計算機(jī)控制技術(shù)

1、重點(diǎn)習(xí)題和思考題 第1章 計算機(jī)控制習(xí)題概述1、計算機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)時性、離線方式、在線方式的含義？答：生產(chǎn)過程和計算機(jī)直接連接，并受計算機(jī)控制的方式為在線方式；生產(chǎn)過程不和計算機(jī)連接，且不受計算機(jī)控制、而是靠人進(jìn)行聯(lián)系并作相應(yīng)操作的方式為離線方式。實(shí)時：信號的輸入、計算、輸出都要在一定的時間范圍內(nèi)完成。2、計算機(jī)控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？答：硬件組成：主機(jī)、IO接口、通用外部設(shè)備、檢測元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)、操作臺。軟件組成：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。3、計算機(jī)控制技術(shù)的主要發(fā)展趨勢是什么？答：（1）綜合自動化，包括CIMS和CIPS；（2）網(wǎng)絡(luò)化；（3）智能化；（4）虛擬化；（5）綠色低碳化。&#

2、160;第2章 工業(yè)控制計算機(jī)1、什么是總線、內(nèi)部總線、外部總線答：總線是一種接口信號的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，提供通用的電平信號來實(shí)現(xiàn)各種電路信號的傳遞。內(nèi)部總線指微機(jī)內(nèi)部各功能模塊間進(jìn)行通信的總線。外部總線指用于計算機(jī)與計算機(jī)之間或計算機(jī)與其他智能外設(shè)之間的通信線路2、哈佛結(jié)構(gòu)和馮諾伊曼結(jié)構(gòu)的區(qū)別答：馮諾伊曼結(jié)構(gòu)，程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合并在一起的存儲結(jié)構(gòu)；哈佛結(jié)構(gòu)程序指令存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲結(jié)構(gòu)。3、工控機(jī)和普通PC的區(qū)別答：機(jī)箱加固、防塵；工業(yè)電源，有時雙電源；無源母板；一體化主板 第3章 IO接口和過程通道1、什么是接口、接口技術(shù)和過程通道？答：接口是計算機(jī)和外部設(shè)備交換信息的

3、橋梁，包括輸入和輸出接口；接口技術(shù)是研究計算機(jī)和外部設(shè)備之間如何交換信息的技術(shù)；過程通道指在計算機(jī)和生產(chǎn)過程之間設(shè)置的信息傳送和交換的連接通道。2、模擬輸入通道中信號調(diào)理的作用，為什么需要量程變換，為什么需要I/U變換？答：現(xiàn)場過來的信號經(jīng)過放大、量程自動轉(zhuǎn)換、電流/電壓轉(zhuǎn)換、濾波、線性化、隔離等措施轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能接收的邏輯信號。多參數(shù)信號采集時，各路信號電流信號經(jīng)過長距離傳輸?shù)接嬎銠C(jī)接口電路，經(jīng)過I/U變換成電壓信號才能進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)入計算機(jī)被處理。3、利用8255A、AD574、LF398、CD4051和51單片機(jī)接口，設(shè)計出8路模擬量采集系統(tǒng)，畫出接口電路原理圖，并編寫相應(yīng)的程序。&#

4、160;Org 1000HMOV   DPTR   #2000H(數(shù)據(jù)首地址)MOV   R7    #08H(8個通道)MOV    R0   #7EH（C口地址）MOV    R2   #C0H（通道0開始地址）MAIN：MOV    A    R2MOVX    R0    A

5、60;   (啟動A/D)MOV    R1     #7CH   （A口）LOOP1:MOVX   A    R1ANL      A    #80H    （檢測STS）JNZ      LOOP1MOV    A  

6、0; #10HORL    A    R2MOVX   R0    AMOVX    A    R1ANL     A      #0FHMOVX     DPTR    AINC    DPTRINC   

7、R1MOVX   A   R1MOVX   DPTR   AINC   R2DJNZ    R7    MAINRET4、采樣保持器的作用是什么？是否所有的模擬量輸入通道中都需要采樣保持器？（1）為了保證A/D轉(zhuǎn)換的精度，需要應(yīng)用采樣保持器；（2）同時采樣幾個模擬量，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和測量；（3）減少D/A轉(zhuǎn)換器的輸出毛刺，從而消除輸出電壓的峰值及縮短穩(wěn)定輸出值的建立時間；（4）把一個D/A轉(zhuǎn)換器的輸出分配到幾個輸出點(diǎn)，以保證輸出的穩(wěn)定

