所示，单相全控桥式整流电路接大电感（L=8 ）负载，R=4Q, u2=220vo（ 1）a = 60。时，（a）试求& L、lvt Ivr, L ；（b）作岀山、id、im、i?的波形图（图标清楚，比例适当）。（2）当负载两端接有续流二极管时，（a）试求Ud、Id、ldVT> Im 羸、lavn > 12；（b）作岀Ud、id、M/Y联结，变压器副边相电压i?> i 2的波形图（图标清楚，比例适当）。2、三相全控桥式整流电路，阻感负

5、载，L=8、R=l。、整流变压器为U2=127V,漏抗LB=lmH,测得变压器副级绕组电流有效值L=93. 27A（1）求空载输出电压 U'、整流输出电压扇、整流输出电流ro（2）计算晶闸管的电压与电流定额（按两倍安全裕量计算）.id 3-VDL WE试题一答案选择题1、A 2、B 3、C 4、D 5、D二、填空题1、变换、控制2、交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流3、电力学、电子学、控制理论4、脉冲调宽型、调频型、混合型5、不可控型器件、半控型器件、全控型器件三、作图题_/ 0JJll T14I 即*A 礼/ 1*RTk11Jijr1tX111*0l与2耳."J

6、-1 L四、简答题1、 额定电流：即通态平均电流，条件为环境温度40 °C和规定的冷却条件，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大的工频正弦半波电流的平均值。维持电流：晶闸管维持导通状态所必需的最小阳极电流。擎住电流：晶闸管又断态进入导通过程中，如果撤掉触发脉冲，能继续维持晶闸管导通的最小阳极电流。2、 由于J3结具有不太理想的二极管特性，其正、反向电阻为几十至几百欧，而JI、J2结具有标 准的二极管特性。据此，可以利用万用表区分晶闸管的阳极和阴极，并可大致判断其好坏，当测量的两个极间的正、反向电阻均在几十至几百欧时，则两个极中的一个是门极G （已知），另一个极就是阴极 K。 这样

7、，另一个未知的极就必定是阳极 A。注意：测量时不能用万用表的高阻档，以免表内高压击穿门极的pn结。测量时如发现任何两个极短路，或门极对阴极断路，则说明元件已损坏。3、PWM控制：对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获 所需要波形（含形状和幅值）。SPWM波形：脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。五、计算题1、（1） （a） UFO. 9Ltcosa =0. 9 X 220 X cos60 =99V L=Ud/R=99/4=24. 75AL=L=24. 75AltlvT=1807360 ° L=24. 75/2=13. 38A（b）波形

8、如图1所不图1波形图图2波形图(2) (a) U d=0.9U 2 (1+cosa ) /2=0.9X220X (l+cos60) /2=14°. 5Vld=Ud/R=148. 5/4=37. 13A lvt= (180 -°) /360 XI d= (180 -60 ) /360 X37. 13=12. 38AS 603x37.13= 3O.32ALVD=2 a /360 3 L=2 X 60 3360 3 37. 13=12. 38A扁=/20: xA =/2X6 3XX37.心"1.1. 晶闸管实现导通的条件是什么？关断的条件及如何实现关断？2. 什么叫逆变

9、失败？逆变失败的原因是什么?/(b)波形如图2所示2、(1) L=L/0. 816=93. 27/0. 816=114. 30AUd=LR=114. 3X 1=114. 3VIU= U (1+ LR °= Ud+ I (1X3X b/ji=114. 3+114. 3X3X2 Ji X50X0. 001/Ji =148. 59V(2)由于晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次侧线电压的峰值，所以U 额=2X2. 45X 127=622. 3V由于 ivt=o. 577ld,于是 ivt(av)=2XI”/1. 57=2X0. 368X114. 3=84. 12A四川大学网络学院电力电子技

10、术模拟试题二一、填空题（共30分，每空2分）1. 同一晶闸管，维持电流In与掣住电流L在数值大小上有 L Ino2. 常用的晶闸管有式、式两种。3. 单相半控桥整流电路，带大电感性负载，晶闸管在时刻换流，二极管则在 时刻换流。4. 电力电了器件按照驱动电路信号的性质，分为两类：、o5. 逆变（Invertion）指把，的逆过程。6. 换相重叠角指，用电角度一表示。7. 电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压Ik等于，设U2为相 电压有效值。8. 三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差o9. 在晶闸管有源逆变电路中，绝对不允许两个电源势相连。10.

