《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》復(fù)習(xí)大作業(yè)答案.doc

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2014年上學(xué)期《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》復(fù)習(xí)大作業(yè) 備注：黃色的是我暫時沒有找到答案的，名詞解釋部分不保證和老師總結(jié)的一樣，誰給補(bǔ)充一個完成版的傳上來吧。 備注2：已對黃色的部分進(jìn)行初步的補(bǔ)充（其它部分沒看），絕大部分應(yīng)該是正確的，希望有人能夠上傳所有部分的修正版本。 ===================================================== 復(fù)習(xí)內(nèi)容一： 本學(xué)期每章節(jié)布置做過的習(xí)題 復(fù)習(xí)內(nèi)容二： 如下整理的各題型 一、選擇題（共20題） 1.由于計(jì)算機(jī)只能接收數(shù)字量，所以在模擬量輸入時需經(jīng)（ A ）轉(zhuǎn)換。 A．A/D轉(zhuǎn)換器 B．雙向可控硅 C．D/A轉(zhuǎn)換器 D．光電隔離器 2.若系統(tǒng)欲將一個D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量參數(shù)分配至幾個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要接入（ D ）器件完成控制量的切換工作。 A．鎖存器鎖存 B．多路開關(guān) C．A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 D．反多路開關(guān) 3.某控制系統(tǒng)中，希望快速采樣，保持器的保持電容CH應(yīng)取值 （ A ）。 A． 比較小 B．比較大 C．取零值 D．取負(fù)值 4. 在LED顯示系統(tǒng)中，若采用共陽極顯示器，則將段選模型送至 （ B ）。 A． 陽極 B． 陰極 C．陰極或陽極 D．先送陰極再送陽極 5. 電機(jī)控制意味著對其轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制，微型機(jī)控制系統(tǒng)的作法是通過（ B ）實(shí)現(xiàn)的。 A．改變定子的通電方向和通電占空比 B．改變轉(zhuǎn)子的通電方向和通電占空比 C．改變定子的通電電壓幅值 D．改變轉(zhuǎn)子的通電電壓幅值 6.計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)（SCC）中，SCC計(jì)算機(jī)的作用是（ B ） A．接收測量值和管理命令并提供給DDC計(jì)算機(jī) B．按照一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算給定植并提供給DDC計(jì)算機(jī) C．當(dāng)DDC計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時，SCC計(jì)算機(jī)也無法工作 D．SCC計(jì)算機(jī)與控制無關(guān) 7. 鍵盤鎖定技術(shù)可以通過（ C ）實(shí)現(xiàn)。 A．設(shè)置標(biāo)志位 B．控制鍵值鎖存器的選通信號 C．A和B都行 D．定時讀鍵值 8. RS-232-C串行總線電氣特性規(guī)定邏輯“1”的電平是（ C ）。 A．0．3 伏以下 B．0．7伏以上 C．-3伏以下 D．+3伏以上 9. 在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中采集的數(shù)據(jù)常攙雜有干擾信號，（ D ）提高信/躁比。 A．只能通過模擬濾波電路 B.只能通過數(shù)字濾波程序 C.可以通過數(shù)字濾波程序/模擬濾波電路 D.可以通過數(shù)字濾波程序和模擬濾波電路 10．步進(jìn)電機(jī)常被用于準(zhǔn)確定位系統(tǒng)，在下列說法中錯誤的是（ B ）。 A．步進(jìn)電機(jī)可以直接接受數(shù)字量 B．步進(jìn)電機(jī)可以直接接受模擬量 C．步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角和直線定位 D．步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)順時針、逆時針轉(zhuǎn)動 11. 在實(shí)際應(yīng)用中，PID調(diào)節(jié)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整結(jié)構(gòu)，但不能（ D ）。 A．采用增量型PID調(diào)節(jié) B．采用帶死區(qū)的PID調(diào)節(jié) C．采用PI調(diào)節(jié) D．采用I D調(diào)節(jié) 12. 采樣/保持器的邏輯端接+5V，輸入端從2.3V變至2.6V,輸出端為（ A ）。 A．從2.3V變至2.6V B．從2.3V變至2.45V并維持不變 C．維持在2.3V D．