8、性。當(dāng)被測信號變化緩慢時，若A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時間足夠短，可以不加采樣保持器。5、分別畫出DA轉(zhuǎn)換器的單極性和雙極性電壓輸出電路，分別推導(dǎo)輸出電壓和輸入數(shù)字量之間的關(guān)系式。 6、什么是串模干擾和共模干擾？如何抑制？    串模干擾指疊加在被測信號上的干擾噪聲。方法：（1）采用硬件濾波器抑制串模干擾是一種常用的方法。（2）對于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的串模干擾，應(yīng)對被測信號盡可能早的進(jìn)行信號放大，以提高電路中的信號噪聲比；或者盡可能早的完成A/D轉(zhuǎn)換再進(jìn)行長線傳輸；或者采用隔離和屏蔽等措施。（3）從選擇元器件入手，利用邏輯器件的特性來抑制串模干擾。（4）利用數(shù)字濾波技術(shù)

9、對進(jìn)入計算機(jī)的串模干擾進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以有效濾去難以抑制的串模干擾。    共模干擾是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。方法：（1）利用雙端輸入的放大器作前置放大器；（2）利用變壓器或光電耦合器把各種模擬負(fù)載和數(shù)字信號隔離，即“模擬地”與“數(shù)字地”斷開，被測信號通過變壓器或光電耦合器獲得通路，而共模干擾不能形成回路而得到抑制；（3）采用雙層屏蔽浮地輸入方式。7、數(shù)字信號通道一般采取哪些抗干擾措施？答：數(shù)字信號負(fù)邏輯傳輸；提高數(shù)字信號的電壓等級；通過光電耦合隔離；提高輸入端的門限電壓。 8、推導(dǎo)下面儀用放大器電路的放大倍數(shù)，并簡述該電路的特點(diǎn)，注意

10、要寫出推導(dǎo)過程。 解：                                                  

11、;                                     則：該電路最大優(yōu)點(diǎn)是輸入阻抗高，共模抑制作用強(qiáng)，增益調(diào)節(jié)方便，并由于結(jié)構(gòu)對稱，失調(diào)電壓和溫度漂移小，在傳感器微弱信號放大系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。第四章 順序控制和數(shù)字控

12、制技術(shù)1、什么是順序控制？順序控制系統(tǒng)有何特點(diǎn)？指以預(yù)先規(guī)定好的時間或條件為依據(jù)，按預(yù)先規(guī)定好的動作次序，對控制過程各階段順序地進(jìn)行自動化。1）順序控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號以開關(guān)量信號為主2）邏輯關(guān)系復(fù)雜 3）控制程序客觀4）可靠性要求高2、什么是逐點(diǎn)比較法？原理：每當(dāng)畫筆或刀具向某一方向移動一步，就進(jìn)行一次偏差計算和偏差判別，也就是到達(dá)新的點(diǎn)位置和理想線型上對應(yīng)點(diǎn)的理想位置坐標(biāo)之間的偏離程度，然后根據(jù)偏差的大小確定下一步的移動方向，使畫筆或刀具始終緊靠理想線型運(yùn)動，起到步步逼近的效果。特點(diǎn)：1）逐點(diǎn)逼近，以直線或折線(階梯狀的)來逼近直線或圓弧等曲線的，它與給定軌跡之間的最大誤差為一個脈沖當(dāng)

13、量；2）只要把運(yùn)動步距取得足夠小，便可精確地跟隨給定軌跡，以達(dá)到精度的要求。 3、假設(shè)給定的加工曲線為第二象限的順時針圓弧AB，該圓弧所屬圓的圓心坐標(biāo)為(-1,2)，如圖所示，試進(jìn)行插補(bǔ)計算（步長為1），完成下面表格。       F0：+x，F(xiàn)=F+2x+3F0：+y，F(xiàn)=F+2y-3序號偏差判別進(jìn)給方向偏差計算終點(diǎn)判別0  F0=0，x= -5，y=2nxy=81F0=0+xF1= F0+2x+3= -7，x= -4，y=2nxy=72F1= -70+yF2= F1+2y-3= -6，x=

14、-4，y=3nxy=63F2= -60+yF3= F2+2y-3= -3，x= -4，y=4nxy=54F3= -30+yF4= F3+2y-3= 2， x= -4，y=5nxy=45F4= 2 0+xF5= F4+2x+3= -3，x= -3，y=5nxy=36F5= -30+yF6= F5+2y-3= 4， x= -3，y=6nxy=27 F6= 4 0+xF7= F6+2x+3= 1，x= -2，y=6nxy=18F7= 1 0+xF8= F7+2x+3= 0，x= -1，y=6nxy=09    10   