11、二相桥式可控整流电路，若输入电压为u=100sinwt ,电阻性负载，设控制角a=30。，则输岀电 压Ud=o二、选择题（共10分，每题2分）1. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（）A,导通状态B.关断状态C.饱和状态D.不定2. 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角a的最大移相范围是（）A. 90 °B. 120 °C.150 °D. 1803. 单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（）D.5.单相全控桥式整流大电感负载电A. 2 A. 2B.c.D.后 S5.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是（

12、）A.电容B.电感C.蓄电池D.电动机 三、简答题（30分，每题5分）B.皿们C. 2 扼 24单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（） 路中，控制角a的移相范围是（）3. 简述对触发电路的三点要求。4. 什么叫过电流？过电流产生的原因是什么？5. 画出晶闸管的伏安特性。6. 什么叫换相重叠角？换相压降对输出电压有什么影响？ 四、计算题（共 30 分，每题 15 分）1、单相半波可控整流电路给此负载供电，设交流电压有效值片100V, 频率f=60Hz, Z=2. 653mH, J?=1Q, 控制角 a = 45 °,试回答下列问题（ 1） 绘出输出电压°

13、;及输出电流力的波形；（ 2） 计算输出电压的平均值仇及输出电流的平均值乙°。2、有一个三相全控桥整流电路。已知电感负载L=0. 2H、a=60 ° R=1Q、变压器二次相电压U2=100V。画出乩的波形，计算负载端输出的直流电压 IL 和负载电流平均值羸 计算变压器二次电流的有效值 【2试题二部分答案一. 1.=（2? 4） 2. 螺栓式、平板式 3.触发、电源电压过零点。 4. 电流驱动型和电压驱动型 5. 直流变交 流，整流 6由于换相引起的直流输出电压下降， Y 7 相电压的幅值 8 120°9顺向 10 82.73V二. 1.B 2. D 3. B 4.

14、 B 5. B四. 1、 31. 8V； 31. 8A2、.?wL=2nfL=62. 8N10R=10. 此为大电感负载 ,负载端电流波形平直。AUd=2. 34U2cosa=117V 。 Id=Ud/R=117A 。 12= V 3 =175. 5Ao四川大学网络学院电力电子技术模拟试题三一、填空题（每空 2 分，共 32 分）1 、 电力电了技术是 -2、电力变换通常分为四大类，即、 o 其中交流变交流 可以是电压或电力的变换，叫 , 也可以是 和 的变换。3、门极可关断晶闸管主要参数有、 o4、触发延迟角是指 o5、斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用于 -6、PWM （Puls

15、e Width Modulation ）控制就是脉宽调制技术：即通过 , 来等效的 获得所需要的波形（含形状 和幅值）。7、 若晶闸管电流有效值是157A,则其额定电流 o若该晶闸管阳、阴极间电压为60s in wtV,贝U其额定电压为 - （不考虑晶闸管的电流、电压安全裕量）二选择题 （ 24分）1、 （ 4分）下列全控器件中，属于电流控制型的器件是（），属于电压控制型的器件是（A 、 P-MOSFET B 、 GTO C 、 GTR D 、 IGBT2、（2 分）在下列可控整流电路中，不能实现有源逆变的是（）A、单相全控桥整流电路B、单相双半波整流电路C、单相半控桥整流电路D、三相全控桥整

16、流电路3、（2 分）带反电动势负载的电路，当晶闸管关断时负载上的电压原为（）A、队=0 B、ME C、Ud=E/2 D、Uci= - E4、（2 分）电压型逆变电路特点有（）。A、直流侧接大电感B、交流侧电流为正弦波C、直流侧电压无脉动D、直流侧电流有脉动5、（2 分）下列电路中，输入整流变压器不存在直流磁化的有（）。A、单相桥式可控整流电路B、单相半波可控整流电路C、单相全波可控整流电路D、三相半波可控整流电路6、（2 分）对于三相半波可控整流电路，换相重叠角 Y 与哪几个参数有关（）A、 a负载电流Id以及变压器漏抗 XCB、a以及负载电流IdC、 a和U2D、a、U 2以及变压器漏抗 X

