計(jì)算機(jī)控制復(fù)習(xí)題

1、.一、選擇題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(shí)需經(jīng)（ a ）轉(zhuǎn)換。aa/d轉(zhuǎn)換器 b雙向可控硅cd/a轉(zhuǎn)換器 d光電隔離器2. 若系統(tǒng)欲將一個(gè)d/a轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量參數(shù)分配至幾個(gè)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(kāi)關(guān) ca/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 d反多路開(kāi)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(yáng)極顯示器，則將段選模型送至 （ b ）。a 陽(yáng)極 b 陰極 c陰極或陽(yáng)極 d先送陰極再送陽(yáng)極5. 電機(jī)控制意味著對(duì)其轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制，微型機(jī)控

2、制系統(tǒng)的作法是通過(guò)（ 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(cè)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(shí)，scc計(jì)算機(jī)也無(wú)法工作dscc計(jì)算機(jī)與控制無(wú)關(guān)7. rs-232-c串行總線電氣特性規(guī)定邏輯“1”的電平是（c ）。 a03 伏以下 b07伏以上精品.c-3伏以下 d+3伏以上8. 在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中采集的數(shù)據(jù)常攙雜有干擾信號(hào)，（ d ）提高信/躁比。a只能通過(guò)

3、模擬濾波電路 b.只能通過(guò)數(shù)字濾波程序c.可以通過(guò)數(shù)字濾波程序/模擬濾波電路d.可以通過(guò)數(shù)字濾波程序和模擬濾波電路9. 步進(jìn)電機(jī)常被用于準(zhǔn)確定位系統(tǒng)，在下列說(shuō)法中錯(cuò)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(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 10. 如圖1所示，vout為8位d/a轉(zhuǎn)換器的雙極性輸出端，若輸入數(shù)字量d=11100000（b），基準(zhǔn)參考電vref=5v，則vout為：（ c ）a、4.375v b、-4.375v c、3.75v d、-3.75v11. 對(duì)于電動(dòng)組合儀表ddz-型采用的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)信號(hào)是：（ b ）

4、a、dc 010ma、dc020vb、dc420ma、 dc15v c、dc 010ma 、dc15v d、dc420ma、dc020v12. 某熱處理爐溫度變化范圍為01350，經(jīng)溫度變送器變換為15v的電壓送至adc0809，adc0809的輸入范圍為05v，當(dāng)t=kt時(shí)，adc0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6a，此時(shí)爐溫為（c ）a、588.98 b、288.98 c、361.23 d、698.7313. 如果模擬信號(hào)頻譜的最高頻率為，只要按照采樣頻率（a ）進(jìn)行采樣，那么采樣信號(hào)就能精品.無(wú)失真地恢復(fù)。 a. b. c. d.14. ( a )數(shù)字濾波方法適用于周期性干擾。a. 平均值濾波法 b

5、.中位值濾波法 c.限幅濾波法 d.慣性濾波法15. 防止抖動(dòng)是能否正確讀取鍵值的必要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)方法是（ a）。 a可以用硬件電路或軟件程序?qū)崿F(xiàn) b只能用濾波電路或雙穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)c只能用軟件程序?qū)崿F(xiàn) d只能用延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)16. 小功率直流電機(jī)控制控制系統(tǒng)中，正確的作法是（b ） a改變定子上的通電極性，以便改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向b改變轉(zhuǎn)子上的通電極性，以便改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向c在定子上通以交流電，電機(jī)可周期性變換轉(zhuǎn)向d在轉(zhuǎn)子上通以交流電，電機(jī)可周期性變換轉(zhuǎn)向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)