15、  3、簡述反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)原理。答：給處于錯齒狀態(tài)的相通電，轉(zhuǎn)子在電磁力作用下，將向磁導(dǎo)率最大的位置轉(zhuǎn)動，趨于對齒狀態(tài)轉(zhuǎn)動。 第五章 數(shù)字控制器1、數(shù)字控制器模擬化設(shè)計方法有哪些步驟？設(shè)計假想的連續(xù)控制器 D(s)選擇采樣周期 T將D(s)離散化為D(z)設(shè)計由計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制方法校驗(yàn)2、寫出數(shù)字PID控制器的位置算式、增量算式，并簡述增量式優(yōu)點(diǎn)。(1) 計算機(jī)輸出增量，所以誤動作影響小，必要時可用邏輯判斷的方法去掉；(2) 在位置型控制算法中，由手動到自動切換時，必須首先使計算機(jī)的輸出值等于閥門的原始開度，即P(k-1)，才能保證手動/自動無擾動切換，這將

16、給程序設(shè)計帶來困難。而增量設(shè)計只與本次的偏差值有關(guān)，與閥門原來的位置無關(guān)，因而增量算法易于實(shí)現(xiàn)手動/自動無擾動切換。在位置控制算式中，不僅需要對E(j)進(jìn)行累加，而且計算機(jī)的任何故障都會引起P(k)大幅度變化，對生產(chǎn)產(chǎn)生不利。 不產(chǎn)生積分失控，所以容易獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。3、采樣周期的選擇需要考慮哪些因素？（1）作用于系統(tǒng)的擾動信號頻率f n。通常f n越高，要求采樣頻率f s也要相應(yīng)提高，即采樣周期(T2f s )縮短。（2）對象的動態(tài)特性。當(dāng)系統(tǒng)中僅是慣性時間常數(shù)起作用時，s10m，m為系統(tǒng)的通頻帶；當(dāng)系統(tǒng)中純滯后時間占有一定份量時，應(yīng)該選擇T/10；當(dāng)系統(tǒng)中純滯后時間占主導(dǎo)作用時，可選擇

17、T。（3）測量控制回路數(shù)。測量控制回路數(shù)N越多，采樣周期T越長。若采樣時間為，則采樣周期TN。（4）與計算字長有關(guān)。計算字越長，計算時間越多，采樣頻率就不能太高。反之，計算字長較短，便可適當(dāng)提高采樣頻率。3、簡述離散化設(shè)計方法的設(shè)計步驟？（1）由H0(s)和G(s)求取廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)HG(z)；（2）根據(jù)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)及實(shí)現(xiàn)的約束條件構(gòu)造閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)Gc(z)；（3）確定數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)；（4）由D(z)確定控制算法并編制程序。第六章 控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)1、何謂系統(tǒng)誤差？如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的全自動校準(zhǔn)？答：系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，經(jīng)過多次測量，誤差的數(shù)值(包

18、括大小符號)保持恒定，或按某種已知的規(guī)律變化的誤差。       2、某電阻爐溫變化范圍為0-1600，經(jīng)溫度變送器輸出電壓為1-5V，再經(jīng)AD574A轉(zhuǎn)換，AD574A輸入電壓范圍為0-5V，當(dāng)采樣值為3D5H時，電阻爐溫是多少？解：   3D5H=981; 。3、數(shù)字濾波和模擬濾波相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？    （1）由于數(shù)字濾波采用程序?qū)崿F(xiàn)，所以無需增加任何硬設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)多個通道共享一個數(shù)      

19、60;  字濾波程序，從而降低了成本。    （2）由于數(shù)字濾波器不需增加硬設(shè)備，所以系統(tǒng)可靠性高、穩(wěn)定性好，各回路間不存在阻抗            匹配問題。    （3）可以對頻率很低(如0.01Hz)的信號實(shí)現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。    （4）可根據(jù)需要選擇不同的濾波方法，或改變?yōu)V波器的參數(shù)。較改變模擬濾波器的硬件電    路或元件參數(shù)靈活、方便。4