快速升至2.6V并維持不變 13. 計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)（SCC）中，SCC計(jì)算機(jī)的作用是（ B ） A．接收測量值和管理命令并提供給DDC計(jì)算機(jī) B．按照一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算給定植并提供給DDC計(jì)算機(jī) C．當(dāng)DDC計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時，SCC計(jì)算機(jī)也無法工作 D．SCC計(jì)算機(jī)與控制無關(guān) 14. 引起調(diào)節(jié)的根本原因是偏差，所以在下列說法中,不正確的是（ D ）。 A．偏差的正、負(fù)決定調(diào)節(jié)作用的方向 B．偏差的大、小決定調(diào)節(jié)作用的強(qiáng)、弱 C．偏差為零，調(diào)節(jié)作用為零 D．偏差太大，調(diào)節(jié)失效 15. 某熱處理爐溫度變化范圍為0~1350℃，經(jīng)溫度變送器變換為1~5V的電壓送至ADC0809，ADC0809的輸入范圍為0~5V，當(dāng)t=KT時，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6A，此時爐溫為（ C ） A、588.98℃ B、288.98℃ C、361.23℃ D、698.73℃ 16. 軟件抗干擾技術(shù)包括：（ D ） ①數(shù)字濾波、②開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)、③指令冗余技術(shù)、④軟件陷阱 A、①②③ B、②③④ C、①②④ D、①②③④ 17. 在實(shí)際應(yīng)用中，PID調(diào)節(jié)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整結(jié)構(gòu)，但不能（ D ）。 A．采用增量型PID調(diào)節(jié) B．采用帶死區(qū)的PID調(diào)節(jié) C．采用PI調(diào)節(jié) D．采用I D調(diào)節(jié) 18. 引起調(diào)節(jié)的根本原因是偏差，所以在下列說法中,不正確的是（ C ）。 A．偏差的正、負(fù)決定調(diào)節(jié)作用的方向 B．偏差的大、小決定調(diào)節(jié)作用的強(qiáng)、弱 C．偏差為零，調(diào)節(jié)作用為零 D．偏差太大，調(diào)節(jié)失效 19. 步進(jìn)電機(jī)常被用于準(zhǔn)確定位系統(tǒng)，在下列說法中錯誤的是（ B ）。 A．步進(jìn)電機(jī)可以直接接受數(shù)字量 B．步進(jìn)電機(jī)可以直接接受模擬量 C．步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角和直線定位D．步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)動 20. 若系統(tǒng)欲將一個D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量參數(shù)分配至幾個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要接入（ D ）器件完成控制量的切換工作。 A．鎖存器鎖存 B．多路開關(guān) C．A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 D．反多路開關(guān) 21. （多選題）PID調(diào)節(jié)是（ BCD ）三者的縮寫，是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。 A. 反饋 B. 比例 C. 積分 D. 微分 22. 計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)又稱（ A ）。 A. 計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng) B. 計(jì)算機(jī)集中式系統(tǒng) C. 計(jì)算機(jī)分布式反饋系統(tǒng) D. 計(jì)算機(jī)集中式反饋系統(tǒng) 二、填空題（本題共 20個） 1. 香農(nóng)定理告訴我們，采樣頻率越高，采樣數(shù)據(jù)描繪的曲線__越接近__實(shí)際曲線。所以，為了提高控制精度，應(yīng)盡可能 __提高采樣頻率__ 。 2. 在10位A/D轉(zhuǎn)換器中，設(shè)滿量程為5V，試寫出相對于下列各模擬量所對應(yīng)的數(shù)字量： 1）. 模擬量為5V時，所對應(yīng)的數(shù)字量為___3FF__ H。 2）. 模擬量為0V時，所對應(yīng)的數(shù)字量為____200 H。 3）. 模擬量為-2.5V時，所對應(yīng)的數(shù)字量為___100 H。 3. 在三相步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)中，為了提高控制力矩，常常采用___雙三拍__方法來實(shí)現(xiàn)。 