计算机控制技术习题2011复习

1、1、设被测温度变化范围为设被测温度变化范围为0 1200,如果要如果要求误差不超过求误差不超过0.4 ,应选用分辨率为多少位的应选用分辨率为多少位的A/D转换器？转换器？选择依据：124 . 0120012logn1200/0.4=30002、用ADC0808测量某罐温度，其温度波动范围3050，线性温度变送器输出05V，试求测量该温度的分辨率。 分辨率=(50-30)/255=0.0784 640(5V0V)1.2549V25503、八位D/A转换芯片，其输出设计为05V，试求当CPU分别输出80H、40H、10H时，对应的输出各为多少伏？ 80H=128 40H=64 10H=161280

2、(5V0V)2.5098V2550160(5V0V)0.3137V25503、八位D/A转换芯片，其输出设计为15V，试求当CPU分别输出F0H、A0H、C0H时，对应的输出各为多少伏？4、某热处理炉的温度变化范围是01000,要求分辨率为1 ，温度变送器输出范围为05V, 则A/D转换器的字长N应为多少？如果字长N不变，现通过变送器零点迁移，将信号零点迁移到200，此时系统对炉温变化的分辨率是多少？1000log11012n10002000.7810245、使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？ 答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。b ) 正 确 的 隔 离 V VO

3、 VC T T L 7 4 0 6 R1 6、7、 设12位A/D转换器的满量程电压FSR为10V，则该A/D转换器的量化单位是 _2.44mV_。8、现已知某炉温变化范围为01500，要求测试时，分辨率为3，试确定A/D变换器的字长应选为多少？若A/D字长n不变，通过变送器将测试起点迁移到600，试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。 9、A/D前采用的某传感器的最大输出为10伏，其精度为0.1%，试选择A/D板的字长位数及精度。 答：10位，10V/1024=0.00976V=9.76mV 0LSB 12位，10V/4096=0.00244V=2.44mV 1LSBC88. 0102460

4、015009)315001 (log2n4V1638 q=2.44mV, 4V-q*1/2-q4+q*1/2+q10、用ADC0808测量某罐温度，其温度波动范围3050，线性温度变送器输出05V，试求测量该温度的分辨率和精度。 已知ADC0808ADC0808的精度的精度 1/2LSB 1/2LSB 解：分辨率q=（50-30）/ 255 = 0.078 绝对精度=1/2*q = 0.039 相对精度=0.039/20=0.196%q=5V/255=19.6mV 2V10211、某执行机构的输入变化范围为420mA，灵敏度为005mA,应选DA 转换器的字长为多少位?解: (20-4)/0.

5、05=320, n9, 取1012简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能b ) 正 确 的 隔 离 V VO VC T T L 7 4 0 6 R1 13、某热处理炉温度变化范围为01350，经温度变送器变换为15V 电压送至ADC0809，ADC0809 的输入范围为05V。当t=KT时，ADC0809 的转换结果为6AH，问此时的炉内温度为多少度?0FFH(5V)1V(33H)13501V1VA /2555133H5VD所对应的转换值：6AH=106A/AH1061350701.2551475D转换值为6时的

6、温度：（-0）1 3 5 05 .32 5 514、简述PID控制器中的P（比例）、I（积分）、D（微分）各调节器的作用， 比例，提高系数可以减小偏差，但永远不会使偏差减小到零，而且无止境地提高系数最终将导致系统不稳定。比例调节可以保证系统的快速性。积分，积分时间越大积分作用越弱，积分调节器的突出优点是，只要被调量存在偏差，其输出的调节作用便随时间不断加强，直到偏差为零。在被调量的偏差消除后，由于积分规律的特点，输出将停留在新的位置而不回复原位，因而能保持静差为零。但单纯的积分也有弱点，其动作过于迟缓，因而在改善静态品质的同时，往往使调节的动态品质变坏，过渡过程时间加长。积分调节可以消除静差，

7、提高控制精度。微分，微分时间越大微分作用越强。微分调节主要用来加快系统的相应速度，减小超调，克服振荡，消除系统惯性的影响。15、在数字PID控制器中，采样周期的选择与哪些因素有关？ 在满足采样定理的前提下应考虑一下因素 加到被控对象的扰动频率 对象的动态特性（纯滞后时间和时间常数） 数字控制器D(z)所使用的算法及执行机构的类型（算法的复杂性和执行器的快速性） 控制回路数 对象所要求的控制质量16、什么是积分饱和？克服积分饱和有哪几种常用方法？ 如果执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作，这就称为积

8、分饱和。（2）积分饱和的抑制 a.积分分离法积分分离法 b. 遇限制削弱积分法遇限制削弱积分法)1()()()()(0neneTTjeTTneKnUDnjIP17、采用逐点比较法插补直线OP，起点坐标O(0，0)，终点坐标P(5，-4)，要求以表格形式给出插补计算过程，并画出插补运动轨迹。 步数误差判别坐标进给误差计算终点判别初始化F=0=5+|-4|=91F=0+xF=F-|yp|=-4=-1=82F0+xF=F-|yp| =-3=-1=64F0+xF=F-|yp| =-2=-1=46F0+xF=F-|yp| =-1=-1=28F0+xF=F-|yp| =0=-1=0 End步数误差判别坐标

9、进给误差计算终点判别初始化F=0=5+|-4|=91F=0+xF=F-|yp|=-4=-1=82F0+xF=F-|yp| =-3=-1=64F0+xF=F-|yp| =-2=-1=46F0+xF=F-|yp| =-1=-1=28F0+xF=F-|yp| =0=-1=0 Endstep=5+4;F=0;x=5;y=4while(step-0)If(F=0)驱动+X方向步进电机；F=F-y；Else驱动-Y方向步进电机；F=F-x；19、什么是逐点比较插补法？直线插补计算过程和圆弧插补、什么是逐点比较插补法？直线插补计算过程和圆弧插补计算过程各有哪几个步骤？计算过程各有哪几个步骤？ 逐点比较法插补运算，就是在某个坐标方向上每走一步（即输出一个进给脉冲），就作一次计算，将实际进给位置的坐标与给定的轨迹进行比较，判断其偏差情况，根据偏差，再决定下一步的走向（沿X轴进给，还是沿Y轴进给）。逐点比较法插补的实质是以阶梯折线来逼近给定直线或圆弧曲线，最大逼近误差不超过数控系统的一个脉冲当量（每走一步的距离，即步长）。直线插补计算过程的步骤如下： (1)偏差判别：即判别上一次进给后的偏差值Fm是最大于等于零，还是小于零；(2)坐标进给：即根据偏差判断的结果决定进给方向，并在该方向上进给一步； (3)偏差计算：即计算进给后的新偏差值Fm+1，作为下一步偏差判别的依据