6、18. 若用4位共陽(yáng)極led和74ls04構(gòu)成光報(bào)警系統(tǒng)，使最高位發(fā)光其余位不發(fā)光的報(bào)警模型是（a）。a1000b b0001b c1111b d0000b19. 采用adc0809構(gòu)成模擬量輸入通道,adc0809在其中起（a ）作用。a. 模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換 b. 數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換c. 模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換和采樣/保持器 d. 模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換和多路開(kāi)關(guān)20. 在微型機(jī)控制系統(tǒng)中的模擬量輸出通道中,最關(guān)鍵的器件是( )。a多路開(kāi)關(guān) b. 光電隔離器 ca/d轉(zhuǎn)換器 dd/a轉(zhuǎn)換器二、填空精品.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 實(shí)際曲線。所以，為了提高控制精

7、度，應(yīng)盡可能 。2. 在10位a/d轉(zhuǎn)換器中，設(shè)滿量程為5v，試寫出相對(duì)于下列各模擬量所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量：模擬量為5v時(shí)，所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為3ff h。 模擬量為0v時(shí)，所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為 200 h。 模擬量為-2.5v時(shí)，所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為 100 h。3.工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過(guò)程控制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件 和軟件兩個(gè)組成部分。4.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)、dsp、智能調(diào)節(jié)器等。5.adc0809是一種帶有8通道模擬開(kāi)關(guān)的8位逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器。6.模擬量輸入通道的任務(wù)是把從系統(tǒng)中檢測(cè)到的模擬信號(hào)，變成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，經(jīng)接口送往計(jì)算機(jī)。7.模塊

8、化程序設(shè)計(jì)一般包括 自頂向下 和自底向上 兩種設(shè)計(jì)方法。8.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入變送器和輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)統(tǒng)一為010ma dc或420ma dc。三、簡(jiǎn)答題1. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程是怎樣的?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程可歸納為以下三個(gè)步驟：(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)，并輸入給計(jì)算機(jī)。(2)實(shí)時(shí)決策：對(duì)采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律，決定下一步的控制過(guò)程。(3)實(shí)時(shí)控制：根據(jù)決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。2.看圖簡(jiǎn)述光電耦合器的工作原理及在過(guò)程通道中的作用。 光電耦合器由封裝在一個(gè)管殼內(nèi)的發(fā)光二極管和光敏三極管組成，如圖所示。輸

9、入電流流過(guò)二極管時(shí)使其發(fā)光，照射到光敏三極管上使其導(dǎo)通，完成信號(hào)的光電耦合傳送，它在過(guò)程通道中實(shí)現(xiàn)了輸入和輸出在電氣上的完全隔離。精品.光電耦合器電路圖3.模擬量輸入通道由哪些部分組成？各部分的作用是什么？模擬量輸入通道一般由i/v變換、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、a/d轉(zhuǎn)換器、接口及控制邏輯電路組成。(1)i/v變換：提高了信號(hào)遠(yuǎn)距離傳遞過(guò)程中的抗干擾能力，減少了信號(hào)的衰減，為與標(biāo)準(zhǔn)化儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配提供了方便。(2)多路轉(zhuǎn)換器：用來(lái)切換模擬電壓信號(hào)的關(guān)鍵元件。(3)采樣保持器：a/d轉(zhuǎn)換器完成一次a/d轉(zhuǎn)換總需要一定的時(shí)間。在進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，希望輸入信號(hào)不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤差。這樣

10、，就需要在a/d轉(zhuǎn)換器之前加入采樣保持器。(4)a/d轉(zhuǎn)換器：模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，能夠完成這一任務(wù)的器件，稱為之模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog/digital converter，簡(jiǎn)稱a/d轉(zhuǎn)換器或adc)。4.模擬量輸出通道由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？模擬量輸出通道一般由接口電路、d/a轉(zhuǎn)換器、功率放大和v/i變換等信號(hào)調(diào)理電路組成。(1)d/a轉(zhuǎn)換器：模擬量輸出通道的核心是數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(digital/analog converter,簡(jiǎn)稱d/a轉(zhuǎn)換器或dac)。它是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的元件或裝置。(2)v/i變換：一般情況下，d/a轉(zhuǎn)換電路的輸出是電壓信號(hào)