17、C7、（2 分）单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（）£A、 2之b、知乙c、2扼七D灰8、（2 分）单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角A 、兀一 aB 、兀 + aa 大于不导电角C> JI - 6 - a8 时，晶闸管的导通角D> Ji + 8 - a9=（）9、（2 分）三相半波可控整流电路的自然换相点是（）A、交流相电压的过零点C、比三相不控整流电路的自然换相点超前D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后B、本相相电压与相邻相电压正半周的交点处306010、 （4 分）下列元器件中， A 、普通晶闸管 D 、大功率晶体管G、可关断晶闸管）

18、属于不控型，（）属于全控型，B、整流二极管E、绝缘栅场效应晶体管H、绝缘栅极双极型晶体管）属于半控型。C、逆导晶闸管F、双向晶闸管三、简答题（每小题 6 分，共 30分）1、电子器件如何分类？2、晶闸管是如何导通的？3、缓冲电路有什么作用？4、三相半控桥与三相全控整流电路相比有哪些特点？5、驱动电路的主要任务是什么？ 四、 计算题 （ 14 分）1有一个三相全控桥整流电路。已知电感负载L=0. 2H、a=60 ° R=1Q、变压器二次相电压U2=100V。画出 Ud 的波形，计算负载端输出的直流电压艮和负载电流平均值侦计算变压器二次电流的有效值【2试题三答案一、填空题1、用于电力领域

19、的电子技术，即应用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。2、交流变直流（整流）、直流变交流（逆变）、直流变直流（直流斩波）和交流变交流。交流电力控制 变频，相数。3、最大可关断阳极电流 1? 、电流关断增益”矽、擎住电流 L4、在可控整流电路中，可控元件从开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲时止，其间的电角度5、改变加到负载电路上的直流电压平均值的一种电力电了器件变流装置6、对一系列脉冲的宽度进行调制7、100A, 60V二、选择题1 B C ； A D 2 C 3 B 4 C 5 A, C 6 A 7 B 8 A 9 B 10 B ； D E G H ； A C F三、简答题1、答：按照电

20、力电子器件被控制信号所控制的程度，可分为以下二类：不可控器件、半控型器件和全控型器件（又叫自关断器件）。根据器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电了器件又可分为：单极型器件、双极型器件和混合型器件。按照控制信号的不同，还可将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型，后者又叫场控器件或场效应器件。2、 答：在晶闸管阳极一阴极之间加正向电压，门极也加正向电压，产生足够的门极电流lg,则晶闸 管导通， 其导通过程叫触发。3、 答：缓冲电路也叫吸收电路，在电力电子器件应用技术中起着重要的作用。开通缓冲电路可以抑制器件开通时的电流冲和di/dt,减少器件的开通损耗；而关断缓冲电路用于吸收器件的

21、关断过电压和换相过电压，抑制du/dt,减小关断损耗；上述两种缓冲电路结合在一起则称之为复合缓冲电路，兼有二者的功能。4、 答：三相半控桥用三只晶闸管，不需要双窄脉冲或大于60 °勺宽脉冲，因而触发电路简单、经济、调整方便。三相半控桥只能做可控整流，不能工作于逆变状态，因而只应用于中等容量的整流装置或不可逆的直流电动机传动系统中。实际应用中，还需在输岀端并接续流二极管，否则在大电感负载时，一旦脉冲突然丢失，则会产生失控。三相半控桥电路，控制灵敏度低，动态响应差。5、 答：驱动电路的主要的任务是将信息电了电路传来的信号按照控制目标的要求，转换成使电力电了器件 开通或关断的信号。四、计算

22、题1、.？wL=2nfL=62. 8N10R=10 此为大电感负载，负载端电流波形平直。Ud=2. 34U2cosa=117V。ld=Ud/R=117A。12= V 3 =175. 5A。四川大学网络教育学院模拟试题（A）请将试题的解答全部做在答题纸上（答题纸另发）；本试题必须随答题纸一并交回填空题（20分）1、计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统，它的工作原理可以分为、和一三个步骤；计算机控制系统的典型形式有一、一、一、一、和O2、 工业控制机的特点是、和；工业控制计算机的硬件组成有、和03、 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，它包括、，模拟

23、量输 入通道的组成、K 口 O4、IEEE-488串行总线的约定及特点是、和，连接在IEEE-488串行总线上设备有：、和 三种。5、 数控系统按控制方式来分类，可以分为、，这三种控制方式都是运动的轨迹控制，实现直线插补和二次曲线的方法主要有、等。6、 数据结构类型有顺序存储结构和非顺序存储结构，其中静态顺序结构有、，对 于堆栈常用的运算 有、，动态顺序结构有、07、在PID控制中，积分的作用是消除残差，为了提高控制性能，对积分项可采取的改进措施有、一、，消除积分不灵敏区常采用的措施有、O& 组态软件主要包括：、共 8个方面的内容，总线式工业控制计算机的特点有、和09、图形画面一般有一