20、、如何實(shí)現(xiàn)對輸入數(shù)字量和輸出數(shù)字量的軟件抗干擾？輸入數(shù)字量：（1）干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短，利用這一特點(diǎn)，對于輸入的數(shù)字信號，可以通過          重復(fù)采集的方法，將隨機(jī)干擾引起的虛假輸入狀態(tài)信號濾除掉。（2）若多次數(shù)據(jù)采集后，信號總是變化不定，則停止數(shù)據(jù)采集并報警；或者在一定采集時     間內(nèi)計算出現(xiàn)高電平、低電平的次數(shù)，將出現(xiàn)次數(shù)高的電平做為實(shí)際采集數(shù)據(jù)。對每     次采集的最高次數(shù)限額或連續(xù)采樣次數(shù)可按照實(shí)際情況適

21、當(dāng)調(diào)整。輸出數(shù)字量：（1）當(dāng)系統(tǒng)受到干擾后，往往使可編程的輸出端口狀態(tài)發(fā)生變化，因此可以通過反復(fù)對這       些端口定期重寫控制宇、輸出狀態(tài)字，來維持既定的輸出端口狀態(tài)。（2）重復(fù)周期盡可能短，外部設(shè)備受到一個被干擾的錯誤信息后，還來不及作出有效的反     應(yīng)，一個正確的，輸出信息又來到了，就可及時防止錯誤動作的發(fā)生。（3）對于重要的輸出設(shè)備，最好建立反饋檢測通道，CPU通過檢測輸出信號來確定輸出結(jié)果     的正確性，如果檢測到錯誤及時修正。5、什么是指令冗

22、余，如何實(shí)現(xiàn)。 答：在關(guān)鍵地方人為地插入一些單字節(jié)指令如NOP，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)書寫，稱之為指令冗余。（1）在一些對程序流向起決定作用的指令和某些對工作狀態(tài)起重要作用的指令之前插入兩條NOP指令，以保證跑飛的程序能迅速納入正常軌道。（2）在一些對程序流向起決定作用的指令和某些對工作狀態(tài)起重要作用的指令的后面重復(fù)書寫這些指令，以確保這些指令的正確執(zhí)行。6、什么是軟件陷阱，如何實(shí)現(xiàn)。答：當(dāng)跑飛程序進(jìn)入非程序區(qū)(如EPROM未使用的空間)或表格區(qū)時，可以利用軟件陷阱技術(shù)攔截跑飛程序。    軟件陷阱一般安排在以下五種地方：（1）未使用的中斷向量區(qū)；（2）未使用的大

23、片ROM區(qū)；（3）表格（4）運(yùn)行程序區(qū)（5）中斷服務(wù)程序區(qū)第十章 控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1、工業(yè)局域網(wǎng)常用的傳輸訪問控制方式有哪三種？各自有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：CSMA/CD、令牌環(huán)、令牌總線。CSMA/CD：原理簡單，技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)，無需集中控制、不能提供優(yōu)先級控制，所有節(jié)點(diǎn)有平等競爭的能力，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不重情況下有較高效率，但負(fù)載較大時，分送信息的等待時間加長，效率顯著下降；令牌環(huán)：能提供可調(diào)整的訪問控制方式，有優(yōu)先權(quán)服務(wù)，有較強(qiáng)實(shí)時性，缺點(diǎn)是需要對令牌進(jìn)行維護(hù)，且空閑令牌的丟失將會降低環(huán)路的利用率，控制電路負(fù)載。令牌總線：吞吐能力大，吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率的提高而增加，控制功能不隨電纜線長度的增加而減弱，

24、不需沖突檢測，有一定實(shí)時性。缺點(diǎn)節(jié)點(diǎn)獲得令牌的時間開銷較大，一般一個節(jié)點(diǎn)都需要等待多次無效的令牌傳送后才能獲得令牌。2、什么是現(xiàn)場總線？有哪幾種典型的現(xiàn)場總線？答：現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。典型總線：FF、LONWORKS、PROFIBUS、HART、CAN。3、工業(yè)以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？答：（1）通信實(shí)時性；（2）總線供電；（3）互操作性；（4）網(wǎng)絡(luò)生存性；（5）網(wǎng)絡(luò)安全性；（6）本質(zhì)安全和安全防爆技術(shù)；（7）遠(yuǎn)距離傳輸4、簡述差錯控制技術(shù)中的奇偶校驗(yàn)。答：奇偶校驗(yàn)（Parity Check）是一個字符校驗(yàn)一次，在每個字符的最高位置后附