4. 在PID控制系統(tǒng)中， I的作用主要是___消除靜差_______，它一般不單獨(dú)使用的，原因是___速度不變______。 5. 某微型機(jī)采樣系統(tǒng)中，CD4051的INH端接+5V，控制端C、B、A接地時，選通 無 通道。 6.在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，只使用一個S/H和A/D構(gòu)成的系統(tǒng)稱之為___分時 采樣，___分時__轉(zhuǎn)換系統(tǒng)， 7. 在PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，比例系數(shù)KP的確定比微分系數(shù)KI和積分系數(shù)KD更重要，因?yàn)樗P(guān)系到____因?yàn)?Kp 不但與本身有關(guān)，而且還和 Kd\Ki 有關(guān)__。 8. 某儀器受體積限制只允許設(shè)置8個功能鍵，但卻要求有十六種功能，可以采用___雙功能鍵____的辦法解決。 9. 和PID調(diào)節(jié)一樣，模糊控制器的最大優(yōu)點(diǎn)是____不要求數(shù)學(xué)模型__。 10. SPI總線與I2C總線的主要區(qū)別是___ SPI 有三條線，而 I2C 只有兩條 和____ I2C 的總線是雙向的_ 。 11. 過程通道按變換傳遞信號的種類分為模擬量通道和__數(shù)字量通道_______。 12. 線性插值法最根本的問題是____用直線代替曲線______ 。 13.　在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，只使用一個S/H和A/D構(gòu)成的系統(tǒng)稱之為　分時采樣，分時轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)，而只使用多個S/H和一個A/D構(gòu)成的系統(tǒng)稱之為 同時采樣，分時轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。 14. 離散系統(tǒng)穩(wěn)定性與連續(xù)系統(tǒng)不同，它不僅與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，還與系統(tǒng)的 采樣周期 有關(guān)。 15.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常用的控制器有可編程序控制器、 工控機(jī)、 單片機(jī)、 智能調(diào)節(jié)器等等。 16. ADC0809是一種帶有 8 通道模擬開關(guān)的 ___8___位___逐次逼近_______式A/D轉(zhuǎn)換器。 17. 在一些對程序流向起決定作用的指令前插入兩條 NOP 指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確軌道。這稱之為____程序冗余________________ 。 18. 平均值濾波是對信號y進(jìn)行m次采樣；濾波器的輸出 ______________ 。 19. 在微型機(jī)控制系統(tǒng)中，鍵盤處理程序由兩部分組成，其一是計(jì)算鍵值，其二則是，____根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)移到鍵功能入口地址____。 20. 某儀器受體積限制只允許設(shè)置8個功能鍵，但卻要求有十六種功能，可以采用 雙功能鍵 的辦法解決。 三、判斷題（正確，在括號內(nèi)劃∨，錯誤，在括號內(nèi)劃╳，并改正（只對錯誤部分進(jìn)行改正即可）（本題共 15題） 1. 在顯示系統(tǒng)中，若為動態(tài)顯示，需將待顯示數(shù)變成顯示碼才能輸出到顯示器 進(jìn)行顯示。若在顯示電路中增加一級鎖存器，則可直接將待顯示數(shù)輸出到顯示器進(jìn)行顯示。（ ╳ ） 2. DAC0832是常用的8位D/A轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部設(shè)有兩級緩沖器，目的是使轉(zhuǎn)換數(shù)椐得到充分緩沖，確保轉(zhuǎn)換精度。（ ∨ ） 3. 由于各種傳感器提供的電壓信號范圍很寬，需要通過可編程增益放大器，對信號進(jìn)行調(diào)整，使A/D轉(zhuǎn)換器滿量程信號達(dá)到均一化。（ ∨ ） 4. 某系統(tǒng)采用程序判斷濾波方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，發(fā)現(xiàn)總有一些雜波無法濾掉，原因是采樣時間間隔太大（ X ，原因是兩次采樣的變化量△Y 太大 ）。 5. 在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，由于被控對象所處環(huán)境復(fù)雜，常使采樣值偏離實(shí)際值。所以一般要加入濾波環(huán)節(jié)，且常常將模擬濾波和數(shù)字濾波同時使用。（ ∨ ） 6. 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，常常需要設(shè)計(jì)報(bào)警電路，無論在什麼情況下，也不管原因如何，只要略微超限，立即報(bào)警。 （ ╳ ）有時為了減少報(bào)警次數(shù)，可設(shè)置上、下報(bào)警限； 7. A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號的連接方式是判斷A/D轉(zhuǎn)換方式的主要依據(jù)。（ ∨ ） 8. 多路開關(guān)CD4051的作用就是把多路模擬信號轉(zhuǎn)換成一路信號。（ ∨ ） 9. 采樣奇數(shù)次，然后按大小排列，取中間的值為本次采樣的有效值稱為中位值濾波法。( ∨ ) 10. 某控制系統(tǒng)中，希望快速采樣，保持器的保持電容CH應(yīng)取較大值 （╳ ）。 11. 在顯示系統(tǒng)中，若為動態(tài)顯示，需將待顯示數(shù)變成顯示碼才能輸出到顯示器 進(jìn)行顯示。若在顯示電路中增加一級鎖存器，則可直接將待顯示數(shù)輸出到顯示器進(jìn)行顯示。（ X，不能 ） 12. DAC0832是常用的8位D/A轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部設(shè)有兩級緩沖器，目的是使轉(zhuǎn)換數(shù)椐得到充分緩沖，確保轉(zhuǎn)換精度。（ ∨ ） 13. 由于各種傳感器提供的電壓信號范圍很寬，需要通過可編程增益放大器，對信號進(jìn)行調(diào)整，使A/D轉(zhuǎn)換器滿量程信號達(dá)到均一化。（ ∨ ） 14. 某系統(tǒng)采用程序判斷濾波方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，發(fā)現(xiàn)總有一些雜波無法濾掉，原因是采樣時間間隔太大（ X ，原因是兩次采樣的變化量△Y 太大 ）。 15. 在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，由于被控對象所處環(huán)境復(fù)雜，常使采樣值偏離實(shí)際值。所以一般要加入濾波環(huán)節(jié)，且常常將模擬濾波和數(shù)字濾波同時使用。（∨ ） 16. 在同一條件下，多次測量結(jié)果的大小和符號是不定的，不存在任何確定的規(guī)律性，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差（ ╳ ）。 四、簡答題（本題共20題） 1. 簡要說明多路開關(guān)的主要特點(diǎn)。 答：半導(dǎo)體多路開關(guān)的特點(diǎn)是：（答5條即可） （1） 采用標(biāo)準(zhǔn)的雙列直插式結(jié)構(gòu)，尺寸小，便于安排； （2） 直接與 TTL（或 CMOS）電平相兼容； （3） 內(nèi)部帶有通道選擇譯碼器，使用方便； （4） 可采用正或負(fù)雙極性輸入； （5） 轉(zhuǎn)換速度快，通常其導(dǎo)通或關(guān)斷時間在 1ms 左右，有些產(chǎn)品已達(dá)到幾十到幾百納 秒（ns）； 2. PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，微分調(diào)節(jié)起何作用？為什么在有些系統(tǒng)中采用不完全微分算式，它與常規(guī)算式有哪些區(qū)別？ 答：微分的作用是加快調(diào)整速度。由于微分只存在于瞬間，因而有時會使系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩，而使調(diào)節(jié)品質(zhì)下降。為了避免震蕩，在一些系統(tǒng)中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫減弱，以避免由于微分突然下降到0而產(chǎn)生震蕩。 3. PWM控制意味著什么？它有什么作用？微型機(jī)控制系統(tǒng)中是怎樣實(shí)現(xiàn)的？ 答：PWM是脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)，它用來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和方向。其方法是通過改變對電機(jī)的通電時間達(dá)到調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。具體作法是，首先根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的要求，確定占空比，即通電時間與通電周期之比，再按照通、斷電時間送出控制模型，使電機(jī)按要求的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。方向是通過改變4個開關(guān)的通電狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。 4. 說明算術(shù)平均濾波、加權(quán)平均濾波和滑動平均濾波之間的區(qū)別以及各自的用途。 答：算術(shù)平均濾波每一次采樣值所占的比例均相等；可用于任何場合，如壓力、流量等。加權(quán)平均濾波則每次采樣值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采樣的系數(shù)總和為∑Ci=0；這種濾波主要用于那些想突出采樣的某些部分的場合。