24、、一， A/D转换器的主要技术指标有一、一、和一 0二. 选择题，请将你认为正确的答案全部选择出来填入空中（20 分）1. 下述选项中，属于内部总线的有（），属于外部总线的有（） o地址总线、数据总线、 PCI 总线、 ISA 总线、 RS-232C 串行总线、 STD 总线、 USB 总线2. 一个 8位的 A/D 转换器，其量化精度约为（），若其孔径时间为 5 微妙，如果要求转换误差在 转换精 度内，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率约为（）。1%、 0. 5%、 0.4%、 0.2%、 104 HZ、 124HZ, 164HZ3. 下述选项中，属于系统软件的有（），属于应用软件的有（）

25、 oC 语言、变压器故障分析软件、 Windows XP 软件、 UNIX 软件 变电站综自软件、惠普打印机驱动软件、汇编语言、计算机网卡驱动软件4. 下列的抗干扰方法中，属于硬件滤波的有（），属于软件滤波的有（） o平均值滤波、中值滤波、 RC 滤波、 光电隔离滤波惯性滤波、 LC 滤波、始端屏蔽、指令冗余5. 下列的抗干扰方法中，（）可以抑制串模干扰，（）可以抑制共模干扰。低通滤波、浮地屏蔽、光电隔离、采用双绞线作信号线带通滤波、终端屏蔽、 终端阻抗匹配二. 判断题 （10分）（注：如果有错误，请改正！）1. 14 位 A/D 转换的分辨率约为 0.0000152 。（）2. 异步传送传送

26、数据的方法为按字符传送。（）3. 扰动频率越低，采样周期应该越短。（ ）4. 在同步通信中，发送的每一个数据字符均带有起始位、停止位和可选择的奇偶位。（ ）5. Bitbus的电气接口采用的是平衡传送的RS-232C标t°（）四 . 问答题 （ 15 分）1. 什么是数字 PID 位置控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点？（5分）2. 计算机控制系统的典型形式有那些？各有什么优缺点？（ 5 分）3. 什么是平衡传输方式和不平衡传输方式？试比较两种方式的性能。（5分）五、计算及论述题，需写出解题过程 （ 35 分）1、在 12 乘 8 的矩形板上加工底为 12,高为 8 的等边

27、三角形，要求：（ 12 分）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。2、 某炉温度变化范围为 02000 °,要求分辨率为 仁C,温度变送器的输岀范围为1-5V。若A/D转换器的输入范围是 0-5V, 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 通过变送器零 点迁移将信号零点迁移到400° C,此时系统对炉温变化的分辨率为多少？（ 11分）3、 某系统的连续控制器设计为： D （S） =U （S） /E （ S） = （1+LS） / （1+LS） ,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

28、D（Z） ,并分别给岀三种方法对应的递推控制算法（ 12 分）四川大学网络教育学院模拟试题 （ B）请将试题的解答全部做在答题纸上（答题纸另发）；本试题必须随答题纸一并交回、填空题 （ 20 分）1 、 实现直线插补和二次曲线插补的方法很多，常见的有：、和O2、长线传输干扰的抑制方法有 和 o3、计算机控制系统的 CPU 抗干扰技术措施常常采用、和 等方法，另外经常采用的软件抗干扰技术有 1 、 2、 3、 4 、等。4、数字量输入通道一般由、等组成，而数字量输出通道一般主要 由、等组成。5、D/A 转换器是指将数字量转换成模拟量的元件或装置，它的主要技术指标有、 等。6、工业控制机包括硬件和

29、软件两部分，其中硬件包括1、 2、 3、, 4、,5、, 6, , 7, o7、在数字控制器中的偏差处理部分可分为、和等四部分。8、直线插补计算时，每走一步，都要进行的4 个步骤为、。9、产生量化误差的原因主要有：、4 个方面。二、 概念解释： （10 分）请解释以下几个概念：无平衡无扰动切换、数字滤波、指令冗余、差错控制技术、分散控制系统三、判断题 （10 分）（注：如果有错误，请改正！）1、数控系统一般由输入装置、输出装置、控制器和插补器等四大部分组成，这些功能都由计算机来完成。（）2、多变量控制系统解耦的条件是系统的闭环传递函数矩阵为对称矩阵。（）3、16 位 A/D 转换的分辨率为 0