25、加一個奇偶校驗(yàn)位。通用常一個字符（b0-b7）來表示，其中，位字符碼位，而最高位b7為校驗(yàn)位。這個校驗(yàn)位可為1或0，以便保證整個字節(jié)為1的位數(shù)是奇數(shù)（稱奇校驗(yàn)）或偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。發(fā)送端按照奇或偶校驗(yàn)的原則編碼后，以字節(jié)為單位發(fā)送，接收端按照同樣的原則檢查收到的每個字節(jié)中1的位數(shù)。如果是奇校驗(yàn)，發(fā)送端發(fā)出的每個字節(jié)中1的位數(shù)也為奇數(shù)。若接收端收到的字節(jié)中1的位數(shù)也為奇數(shù)，則傳輸正確；否則傳輸錯。偶校驗(yàn)方法類似。（勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)） 20112012學(xué)年第1學(xué)期考查試卷學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院  班級 _ 姓名 _學(xué)號 _計算機(jī)控制技術(shù)課程試卷A（本卷考試時間 90

26、分鐘）題號一二三四五總得分題分1230262012100得分      一、概念題（本題共6小題，每小題2分，共12分）1、何謂模擬信號? 何謂數(shù)字信號?  2、何謂量程自動轉(zhuǎn)換?   3、何謂采樣和量化?   4、何謂數(shù)字程序控制?   5、何謂指令冗余?  6、何謂現(xiàn)場總線?    二、簡答題（本題共5小題，每小題6分，共30分）1、簡述數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)。 

27、60;       2、何謂串模干擾？抑制串模干擾的常用方法有哪些？          3、何謂系統(tǒng)誤差？如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的全自動校準(zhǔn)？         4、何謂標(biāo)度變換？為什么要進(jìn)行標(biāo)度變換？           5、簡述差錯控

28、制技術(shù)中奇偶校驗(yàn)的基本原理。         三、計算題（第1小題5分，第2小題7分，第3小題14分，共26分）1、利用希爾排序?qū)?shù)據(jù)54  46  77  13  34  23  10  65 進(jìn)行排序（注意：第一次增量為4，第二次增量為2）。（本小題5分）           2、假設(shè)某電阻爐溫度變化范圍為100600，經(jīng)溫

29、度變送器輸出電壓為15V，再經(jīng)8位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，假設(shè)該8位AD輸入電壓范圍為-5+5V（注意該AD輸出的最高位為符號位，1表示負(fù)，0表示正），計算當(dāng)采樣值為6BH時（對應(yīng)十進(jìn)制107），電阻爐溫度是多少？注意應(yīng)寫出計算過程。（本小題7分）           3、假設(shè)給定的加工曲線為第二象限的順時針圓弧AB，該圓弧所屬圓的圓心坐標(biāo)為(-2,1)，如圖所示，試進(jìn)行插補(bǔ)計算（步長為1），完成下面表格。（本小題14分）      

30、;     序號偏差判別進(jìn)給方向偏差計算終點(diǎn)判別0    1    2    3    4    5    6    7    8    9    1

31、0      四、推導(dǎo)題（本題共2小題，每小題10分，共20分）1、下圖是常用的儀用測量放大器電路，試推導(dǎo)其放大倍數(shù)，并簡述該電路的特點(diǎn)，注意要寫出推導(dǎo)過程。           2、下圖為T型電阻DA轉(zhuǎn)換器的原理圖，其中K0 K3為模擬電子開關(guān)，該開關(guān)在運(yùn)算放大器電流求和點(diǎn)和虛地之間進(jìn)行切換，該開關(guān)受相應(yīng)二進(jìn)制碼位（圖中a0,a1,a2,a3）控制，碼位為1開關(guān)接運(yùn)放的虛地，碼位為0時開關(guān)接地。試推導(dǎo)輸出電壓Uo的表達(dá)式，注

32、意應(yīng)寫出推導(dǎo)過程。       五、論述題（共1題，12分）試畫出模擬量輸入通道的組成框圖，并簡述通道中各功能模塊的作用。（勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)）20112012學(xué)年第1學(xué)期考查試卷學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院  班級 _ 姓名 _學(xué)號 _計算機(jī)控制技術(shù)課程試卷A答案（本卷考試時間 90 分鐘）題號一二三四五總得分題分1230262012100得分      一、概念題（本題共6小題，每小題2分，共12分）1、何謂模擬信號? 何謂數(shù)字信號?模擬信號：時間