11、。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，為了便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，減少由于傳輸帶來(lái)的干擾和衰減，需要采用電流方式輸出模擬信號(hào)。許多標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)儀表或執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般是采用010ma或420ma的電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。因此，需要將模擬電壓信號(hào)通過(guò)電壓/電流(v/i)變換技術(shù)，轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。精品.5.在pid調(diào)節(jié)器中系數(shù)、各有什么作用？它們對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)有什么影響？系數(shù)為比例系數(shù)，提高系數(shù)可以減小偏差，但永遠(yuǎn)不會(huì)使偏差減小到零，而且無(wú)止境地提高系數(shù)最終將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例調(diào)節(jié)可以保證系統(tǒng)的快速性。系數(shù)為積分常數(shù)，越大積分作用越弱，積分調(diào)節(jié)器的突出優(yōu)點(diǎn)是，只要被調(diào)量存在偏差，其輸出的調(diào)節(jié)作用便隨時(shí)間不斷加強(qiáng)

12、，直到偏差為零。在被調(diào)量的偏差消除后，由于積分規(guī)律的特點(diǎn)，輸出將停留在新的位置而不回復(fù)原位，因而能保持靜差為零。但單純的積分也有弱點(diǎn)，其動(dòng)作過(guò)于遲緩，因而在改善靜態(tài)品質(zhì)的同時(shí)，往往使調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)變壞，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間加長(zhǎng)。積分調(diào)節(jié)可以消除靜差，提高控制精度。系數(shù)為微分常數(shù)，越大微分作用越強(qiáng)。微分調(diào)節(jié)主要用來(lái)加快系統(tǒng)的相應(yīng)速度，減小超調(diào)，克服振蕩，消除系統(tǒng)慣性的影響。6.什么是數(shù)字pid位置型控制算法和增量型控制算法？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制生產(chǎn)過(guò)程變量，必須將模擬pid算式離散化，變?yōu)閿?shù)字pid算式，為此，在采樣周期t遠(yuǎn)小于信號(hào)變化周期時(shí)，作如下近似(t足夠小時(shí)，如下逼近相當(dāng)準(zhǔn)確，被

13、控過(guò)程與連續(xù)系統(tǒng)十分接近)：于是有：u(k)是全量值輸出，每次的輸出值都與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置(如控制閥門的開(kāi)度)一一對(duì)應(yīng)，所以稱之為位置型pid算法。在這種位置型控制算法中，由于算式中存在累加項(xiàng)，因此輸出的控制量u(k)不僅與本次偏差有關(guān)，還與過(guò)去歷次采樣偏差有關(guān)，使得u(k)產(chǎn)生大幅度變化，這樣會(huì)引起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。所以實(shí)際中當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是其增量時(shí)，可以采用增量型pid算法。當(dāng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進(jìn)電機(jī)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、多圈電位器等具有保持歷史位置的功能的這類裝置時(shí)，一般均采用增量型pid控制算法。7.與位置算法相比，增量型pid算法有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)位置型算式每

14、次輸出與整個(gè)過(guò)去狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算式中要用到過(guò)去偏差的累加值，容易產(chǎn)生較大的累積計(jì)算誤差；而在增量型算式中由于消去了積分項(xiàng)，從而可消除調(diào)節(jié)器的積分飽和，在精度不足時(shí)，計(jì)算誤差對(duì)控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。精品.(2)為實(shí)現(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾切換，在切換瞬時(shí)，計(jì)算機(jī)的輸出值應(yīng)設(shè)置為原始閥門開(kāi)度u0，若采用增量型算法，其輸出對(duì)應(yīng)于閥門位置的變化部分，即算式中不出現(xiàn)u0項(xiàng)，所以易于實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切換。(3)采用增量型算法時(shí)所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成惡劣影響。8.標(biāo)度變換在工程上有什么意義？在什么情況下使用標(biāo)度變換程序？微