30、.0000152 。（ ）4、接口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。（）传感器是将生产过程工艺参数转换为电参数的装置。（）四、选择题，请将你认为正确的答案全部选择出来填入空中 （10 分）1. 下列的抗干扰方法中，属于硬件滤波的有（），属于软件滤波的有（）。平均值滤波、中值滤波、 RC 滤波、光电隔离滤波惯性滤波、 LC 滤波、始端屏蔽2. 下述选项中，属于系统软件的有（），属于应用软件的有（） o汇编语言、 发电机故障分析软件、 Windows98 软件、 DOS 软件 变电站综自软件、惠普打印机驱动软件3. 下列的抗干扰方法中，（）可以抑制串模干扰，（）可以抑制共模干

31、扰。 带通滤波、浮地屏蔽、光电隔离、采用双绞线作信号线高通滤波、终端屏蔽4. 下述选项中，属于内部总线的有（），属于外部总线的有（）。PC 总线、 数据总线、 PCI 总线、 ISA 总线RS-488 串行总线、 控制总线、 USB 总线5. 一个 10 位的 A/D 转换器，其量化精度约为（） , 若其孔径时间为 5 微妙，如果要求转换误差 在转换 精度内，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率约为（）。1%、 0.4% 、 0.5%、 0.2% 、0.1% 、 16 HZ、32HZ、 64HZ 、128HZ五、问答题 （10 分）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

32、 5个步骤？ （5 分）2. 采样周期的选择需要考虑哪些因素？ （5 分）五、计算题，要求写出解题过程（40分）1、 若加工第一象限直线0A,起点0 （0, 0）,缅A （10, 6） 0要求：按逐点比较法插补进行列表计算。（12分）2、 某炉温度变化范围为02000 °,要求分辨率为2°C,温度变送器的输岀范围为0-5V。若A/D转换器的输入范围也是 0-5V,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，现通过变送器零点迁移将信号零点迁移到 400笆，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？（13 分）某系统的连续控制器设计为： D (S) =U (S) /E

33、(S) = (1+LS) / (1+LS), 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), 并分别给出二种方法对应的递推控制算法(15 分)四川大学网络教育学院模拟试题 (C)请将试题的解答全部做在答题纸上 ( 答题纸另发 )；本试题必须随答题纸一并交回- 、 问答题 (4 0 分 )1、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？说明常用数字滤波器的工作原理及其适用的对象。 (1 5 分)2、请说明过程通道的概念，过程通道可能存在的干扰的种类及其抑制的方法。(1 5分)3、工业控制机是计算机在工业过程控制中的应用，请问工业控制计算机由哪几部分组成？

34、各部分的作用是什么？工业控制计算机由哪些特点？( 1 0分)：、 论述、计算题，需写出详细解题过程(6 0 分)1、什么是数字 PID 位置控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点？若已知模拟调节器 的传 递函数为 D (S) =U (S) /E (S) = (1 + 0. 19S) / (1 + 0. 095S) ，请写出相应数字控制 器的位置和增 量型控制算式，设采样周期 T=0.3 秒。 (2 0分)2、请说明一个计算机控制系统中量化误差的主要可能来源及减小量化误差可采取的措施。若某处理炉温度的变化范围为 1 0? 1 5 0 0 °C，经过温度变送器变换为1 5 V电压送

35、至 ADC0809,ADC0809的输入范围为 0 5 V。若ADC0809的转换结果为 6AH和78H时此时对应 的炉内温 度分别为多少度？ ( 20 分)3、什么是逐点比较插补法？直线插补计算过程有哪些步骤？请加工起点0(0, 0),终点分别为 A (12,8)和 B (12,-8)的两条直线，要求按逐点比较法插补进行列表计算并作出走步轨迹图。 (20分)计算机控制系统模拟试题 (A) 参考答案、填空题 (每空 0.5分)1、 实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出；操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制 系统、分散型控制系统、现场总线控制系统。2、 可靠性和可维修性好、环境适应性