而滑動平均濾波則是每次只更新一個采樣值，因而采樣速度快。此濾波主要用于實(shí)時性要求比較快的場合。 5．根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC的不同接法，能構(gòu)成哪幾種A/D工作方式？具體怎樣接線？ 答：根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC的不同接法，能構(gòu)成的工作方式有： ①查詢方式：EOC接一根口線。 ②中斷方式：EOC接中斷申請線INT0或INT1。 ③延時等待方式 6. 抖動、重鍵都是鍵盤設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，用什麼方法可以解決？ 答：抖動是鍵盤工作中的常見現(xiàn)象，它將影響計(jì)算機(jī)對按鍵的查詢工作的準(zhǔn)確性。 常采用的防抖措施有：① 軟件延時程序（一般為10--20毫秒）。 ② 硬件防抖電路：雙穩(wěn)態(tài)電路及濾波電路。 7. 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？ 答：微機(jī)控制系統(tǒng)與常規(guī)的自動控制系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)： a.控制規(guī)律靈活多樣，改動方便 b.控制精度高，抑制擾動能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制 c.能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和工況顯示，控制效率高 d.控制與管理一體化，進(jìn)一步提高自動化程度 8. 簡述光電耦合器的工作原理及在過程通道中的作用。 答： 9. 什么是逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法？直線插補(bǔ)計(jì)算過程有哪幾個步驟？ 答：逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)運(yùn)算，就是在某個坐標(biāo)方向上每走一步（即輸出一個進(jìn)給脈沖），就作一次計(jì)算，將實(shí)際進(jìn)給位置的坐標(biāo)與給定的軌跡進(jìn)行比較，判斷其偏差情況，根據(jù)偏差，再決定下一步的走向（沿X軸進(jìn)給，還是沿Y軸進(jìn)給）。逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)是以階梯折線來逼近給定直線或圓弧曲線，最大逼近誤差不超過數(shù)控系統(tǒng)的一個脈沖當(dāng)量（每走一步的距離，即步長）。 直線插補(bǔ)計(jì)算過程的步驟如下： (1)偏差判別：即判別上一次進(jìn)給后的偏差值Fm是最大于等于零，還是小于零； (2)坐標(biāo)進(jìn)給：即根據(jù)偏差判斷的結(jié)果決定進(jìn)給方向，并在該方向上進(jìn)給一步； (3)偏差計(jì)算：即計(jì)算進(jìn)給后的新偏差值Fm+1，作為下一步偏差判別的依據(jù)； (4)終點(diǎn)判別：即若已到達(dá)終點(diǎn)，則停止插補(bǔ)；若未到達(dá)終點(diǎn)，則重復(fù)上述步驟。 10. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的常用接地方法是什么？ 答：（1）一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地 （2）模擬地和數(shù)字地的連接 （3）主機(jī)外殼接地 （4）多機(jī)系統(tǒng)的接地 11. .數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì)步驟是什么？ 模擬化設(shè)計(jì)步驟： （1）設(shè)計(jì)假想的模擬控制器D(S) （2）正確地選擇采樣周期T （3）將D(S)離散化為D(Z) （4）求出與D(S)對應(yīng)的差分方程 （5）根據(jù)差分方程編制相應(yīng)程序。 12. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中集散控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分為哪幾部分？ 答: 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中集散控制系統(tǒng)(DCS)的體系結(jié)構(gòu)分為分散過程控制級,集中操作監(jiān)控級,綜合信息管理級三部分. 13. RS-485串行通信總線采用什么傳輸方式？它與RS-422A串行通信總線的區(qū)別是什么？ 答: RS-485串行通信總線采用的是不平衡傳輸方式. 區(qū)別在于RS-485為半雙工工作方式,而RS-422A為全雙工工作方式.且RS-422A適用于兩點(diǎn)之間進(jìn)行高速,遠(yuǎn)距離通信,而RS-485適用于多點(diǎn)之間進(jìn)行高速,遠(yuǎn)距離通信. 14．?dāng)?shù)字PID控制算法中，Kp、Ti、Td的物理調(diào)節(jié)作用分別是什么？ Kp為比例增益,能減小誤差,但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差,但Kp加大會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定. Ti為積分時間常數(shù) 只要有足夠的時間,積分控制將能完全消除誤差 但積分作用太強(qiáng)會使系統(tǒng)超調(diào)加大,甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩. Td為微分時間常數(shù) 可以減小調(diào)整時間, 從而改變系統(tǒng)的動態(tài)性能. 15．什么是數(shù)控系統(tǒng)？數(shù)控系統(tǒng)包括哪些？ 答：數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)的簡稱，根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲器中存儲的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動裝置的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 一般整個數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成,即控制系統(tǒng),伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)。 16. 什么叫共模干擾，其抑制方法有哪些？ 答：共模干擾也稱共態(tài)干擾，是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。抑制方法有：變壓器隔離、浮地隔離、采用儀表放大器提高共模抑制比。 17. 什么是干擾，干擾來源，抗干擾措施。 答：就是有用信號以外的噪聲或造成計(jì)算機(jī)設(shè)備不能正常工作的破壞因素。外部干擾和內(nèi)部干擾。硬件措施，軟件措施，軟硬結(jié)合的措施。 18． 簡述數(shù)字濾波技術(shù)，其算法有哪些? 答：所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾在有用信號中的比重。故實(shí)質(zhì)上它是一種程序?yàn)V波。算術(shù)平均值法、中位值濾波法、限幅濾波法、慣性濾波法。 19. 簡述逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理。 答：所謂逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)，就是刀具或繪圖筆每走一步都要和給定軌跡上的坐標(biāo)值進(jìn)行比較，看這點(diǎn)在給定軌跡的上方或下方，或是給定軌跡的里面或外面，從而決定下一步的進(jìn)給方向。 20.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是什么？ 答： 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)正在向網(wǎng)絡(luò)化、扁平化、智能化和綜合化方向發(fā)展。 五、綜合與設(shè)計(jì)題（本題共8小題） 1．設(shè)計(jì)出8路模擬量采集系統(tǒng)。請畫出接口電路原理圖，并編寫相應(yīng)的8路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。 解答： 此處給出用8031、DAC0809設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)例。 把采樣轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量按序存于片內(nèi)RAM的30H~37H單元中。采樣完一遍后停止采集。其數(shù)據(jù)采集的初始化程序和中斷服務(wù)程序如下： 初始化程序： MOV R0，#30H ；設(shè)立數(shù)據(jù)存儲區(qū)指針 MOV R2，#08H ；設(shè)置8路采樣計(jì)數(shù)值 SETB IT0 ；設(shè)置外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式 SETB EA ；CPU開放中斷 SETB EX0 ；允許外部中斷0中斷 MOV DPTR，#FEF8H ；送入口地址并指向IN0 LOOP： MOVX @DPTR，A ；啟動A/D轉(zhuǎn)換，A的值無意義 HERE： SJMP HERE ；等待中斷 中斷服務(wù)程序： MOVX A，@DPTR ；讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量 MOV @R0，A ；存入片內(nèi)RAM單元 INC DPTR ；指向下一模擬通道 INC R0 ；指向下一個數(shù)據(jù)存儲單元 DJNZ R2，INT0 ；8路未轉(zhuǎn)換完，則繼續(xù) CLR EA ；已轉(zhuǎn)換完，則關(guān)中斷 CLR EX0 ；禁止外部中斷0中斷 RETI ；中斷返回 INT0： MOVX @DPTR，A ；再次啟動A/D轉(zhuǎn)換 RETI ；中斷返回 2．