计算机控制技术A卷(参考答案)

计算机控制技术A卷(参考答案)PAGEA一、填空（每空1分，共20分）1、实时是指信号的（输入）（1分）、（计算）（1分）和输出都要在一定时间范围那完成。在线是指计算机和生产过程相连并受计算机控制。一个在线的系统（不一定是）（1分）一个实时系统，但是一个实时系统（必定是）（1分）在线系统。2、A/D转换器的主要技术指标有（转换时间）（1分）、（分辨率）（1分）、线性误差、量程及对基准电源的要求等。3、数字量输出接口元件74LS273的作用是（对状态输出信号进行锁存）（1分）。4、在计算机控制系统中，当串模干扰信号的频率比被测信号频率高时，则采用（低通滤波器）（1分）来抑制高频率串模干扰。5、计算机控制系统中，一般有五种地线，分别是（模拟地）（1分）、（数字地）（1分）、（系统地）（1分）、（安全地）（1分）和交流地。对它们采用的接地方法是（回流法单点接地）（1大偏差，若实际采样偏差大于该最大偏差，则表明信号受到严重干扰，应去掉，反之，该此采样信号有效。分为限幅滤波和限速滤波。…(1分)(2)算术平均滤波：取N次采样值的算术平均值作为本次采样值。即……………………(2分)(3)加权平均滤波：算术平均滤波中N次采样值在结果中所占的比重是均等的，即加权因子为1/N。加权平均滤波是采用对不同时刻的采样值赋予不同的加权因子…….(1分)(4)中值滤波:对某一被测参数连续采样N次(N取奇数，N不易太大，一般取3、5即可)，然后把N次采样值按从小到大排序，再取中间值作为本次采样值。…(1分)(5)惯性滤波（一阶滞后滤波）:将模拟一阶滤波器的传递函数离散化即可得惯性滤波的算法………….……………….(1分)4、已知采样保持器的电路原理如图所示（7）。（1）分析其工作原理；（2）回答问题：是否所有模拟量输入通道中都需要采样保持器，若是，阐明理由；若不是，哪种情况下模拟量输入通道中可以不要采样保持器。答：（1）工作原理：采样时，K闭合，VIN通过A1对CH快速充电，VOUT跟随VIN……(1.5分)；保持期间，K断开，因A2的输入阻抗高，VOUT＝VC保持不变……(1.5分)。采样器一旦进入保持，马上启动A/D转换器，确保转换期间输入恒定。…………(1分)（2）不是所有的模拟量输入通道都需要采样控制器(1分)，当被测信号变化缓慢且A/D转换时间足够短时，可以不加采样器。……………(2分)三、计算题（共30分）求拉氏函数的Z变换（7）解：………………..(2分)….(1分)…….(0.5分)所以：因为，…..(3分)所以……..….(0.5分)2.求的Z反变换（8）解：…………..(2分)………………...(1分)………..…(1分)，………………..(1分)则故，装订线考生答题不得超过此线因为…………(3分)装订线考生答题不得超过此线故热处理炉温度变化范围为0～1200ºC，经温度变送器变换为1～5V电压送至ADC0809，ADC0809的输入范围为0～5V。当t＝kT时，ADC0809的转换结果为5FH，问此时的炉内温度为多少度？并写出标度转换公式（7）解：，…………(1分)…………(2分)….(1分)…(2分)….(1分)4、某系统的连续控制器设计为，试用双线性变换法求数字控制D(z)，并给出位置型递推控制算法。（8）解：………….(2分)……..(1分)…………….(1分)化简得：………..(2分)故：…(2分)四、综合设计题（共25分）采用8255的PA端口作为三相步进的控制接口，并用直流SSR驱动三相步进电机，用电阻和电感表示步进电机每相绕组。（13分）要求：（1）画出接口电路原理图；（2）列出步进电机在三相双三拍和三相六拍工作方式下的输出控制字表。（3）假设该步进电机转子的齿数为40，求出该步进电机工作在三相六拍方式下的步距角。8255微型计算机解：(1)接口原理图……8255微型计算机（2）双三拍工作方式下的控制字表如下：…(3分)存贮地址编号A口输出字AD103HAD206HAD305H三相六拍工作方式下的控制字表如下：…..(3分)存贮地址编号A口输出字AD101HAD203HAD302HAD406HAD504HAD605H（3）…….(2分)2、已知某一计算机控制系统中的广义被控对象不含纯滞后环节，且其Z传递函数为，采样周期T＝1s，要求针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波控制器D(z)。（12分）解：由G(z)的表达式可知，d=0，q=2，v=1，w=1，j=1，且j<q，………………(1分)要满足无纹波设计的必要条件，故有m=w+d=1n=v－j+q=2…………………(1.5分)对单位速度输入信号，选择……….(2分)和…………….(2