33、上和幅值上都連續(xù)的信號。數(shù)字信號：時間上離散，幅值也離散的信號。 2、何謂量程自動轉(zhuǎn)換? 根據(jù)需要對所處理的信號利用可編程增益放電器進(jìn)行放大倍數(shù)的自動調(diào)整，以滿足后續(xù)電路和系統(tǒng)的要求。 3、何謂采樣和量化?采樣是用采樣開關(guān)（或采樣單元）將模擬信號按一定時間間隔抽樣成離散模擬信號的過程。采樣信號經(jīng)整量化后成為數(shù)字信號的過程稱為量化。 4、何謂數(shù)字程序控制?根據(jù)數(shù)據(jù)和預(yù)先編制好的程序，控制生產(chǎn)機(jī)械按規(guī)定的工作順序、運(yùn)動軌跡、運(yùn)動距離和運(yùn)動速度等規(guī)律自動地完成工作的自動控制。 5、何謂指令冗余?在關(guān)鍵地方人為地插入一些單字節(jié)指令如NOP，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)

34、書寫，以保證跑飛的程序能迅速納入正常軌道。 6、何謂現(xiàn)場總線?現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。它的關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的全數(shù)字通信。  二、簡答題（本題共5小題，每小題6分，共30分）1、簡述數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)。(1）由于數(shù)字濾波采用程序?qū)崿F(xiàn)，所以無需增加任何硬設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)多個通道共享一個數(shù)字濾波程序，從而降低了成本。（2）由于數(shù)字濾波器不需增加硬設(shè)備，所以系統(tǒng)可靠性高、穩(wěn)定性好，各回路間不存在阻抗匹配問題。（3）可以對頻率很低(如0.01Hz)的信號實(shí)現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷。（4）可根據(jù)需要

35、選擇不同的濾波方法，或改變?yōu)V波器的參數(shù)。較改變模擬濾波器的硬件電路或元件參數(shù)靈活、方便。 2、何謂串模干擾？抑制串模干擾的常用方法有哪些？答：串模干擾指疊加在被測信號上的干擾噪聲。抑制方法：（1）采用硬件濾波器抑制串模干擾是一種常用的方法。（2）對于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的串模干擾，應(yīng)對被測信號盡可能早的進(jìn)行信號放大，以提高電路中的信號噪聲比；或者盡可能早的完成A/D轉(zhuǎn)換再進(jìn)行長線傳輸；或者采用隔離和屏蔽等措施。（3）從選擇元器件入手，利用邏輯器件的特性來抑制串模干擾。（4）利用數(shù)字濾波技術(shù)對已進(jìn)入計算機(jī)的串模干擾進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以有效地濾去難以抑制的串模干擾。  3、何謂

36、系統(tǒng)誤差？如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的全自動校準(zhǔn)？答：系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，經(jīng)過多次測量，誤差的數(shù)值(包括大小符號)保持恒定，或按某種已知的規(guī)律變化的誤差。         4、何謂標(biāo)度變換？為什么要進(jìn)行標(biāo)度變換？答：將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與實(shí)際被測量相同量綱的過程稱為標(biāo)度變換在測量過程中，所有這些參數(shù)經(jīng)傳感器或變送器檢測，再利用相應(yīng)的信號調(diào)理電路，將非電量轉(zhuǎn)換成電量，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成A/D轉(zhuǎn)換器所能接收的統(tǒng)一電壓信號，又由A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送到計算機(jī)進(jìn)行顯示、打印等相關(guān)操作。而A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)值

37、量并不一定等于原來帶有量綱的參數(shù)值，它僅僅與被測參數(shù)有一定的函數(shù)關(guān)系，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)換就是標(biāo)度變換。 5、簡述差錯控制技術(shù)中奇偶校驗(yàn)的基本原理。答：奇偶校驗(yàn)是一個字符校驗(yàn)一次，在每個字符的最高位置后附加一個奇偶校驗(yàn)位。通常用一個字符（b0b7）來表示，其中，b0b6字符碼位，而最高位b7為校驗(yàn)位。這個校驗(yàn)位可為1或0，以便保證整個字節(jié)為1的位數(shù)是奇數(shù)（稱奇校驗(yàn)）或偶數(shù)（稱偶校驗(yàn)）。發(fā)送端按照奇或偶校驗(yàn)原則編碼后，以字節(jié)為單位發(fā)送，接收端按照同樣的原則檢查收到的每個字節(jié)中1的位數(shù)。如果為奇校驗(yàn)，發(fā)送端發(fā)出的每個字節(jié)中1的位數(shù)也為奇數(shù)。若