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖所示。 圖 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖 2． 簡單寫出數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)步驟。 解答： 由廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)可得閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)，可求得控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。 數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)步驟如下： (1)根據(jù)控制系統(tǒng)的性質(zhì)指標(biāo)要求和其它約束條件，確定所需的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)Φ(z)。 (2)求廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)G(z)。 (3)求取數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。 (4)根據(jù)D(z)求取控制算法的遞推計(jì)算公式。 3. 用微型機(jī)控制的D/A轉(zhuǎn)換電路，如下圖所示，試回答下列問題： （1）說明圖中DAC0832采用的是哪一種控制方式？并說明PC1和PC0的作用分別是什麼？ （2）確定8255A端口地址 （3） 畫出完成D/A轉(zhuǎn)換的程序流程圖？（4）已知待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存于DATA單元中，用匯編語言編寫出完成上述D/A轉(zhuǎn)換的程序。 解答： 4．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在選擇A／D變換器時應(yīng)注意哪幾項(xiàng)指標(biāo)？這些性能指標(biāo)應(yīng)根據(jù)什么原則選取？ 解答： （1）精度：應(yīng)高于傳感器的精度一個數(shù)量級； （2）分辨率：即字長，應(yīng)根據(jù)測試信號的動態(tài)范圍確定； （3）轉(zhuǎn)換速率：根據(jù)系統(tǒng)的頻帶或信號的變化頻率。 5. 畫圖說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？ 解答：根據(jù)題意畫圖如下： 圖1.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成框圖 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可由四部分構(gòu)成： (1)主機(jī)：這是微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心，通過接口它可以向系統(tǒng)的各個部分發(fā)出各種命令，同時對被控對象的被控參數(shù)進(jìn)行實(shí)時檢測及處理。 (2)輸入輸出通道：這是微機(jī)和生產(chǎn)對象之間進(jìn)行信息交換的橋梁和紐帶。過程輸入通道把生產(chǎn)對象的被控參數(shù)轉(zhuǎn)換成微機(jī)可以接收的數(shù)字代碼。過程輸出通道把微機(jī)輸出的控制命令和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成可以對生產(chǎn)對象進(jìn)行控制的信號。過程輸入輸出通道包括模擬量輸入輸出通道和數(shù)字量輸入輸出通道。 (3)外部設(shè)備：這是實(shí)現(xiàn)微機(jī)和外界進(jìn)行信息交換的設(shè)備，簡稱外設(shè)，包括人機(jī)聯(lián)系設(shè)備(操作臺)、輸入輸出設(shè)備(磁盤驅(qū)動器、鍵盤、打印機(jī)、顯示終端等)和外存貯器(磁盤)。其中操作臺應(yīng)具備顯示功能，即根據(jù)操作人員的要求，能立即顯示所要求的內(nèi)容；還應(yīng)有按鈕，完成系統(tǒng)的啟、停等功能；操作臺還要保證即使操作錯誤也不會造成惡劣后果，即應(yīng)有保護(hù)功能。 (4)檢測與執(zhí)行機(jī)構(gòu) a.測量變送單元：在微機(jī)控制系統(tǒng)中，為了收集和測量各種參數(shù)，采用了各種檢測元件及變送器，其主要功能是將被檢測參數(shù)的非電量轉(zhuǎn)換成電量，例如熱電偶把溫度轉(zhuǎn)換成mV信號；壓力變送器可以把壓力轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，這些信號經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電平信號(0～5V或4～20mA)后，再送入微機(jī)。 b.