15、機(jī)控制系統(tǒng)在讀入被測(cè)模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，往往還要轉(zhuǎn)換成操作人員所熟悉的工程值。這是因?yàn)樯a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種工藝參數(shù)量綱不同。例如，壓力的單位為pa，流量的單位為m3/h，溫度的單位為。這些參數(shù)a/d轉(zhuǎn)換后得到一系列的數(shù)碼，這些數(shù)碼的值并不一定等于原來(lái)帶有量綱的參數(shù)值，它僅代表參數(shù)值的大小，故必須把它轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才能運(yùn)算、顯示或打印輸出。這種轉(zhuǎn)換稱為工程量轉(zhuǎn)換，也稱為標(biāo)度變換。標(biāo)度變換有各種不同類型，它取決于被測(cè)參數(shù)測(cè)量傳感器的類型，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度變換方法，常用線性參數(shù)標(biāo)度變換。9.干擾的作用途徑是什么？ 無(wú)論是內(nèi)部干擾還是外部干擾，都是從以下幾個(gè)途徑作用于系統(tǒng)的。

16、(1) 傳導(dǎo)耦合 (2) 靜電耦合 (3) 電磁耦合 (4) 公共阻抗耦合10.什么是共模干擾和串模干擾？如何抑制？共模干擾是在電路輸入端相對(duì)公共接地點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)的干擾，也稱為共態(tài)干擾、對(duì)地干擾、縱向干擾、同向干擾等。共模干擾主要是由電源的地、放大器的地以及信號(hào)源的地之間的傳輸線上電壓降造成得。消除共模干擾的方法有以下幾種:變壓器隔離；光電隔離；浮地屏蔽；采用具有高共模抑制比的的儀表放大器作為輸入放大器。串模干擾就是指串聯(lián)疊加在工作信號(hào)上的干擾，也稱之為正態(tài)干擾、常態(tài)干擾、橫向干擾等。消除串模干擾的方法有以下幾種：在輸入回路中接入模擬濾波器；使用雙積分式a/d轉(zhuǎn)換器；采用雙絞線作為信號(hào)線；電流傳

17、送。，11.數(shù)字濾波與模擬濾波相比有什么特點(diǎn)？數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬設(shè)備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好；精品.(2)數(shù)字濾波可以對(duì)頻率很低(如0.01hz)的信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷；(3)數(shù)字濾波器可根據(jù)信號(hào)的不同，采用不同的濾波方法或?yàn)V波參數(shù)，具有靈活、方便、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。12.常用的數(shù)字濾波方法有幾種？它們各自有什么特點(diǎn)？常用的數(shù)字濾波方法有7種。（1）程序判斷濾波法：是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定出相鄰兩次采樣信號(hào)之間可能出現(xiàn)得最大偏差。（2）中值濾波法：它對(duì)于去掉偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩(wěn)定而造成

18、的誤差所引起的脈動(dòng)干擾比較有效。（3）算術(shù)平均值濾波法：它適用于一般的具有隨機(jī)干擾信號(hào)的濾波。它特別適合于信號(hào)本身在某一數(shù)值范圍附近作上下波動(dòng)的情況。（4）加權(quán)平均值濾波：可以提高濾波效果（5）滑動(dòng)平均值濾波法：采樣時(shí)間短，可以提高檢測(cè)速度（6）慣性濾波法：適用于慢速隨機(jī)變量的濾波（7）復(fù)合數(shù)字濾波：比單純的平均值濾波的效果要好13.根據(jù)總線傳送信號(hào)的形式，總線又可分為兩種。（1）并行總線如果用若干根信號(hào)線同時(shí)傳遞信號(hào)，就構(gòu)成了并行總線。并行總線的特點(diǎn)是能以簡(jiǎn)單的硬件來(lái)運(yùn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸和處理。（2）串行總線串行總線是按照信息逐位的順序傳送信號(hào)。其特點(diǎn)是可以用幾根信號(hào)線在遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)傳遞數(shù)據(jù)或信息，主要用于數(shù)據(jù)通信。14.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(lái)控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和方向。其方法是通過(guò)改變對(duì)電機(jī)的通電時(shí)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(shí)間