計算機控制復習題

1、.一、選擇題1. 由于計算機只能接收數(shù)字量，所以在模擬量輸入時需經(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d/a轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量參數(shù)分配至幾個執(zhí)行機構(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) ca/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應取值 （ a ）。a 比較小 b比較大 c取零值 d取負值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. 電機控制意味著對其轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制，微型機控

2、制系統(tǒng)的作法是通過（ b ）實現(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. 計算機監(jiān)督系統(tǒng)（scc）中，scc計算機的作用是（ b ）a接收測量值和管理命令并提供給ddc計算機b按照一定的數(shù)學模型計算給定植并提供給ddc計算機c當ddc計算機出現(xiàn)故障時，scc計算機也無法工作dscc計算機與控制無關(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

3、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9. 步進電機常被用于準確定位系統(tǒng)，在下列說法中錯誤的是（ b ）。 a步進電機可以直接接受數(shù)字量 b步進電機可以直接接受模擬量 c步進電機可實現(xiàn)轉(zhuǎn)角和直線定位 d步進電機可實現(xiàn)順時針、逆時針轉(zhuǎn)動 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），基準參考電vref=5v，則vout為：（ c ）a、4.375v b、-4.375v c、3.75v d、-3.75v11. 對于電動組合儀表ddz-型采用的標準電動信號是：（ 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、698.7313. 如果模擬信號頻譜的最高頻率為，只要按照采樣頻率（a ）進行采樣，那么采樣信號就能精品.無失真地恢復。 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. 防止抖動是能否正確讀取鍵值的必要環(huán)節(jié)，實現(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)電路實現(xiàn)c只能用軟件程序?qū)崿F(xiàn) d只能用延時程序?qū)崿F(xiàn)16. 小功率直流電機控制控制系統(tǒng)中，正確的作法是（b ） a改變定子上的通電極性，以便改變電機的轉(zhuǎn)向b改變轉(zhuǎn)子上的通電極性，以便改變電機的轉(zhuǎn)向c在定子上通以交流電，電機可周期性變換轉(zhuǎn)向d在轉(zhuǎn)子上通以交流電，電機可周期性變換轉(zhuǎn)向17. 在實際應用中，pid調(diào)節(jié)可根據(jù)實際情況調(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位共陽極led和74ls04構(gòu)成光報警系統(tǒng)，使最高位發(fā)光其余位不發(fā)光的報警模型是（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)換和多路開關(guān)20. 在微型機控制系統(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 實際曲線。所以，為了提高控制精

7、度，應盡可能 。2. 在10位a/d轉(zhuǎn)換器中，設(shè)滿量程為5v，試寫出相對于下列各模擬量所對應的數(shù)字量：模擬量為5v時，所對應的數(shù)字量為3ff h。 模擬量為0v時，所對應的數(shù)字量為 200 h。 模擬量為-2.5v時，所對應的數(shù)字量為 100 h。3.工業(yè)控制機是指按生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設(shè)計的計算機，它包括硬件 和軟件兩個組成部分。4.計算機控制系統(tǒng)中常用的控制器有可編程序控制器、工控機、單片機、dsp、智能調(diào)節(jié)器等。5.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。6.模擬量輸入通道的任務是把從系統(tǒng)中檢測到的模擬信號，變成二進制數(shù)字信號，經(jīng)接口送往計算機。7.模塊

8、化程序設(shè)計一般包括 自頂向下 和自底向上 兩種設(shè)計方法。8.計算機控制系統(tǒng)的輸入變送器和輸出執(zhí)行機構(gòu)的信號統(tǒng)一為010ma dc或420ma dc。三、簡答題1. 計算機控制系統(tǒng)的控制過程是怎樣的?計算機控制系統(tǒng)的控制過程可歸納為以下三個步驟：(1)實時數(shù)據(jù)采集：對被控量的瞬時值進行檢測，并輸入給計算機。(2)實時決策：對采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進行分析，并按已定的控制規(guī)律，決定下一步的控制過程。(3)實時控制：根據(jù)決策，適時地對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務。2.看圖簡述光電耦合器的工作原理及在過程通道中的作用。 光電耦合器由封裝在一個管殼內(nèi)的發(fā)光二極管和光敏三極管組成，如圖所示。輸

9、入電流流過二極管時使其發(fā)光，照射到光敏三極管上使其導通，完成信號的光電耦合傳送，它在過程通道中實現(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：提高了信號遠距離傳遞過程中的抗干擾能力，減少了信號的衰減，為與標準化儀表和執(zhí)行機構(gòu)匹配提供了方便。(2)多路轉(zhuǎn)換器：用來切換模擬電壓信號的關(guān)鍵元件。(3)采樣保持器：a/d轉(zhuǎn)換器完成一次a/d轉(zhuǎn)換總需要一定的時間。在進行a/d轉(zhuǎn)換時間內(nèi)，希望輸入信號不再變化，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是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，能夠完成這一任務的器件，稱為之模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog/digital converter，簡稱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