38、接收端收到的字節(jié)中1的位數(shù)也為奇數(shù)，則傳輸正確；否則傳輸錯。偶校驗(yàn)方法類似。  三、計算題（第1小題5分，第2小題7分，第3小題14分，共26分）1、利用希爾排序?qū)?shù)據(jù)54  46  77  13  34  23  10  65 進(jìn)行排序（注意：第一次增量為4，第二次增量為2）。（本小題5分）。解：    2、假設(shè)某電阻爐溫度變化范圍為100600，經(jīng)溫度變送器輸出電壓為15V，再經(jīng)8位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，假設(shè)該8位AD輸入電壓范圍為-5+5V（注意該AD輸出的最高位為符號位，

39、1表示負(fù)，0表示正），計算當(dāng)采樣值為6BH時（對應(yīng)十進(jìn)制107），電阻爐溫度是多少？注意應(yīng)寫出計算過程。 解：      3、假設(shè)給定的加工曲線為第二象限的順時針圓弧AB，該圓弧所屬圓的圓心坐標(biāo)為(-2,1)，如圖所示，試進(jìn)行插補(bǔ)計算（步長為1），完成下面表格。（本小題14分）   F0：+x，F(xiàn)=F+2x+5F0：+y，F(xiàn)=F+2y-1    序號偏差判別進(jìn)給方向偏差計算終點(diǎn)判別0  F0=0，x= -6，y=1nxy=81F0=0+

40、xF1= F0+2x+5= -7，x= -5，y=1nxy=72F1= -70+yF2= F1+2y-1= -6，x= -5，y=2nxy=63F2= -60+yF3= F2+2y-1= -3，x= -5，y=3nxy=54F3= -30+yF4= F3+2y-1= 2， x= -5，y=4nxy=45F4= 2 0+xF5= F4+2x+5= -3，x= -4，y=4nxy=36F5= -30+yF6= F5+2y-1= 4， x= -4，y=5nxy=27 F6= 4 0+xF7= F6+2x+5= 1，x= -3，y=5nxy=18F7= 1 0+xF8= F7+2x+5= 0

41、，x= -2，y=5nxy=09    10       四、推導(dǎo)題（本題共2小題，每小題10分，共20分）1、下圖是常用的儀用測量放大器電路，試推導(dǎo)其放大倍數(shù)，并簡述該電路的特點(diǎn)，注意要寫出推導(dǎo)過程。  解：                      

42、60;                                                    

43、            則： 該電路最大優(yōu)點(diǎn)是輸入阻抗高，共模抑制能力強(qiáng)，增益調(diào)節(jié)方便，并由于結(jié)構(gòu)對稱，失調(diào)電壓和溫度漂移小，在傳感器微弱信號放大系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。  2、下圖為T型電阻DA轉(zhuǎn)換器的原理圖，其中K0 K3為模擬電子開關(guān)，該開關(guān)在運(yùn)算放大器電流求和點(diǎn)和虛地之間進(jìn)行切換，該開關(guān)受相應(yīng)二進(jìn)制碼位（圖中a0,a1,a2,a3）控制，碼位為1開關(guān)接運(yùn)放的虛地，碼位為0時開關(guān)接地。試推導(dǎo)輸出電壓Uo的表達(dá)式，注意應(yīng)寫出推導(dǎo)過程。 

44、解：   五、論述題（共1題，12分）試畫出模擬量輸入通道的組成框圖，并簡述通道中各功能模塊的作用。     1、信號調(diào)理部分依據(jù)檢測信號及受干擾情況的不同而不同。通常包括信號的放大、量程自動轉(zhuǎn)換、電流/電壓轉(zhuǎn)換、濾波、線性化、隔離等。2、多路轉(zhuǎn)換器就是用來進(jìn)行模擬電壓信號切換的關(guān)鍵元件。3、采樣保持器的主要作用：(1)當(dāng)某一通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，由于A/D 轉(zhuǎn)換需要一定的時間，如果輸入信號變化較快，就會引起較大的轉(zhuǎn)換誤差。為了保證A/D轉(zhuǎn)換的精度，需要應(yīng)用采樣保持器。(2)同時采樣幾個模擬量，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和測

45、量；(3)減少D/A轉(zhuǎn)換器的輸出毛刺，從而消除輸出電壓的峰值及縮短穩(wěn)定輸出值的建立時間。4、A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件或裝置，是模擬輸入通道的核心部件。   （勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)）20112012學(xué)年第1學(xué)期考查試卷學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院  班級 _ 姓名 _學(xué)號 _計算機(jī)控制技術(shù)課程試卷B（本卷考試時間 90 分鐘）題號一二三四五總得分題分1230262012100得分      一、概念題（本題共6小題，每小題2分，共12分）1.  