36、强、控制的实时性、完善的输入输出通道、丰富的软件、适当的计算机精度和运算速度；主机板、内部总线和外部总线、人-机接口、系统支持功能、磁 盘系统、通信接口、输入输出通道。3、 模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量(开关量 ) 输入通道、数字量 (开关量 ) 输出通道 ; I/V 变换、 多路转换器、采样保持器、 A/D 转换器、接口、控制逻辑。4、 总线电缆是一条无源的电缆线，包括16条信号线和 9 条地线、系统中通过总线互连的设备不 得超过 15台、总线电缆长度不超过 20米，或仪器设备乘分段电缆长度总和不超过 20 米、信 号传输率 一般为500kbps,最大传输速率为 1Mbps、地址容

37、量为：“听"地址 31个，"讲"地址 31个，最多 地址容量可扩展到 961 个、总线上传输的消息为负逻辑、采用按位并行，字节串行, 二线握手，双向异步的传输方式；控者、听者、讲者。5、点位控制、直线切削控制、轮廓切削控制；逐点比较法、数字积分法、数字脉冲乘法器。6、线性表、数组；在栈顶插入一个新的数据元素、删去栈顶一个元素、读栈顶一个数据元素；堆栈、队列；7、积分分离、抗积分饱和、梯形积分、消除积分不灵敏区；增加 A/D 转换位数，加长运算字长、 小 积分项的累加。8、控制组态、图形生成系统、显示组态、 I/O 通道登记、单位名称登记、趋势曲线登记、报警系 统登

38、 记、报表生成系统；小型化、模块化、标准化、组合化、结构开放。9、静态画面、动态画面；转换时间、分辨率、线性误差、量程、对基准电源的要求。二、选择题（每空2分）1、（ PCI 总线、ISA 总线、STD 总线，（RS-232C 串行总线、USB 戳）；2、（ 0. 4%） , （ 124HZ）；3、（ Windows XP软件、UNIX软件），（变压器故障分析软件、变电站综自软件、惠普打印机驱动软 件、计算机网卡驱动软件）；4、 （ RC滤波、光电隔离滤波、LC滤波、始端屏蔽），（平均值滤波、中值滤波、惯性滤波）；5、（低通滤波、采用双绞线作信号线、带通滤波），（浮地屏蔽、光电隔离）。三、判断

39、题（每题2分）1、错，14位A/D转换的分辨率约为 0.000061。2、正确。3、错，扰动频率越高，采样周期应该越短。4、错，在异步通讯中，发送的每一个数据字符均带有起始位、停止位和可选择的奇偶位。5、 错，Bitbus的电气接口采用的是平衡传送的RS-485标准。四、问答题1、数字式PID位置型控制算法每次输出的控制量表征执行机构的位置；数字式PID增量型控制算 法每次输出的是控制量相对于上次控制量的增量。增量型算法不需要做累加，控制量增量的确定仅与最近几次误差采样值有关，计算误差或计算精度问题对控制量的计算影响较小，增量型算法得出的是控制量的增量，误动作影响小，位置型算法的输出是控制量的

40、全量输出，误动作影响大，采用增量型算法，易于实现手动到自动的无冲击切换。（9）2、计算机控制系统的典型形式有操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分散型控制系统、现场控制系统；操作指导控制系统优点是结构简单，控制灵活安全，缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象，直接数字控制系统实时性好，可靠性高，适应性强，可控制多个对象，但对系统中的计算机依赖性高，监督控制系统只提供给定值，与DDC系 统配合构成控制系统能提高控制系统的可靠性，分散型控制系统是分级控制，分级管理，可靠性提iwj o（ 8）3、 平衡传输方式是用双绞线传输信号，信号在双绞线中自成回路不通过地线，接收器是用

41、双端差动方式输入信号；不平衡传输方式是用单线传输信号，以地线作为信号的回路，接收器是用单线输入信号；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。（8）五、计算及论述题1、解：以12长的边为三角形的底边，并以其角为三角形的一个边角和坐标原点，在一象限加工两条直线，第一条边加工坐标进给的总步数为N"= 6-01 + |8- 0 = 14, Xe = 6, Ye = 8, F, = 0, xoy = 1,插补计算过程如下