11、。在計算機控制系統(tǒng)中，當計算機遠離現(xiàn)場，為了便于信號的遠距離傳輸，減少由于傳輸帶來的干擾和衰減，需要采用電流方式輸出模擬信號。許多標準化的工業(yè)儀表或執(zhí)行機構(gòu)，一般是采用010ma或420ma的電流信號驅(qū)動的。因此，需要將模擬電壓信號通過電壓/電流(v/i)變換技術(shù)，轉(zhuǎn)化為電流信號。精品.5.在pid調(diào)節(jié)器中系數(shù)、各有什么作用？它們對調(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，但永遠不會使偏差減小到零，而且無止境地提高系數(shù)最終將導致系統(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)點是，只要被調(diào)量存在偏差，其輸出的調(diào)節(jié)作用便隨時間不斷加強

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，輸出將停留在新的位置而不回復原位，因而能保持靜差為零。但單純的積分也有弱點，其動作過于遲緩，因而在改善靜態(tài)品質(zhì)的同時，往往使調(diào)節(jié)的動態(tài)品質(zhì)變壞，過渡過程時間加長。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。微分調(diào)節(jié)主要用來加快系統(tǒng)的相應速度，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。為了實現(xiàn)微機控制生產(chǎn)過程變量，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遠小于信號變化周期時，作如下近似(t足夠小時，如下逼近相當準確，被

13、控過程與連續(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)行機構(gòu)的位置(如控制閥門的開度)一一對應，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，因此輸出的控制量u(k)不僅與本次偏差有關(guān)，還與過去歷次采樣偏差有關(guān)，使得u(k)產(chǎn)生大幅度變化，這樣會引起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。所以實際中當執(zhí)行機構(gòu)需要的不是控制量的絕對值，而是其增量時，可以采用增量型pid算法。當控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進電機、電動調(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，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：(1)位置型算式每

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

15、機控制系統(tǒng)在讀入被測模擬信號并轉(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。這是因為生產(chǎn)現(xiàn)場的各種工藝參數(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，也稱為標度變換。標度變換有各種不同類型，它取決于被測參數(shù)測量傳感器的類型，設(shè)計時應根據(jù)實際情況選擇適當?shù)臉硕茸儞Q方法，常用線性參數(shù)標度變換。9.干擾的作用途徑是什么？ 無論是內(nèi)部干擾還是外部干擾，都是從以下幾個途徑作用于系統(tǒng)的。

16、(1) 傳導耦合 (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公共接地點同時出現(xiàn)的干擾，也稱為共態(tài)干擾、對地干擾、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線；電流傳

17、送。，11.數(shù)字濾波與模擬濾波相比有什么特點？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，有以下幾個優(yōu)點：(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)字濾波可以對頻率很低(如0.01hz)的信號實現(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)信號的不同，采用不同的濾波方法或濾波參數(shù)，具有靈活、方便、功能強的特點。12.常用的數(shù)字濾波方法有幾種？它們各自有什么特點？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，確定出相鄰兩次采樣信號之間可能出現(xiàn)得最大偏差。（2）中值濾波法：它對于去掉偶然因素引起的波動或采樣器不穩(wěn)定而造成

18、的誤差所引起的脈動干擾比較有效。（3）算術(shù)平均值濾波法：它適用于一般的具有隨機干擾信號的濾波。它特別適合于信號本身在某一數(shù)值范圍附近作上下波動的情況。（4）加權(quán)平均值濾波：可以提高濾波效果（5）滑動平均值濾波法：采樣時間短，可以提高檢測速度（6）慣性濾波法：適用于慢速隨機變量的濾波（7）復合數(shù)字濾波：比單純的平均值濾波的效果要好13.根據(jù)總線傳送信號的形式，總線又可分為兩種。（1）并行總線如果用若干根信號線同時傳遞信號，就構(gòu)成了并行總線。并行總線的特點是能以簡單的硬件來運行高速的數(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。其特點是可以用幾根信號線在遠距離范圍內(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？微型機控制系統(tǒng)中是怎樣實現(xiàn)的？ 答：pwm是脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)，它用來控制馬達的轉(zhuǎn)速和方向。其方法是通過改變對電機的通電時間達到調(diào)整電機轉(zhuǎn)速的目的。具體作法是，首先根據(jù)電機轉(zhuǎn)速的要求，確定占空比，即通電時間