執(zhí)行機(jī)構(gòu)：要控制生產(chǎn)過程，必須有執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是微機(jī)控制系統(tǒng)中的重要部件，其功能是根據(jù)微機(jī)輸出的控制信號，改變輸出的角位移或直線位移，并通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變被調(diào)介質(zhì)的流量或能量，使生產(chǎn)過程符合預(yù)定的要求。例如，在溫度控制系統(tǒng)中，微機(jī)根據(jù)溫度的誤差計(jì)算出相應(yīng)的控制量，輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)(調(diào)節(jié)閥)來控制進(jìn)入加熱爐的煤氣(或油)量以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的溫度值。常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有電動、液動和氣動等控制形式，也有的采用馬達(dá)、步進(jìn)電機(jī)及可控硅元件等進(jìn)行控制。 6.畫出典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本框圖，說明各模塊的作用。 解答：典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本框圖如下： 分五個模塊分別簡單介紹： 7. 給出計(jì)算機(jī)多通道復(fù)用一個D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)控制的原理示意圖，并作簡單原理解釋。 解答：根據(jù)題意可畫圖如下 下面分五個模塊分別簡單介紹： 8. 六、 名詞術(shù)語解釋（本題共20個） 1. 接口： 接口是計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備交換信息的橋梁。 2. 過程通道：在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道，它包括AI、AO、DI、DO。 3. HMI： “人機(jī)接口”，也叫人機(jī)界面，是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。 4. 信號調(diào)理： 為了將外部開關(guān)量信號輸入到計(jì)算機(jī)、必須將現(xiàn)場輸入的狀態(tài)信號經(jīng)轉(zhuǎn)換、保護(hù)、濾波、隔離等措施轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的邏輯信號，這些功能稱為信號調(diào)理。 5. 積分分離：在過程的啟動、結(jié)束或大幅度增減設(shè)定值時，短時間內(nèi)系統(tǒng)輸出有很大的偏差，會造成PID運(yùn)算的積分積累。由于系統(tǒng)的慣性和滯后，在積分累積項(xiàng)的作用下，往往會產(chǎn)生較大的超調(diào)和長時間的波動。特別對于溫度、成份等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重。為此，可采用積分分離措施：偏差e(k)較大時，取消積分作用；偏差e(k)較小時,將積分作用投入 6. 軟件陷阱：就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進(jìn)行處理的程序。 7. 量化過程：所謂量化，就是采用一組數(shù)據(jù)來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 8.采樣過程： 按一定的時間間隔T，把時間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬信號，變成在時刻0、T、2T、…kT的一連串脈沖輸出信號的過程。 9. 數(shù)據(jù) 是描述客觀事物的數(shù)、字符，以及所有能輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算機(jī)程序處理的符號的集合。 10. 中斷：使cpu暫停運(yùn)行原來的程序，按照緊急事件的需要轉(zhuǎn)去執(zhí)行為中斷源服務(wù)的程序，待該程序處理完后，再返回運(yùn)行原來的程序。 11.串行通信： 12. DSP：數(shù)字信號處理器，以數(shù)字信號來處理大量信息的器件，是一種適合于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理運(yùn)算的微處理器。 13. 現(xiàn)場總線： 14. DCS：分布式控制系統(tǒng) 15. FCS：計(jì)算機(jī)領(lǐng)域期刊 16. PID控制 17. PLC：可編程邏輯控制器 18. IPC：進(jìn)程間通信 19. DDC：直接數(shù)字控制 20. SCC： 單片控制器 ============================================================= =============================================================