42、：步数偏差判别坐标进给偏差计算终点判断起点Fo = 0Nxy = 141Fo 二 0+XFi = Fo - Ye = -8Nxy = 132Fi < 0+YF2 = Fi + Xe =-2Nxy 二 123F2 < 0+YF3 = F2 + Xe = 4Nxy = 114F3 > 0+XF4 = F3 - Ye = 4Nxy 二 105F4 < 0+YF5 = F4+ Xe = 2Nxy 二96F5 > 0+XFe = F 5 -Ye =-6Nxy 二87F6 < 0+yF7 = F 6+ Xe =0Nxy 二78F7 = 0+xFa = F7 -Ye =-

43、8Nxy 二69F8 < 0+yfo=Fa + Xe =-2Nxy 二510F9 < 0+yfio=F 9 + Xe -二 4Nxy 二411Fio > 0+xFn 二 Fio-Ye=-4Nxy 二312FH < 0+yF12 -二二Fn + Xe=2Nxy 二213F12 > 0+xF13'二二Fi2 - Ye-6Nxy114F13 < 0+yF14 *Fi3 +=0二Nxy0Xe加工完成一条边后，将矩形的另一角作为坐标原点，同理可加工另一条边，直线插补的走步轨迹图如下：2、解：Xmax = 2000, Xmin = 0,入=1,由于A/D转换器的

44、输入电压范围为0-5V,温度 变送器的输岀电压范围都为1-5V,所以A/D转换器的字长应为：n = log :(1 + 5 / 4 x (Xmax - Xmin) / X ) = Iog22501 R 12若A/D转换器字长不变，改变零点偏移，此时Xmax = 2000, Xmin = 400, n = 12,系统 对炉温的分辨率为：X = (2000 - 400) x 4 / 5 / (2 12 - 1)0. 316 C3、解：双线性变换法的数字控制器为：D (Z) = (1 + 2/T x (Z-I)/(Z+I)x Ti) / (1 + 2/T x (Z-I)/(Z+I)x T2)=(T

45、- 2Ti +(T + 2Ti) x Z)/ (T - 2T 2 + (T + 2T 2) x Z)对应的递推控制算法为：u(k) = -(T - 2T 2)/(T + 2T 2) x u(kT)+ (T + 2Ti)/(T + 2T 2) x e(k) + (T - 2Ti)/(T +2L) x e(k-I)前向差分法的数字控制器为：D (Z) = (1 + E x (Z-I)/ T) / (1 + Lx (Z-I)/ x T)=(T - Ti+ T, x Z) / (T - L + L x Z)对应的递推控制算法为：u(k) = -(T - T 2)/ T2 x u(k-I) + (T +

46、 L)/ T 2 x e(k) + (T - Ti)/ T : x e(k-I)后向差分法的数字控制器为：D (Z) = (1 + L / Z x (Z-I)/ T) / (1 + L / Zx (Z-I)/ x T)=(T x Z - Ti + Ti x Z) / (T x Z - T 2 + T= x Z)对应的递推控制算法为：u(k) = L / (T + T=) x u(k-I) + (T + T>)/ (T + T=) x e(k) - T )/ (T + T=) x e(k-I)计算机控制系统模拟试题（B）参考答案六、填空题（每空 0.5分）1、逐点比较法、数字积分法、数字脉

47、冲乘法器；2、终端匹配、始端匹配；3、 WATCHDOG （看门狗）、电源监控（掉电检测及保护）、复位，数字滤波技术、开关量抗干扰技 术、指令冗余技术、软件陷阱技术；4、 输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路，输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码 电路；5、建立时间、分辨率、线性误差；6、 主机板、内部总线和外部总线、人-机接口、系统支持板、磁盘系统、通讯接口、输入输岀通道；7、计算偏差、偏差报警、输入补偿、非线性特性；8、偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断；9、 A/D转换的量化效应、控制规律计算中的量化效应、控制参数的量化效应、D/A转换的量化效 应； 七、概念解释：无平衡无

48、扰动切换是指在进行手动到自动或自动到手动的切换之前，无须由人工进行手动输岀控制信号与自动输出控制信号之间的对位平衡操作，就可以保证切换时不会对执行机构的现有位置产生扰动。数字滤波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，与模拟滤波相比有以下优点:不须增加硬设备，可靠性高，稳定性好；可对频率很低的信号实现滤波；根据信号的不同，可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；在程序的编写过程中，我们多采用单字节指令，并在关键的地方人为的插入一些单字节指令或将有效单字节指令重复书写，这就是指令冗余；为了提高通讯传输质量，人们采用的改善信道的电性能，使误码率降低，就是差错控

49、制技术，他包括检验错误和纠正错误；分散控制系统又名分布式计算机控制系统，它综合了计算机技术、控制技术、通讯技术和CRT技术，集中了连续控制、批量控制、逻辑顺序控制、数据采集等功能。八、判断题、正确；2、错，多变量控制系统解耦的条件是系统的闭环传递函数矩阵为对角线矩阵。3、正确；4、错，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；5、正确；九、选择题（每题2分）1、 （ RC滤波、光电隔离滤波、LC滤波），（平均值滤波、中值滤波、惯性滤波）；2、（Windows98软件、DOS软件），（发电机故障分析软件、变电站综自软件、惠普打印机驱动软件）3、（带通滤波、采用双绞线作信号线

50、、高通滤波），（浮地屏蔽、光电隔离）；4、（ PC总线、PCI总线、ISA总线，（RS-488串行总线、USB总线；5、（ 0.1%） , （ 32HZ ）。十、问答题 （10分）1、 模块化程序设计的岀发点是把一个复杂的系统软件，分解成为若干个功能模块，每个模块执行单一的功能，并且具有单入口单岀口结构；机构化程序设计是采用自顶向下逐步求精的设计方法和单入口单岀口的控制结构的一种程序设计技术；程序设计通常分为问题定义、程序设计、编码、调试、改进和再设计五个步骤。（加入一定的解释）2、 采样周期的选择首先要考虑的因素是要满足香农采样定理，还应考虑给定值的变化频率、被控对 象的特性、执行机构的类型

51、、控制算法的类型、控制的回路数等因素。（加入一定的解释）H* 、计算题（io分）1、解：坐标进给的总步数Nxy = 10 + 6 = 16, Xe = 10, Ye = 6,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起点F0 二 0Nxy 二161F0 二 0+XF1 二 FO-Ye = -6Nxy 二152F1 < 0+YF2= Fl+Xe =4Nxy =143F2 > 0+XF3= F2-Ye =-2Nxy =134F3 < 0+YF4= F3+Xe = 8Nxy =125F4 > 0+XF5= F4-Ye =2Nxy =116F5 > 0+XF

52、6= F5-Ye =-4Nxy =107F6 < 0+YF7= F6+Xe = 6Nxy =98F7 > 0+XF8= F7-Ye 二 0Nxy 二89F8 二。+XF9= F8-Ye 二-6Nxy 二710F9 < 0+YF10 二 F9+Xe 二 4Nxy 二611F1 > 0+XFll 二 FlO-Ye 二-2Nxy 二512Fll< 0+YF12= Fll+Xe 二 8Nxy 二413F12 > 0+XF13 二 F12-Ye 二 2Nxy 二314F13 > 0+XF14= F13-Ye 二-4Nxy =215F14 < 0+YF15=

53、 F14+Xe =6Nxy =116F15 > 0+XF16= F15-Ye =0Nxy =02、解：Xmax = 2000, Xmin = 0,入=2,由于A/D转换器的输入电压范围与温度变送器的输岀电压范围都为0-5V,所以A/D转换器的字长应为：n = log : (1 + (Xmax - Xmin) /入)=logJOOl R 10若A/D转换器字长不变，改变零点偏移，此时Xmax = 2000, Xmin = 400, n = 10,系统 对炉温的分辨率为：X = (2000 - 400) / (2 10 - 1) e 1.564 C °3、解：双线性变换法的数字控制

54、器为：D (Z) = (1 + 2/T x (Z-l)/(Z+l)x Ti) / (1 + 2/T x (Z-l)/(Z+l)x T2)=(T - 2Ti +(T + 2Ti) x Z)/ (T - 2T 2 + (T + 2L) x Z)对应的递推控制算法为：u(k) = -(T - 2T 2)/(T + 2T 2) x u(kT)+ (T + 2Ti)/(T + 2T 2) x e(k) + (T - 2Ti)/(T +2T2) x e(k-l)前向差分法的数字控制器为：D (Z) = (1 + Ti x (Z-l)/ T) / (1 + Lx (Z-l)/ x T)=(T - L + Ti x Z) / (T - T 2 + T2 x Z)对应的递推控制算法为：u(k) = -(T - T 2)/ T2 x u(k-l) + (T + L)/ T 2 x e(k) + (T - Ti)/ T : x e(k-l)后向差分法的数字控制器为：D (Z) = (1 + L / Z x (Z-l)/ T) / (1 + L