46、60;   何謂系統(tǒng)誤差。   2.      何謂軟件陷阱？   3寫出4種常見的現(xiàn)場總線名稱   4寫出電子設(shè)備中“地”的兩種含義   5、何謂軟件抗干擾技術(shù)?    6、何謂順序控制?   二、簡答題（本題共5小題，每小題6分，共30分）1、為什么在模擬采樣通道中一般都設(shè)置了采樣保持器？在什么情況下也可以不設(shè)置采樣保持器？ 

47、;     2、寫出增量型PID表達(dá)式，并簡述其注意優(yōu)點(diǎn)。      3、何謂共模干擾？抑制共模干擾的常用方法有哪些？      4、工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)及在工業(yè)現(xiàn)場推廣工業(yè)以太網(wǎng)有什么好處？     5、簡述滑動平均值濾波的基本原理和主要特點(diǎn)。       三、計算題（第1小題5分，第2小題7分，第3小題14分

48、，共26分）1、利用快速排序?qū)?shù)據(jù)54  46  77  13  35  23  10  65進(jìn)行排序（分割點(diǎn)選為35）。（本小題5分）                2、假設(shè)某電阻爐溫度變化范圍為1001200，經(jīng)溫度變送器輸出電壓為15V，再經(jīng)12位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，假設(shè)該12位AD輸入電壓范圍為0+10V，計算當(dāng)采樣值為6C3H時（對應(yīng)十進(jìn)制1731），電阻爐溫

49、度是多少？注意應(yīng)寫出計算過程。（本小題7分）             3、假設(shè)給定的加工曲線為第四象限的順時針圓弧AB，該圓弧所屬圓的圓心坐標(biāo)為(2,-1)，如圖所示，試進(jìn)行插補(bǔ)計算（步長為1），完成下面表格。（本小題14分）           序號偏差判別進(jìn)給方向偏差計算終點(diǎn)判別0    1  

50、  2    3    4    5    6    7    8    9    10       四、推導(dǎo)題（本題共2小題，每小題10分，共20分）1、下圖是常用的儀用測量放大器電路，試

51、推導(dǎo)其放大倍數(shù)，并簡述該電路的特點(diǎn)，注意要寫出推導(dǎo)過程。           2、下圖為D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)單極性、雙極性輸出電路，試推導(dǎo)出單極性、雙極性輸出時的計算公式，同時根據(jù)計算公式，以8位D/A轉(zhuǎn)換器為例，說明輸入端D=0、80H、FFH時輸出端的值。                五、論述題（共1題，12分）A/D轉(zhuǎn)換器的

52、接口設(shè)計包含硬件設(shè)計及軟件設(shè)計。一次A/D轉(zhuǎn)換過程中硬件及軟件設(shè)計均包括啟動轉(zhuǎn)換以及根據(jù)數(shù)據(jù)輸出格式讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。論述在硬件及軟件設(shè)計中，如何啟動A/D轉(zhuǎn)換、如何讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 （勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)）20112012學(xué)年第1學(xué)期考查試卷學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院  班級 _ 姓名 _學(xué)號 _計算機(jī)控制技術(shù)課程試卷B答案（本卷考試時間 90 分鐘）題號一二三四五總得分題分1230262012100得分      一、概念題（本題共6小題，每小題2分，共12分）1.    

53、  何謂系統(tǒng)誤差。    系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，經(jīng)過多次測量，誤差的數(shù)值(包括大小符號)保持恒定，或按某種已知的規(guī)律變化的誤差。 2.      何謂軟件陷阱？    用一條引導(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。 3寫出4種常見的現(xiàn)場總線名稱FF   基金會現(xiàn)場總線；LONWORKS  局部操作網(wǎng)；PROFIBUS  過程現(xiàn)場總線 CAN  控制器局域網(wǎng)

54、；HART  可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路 （注：任意四種，中英文均可） 4寫出電子設(shè)備中“地”的兩種含義    一種是“大地（安全地）”；另一種是“信號基準(zhǔn)地（信號地）”。 5、何謂軟件抗干擾技術(shù)?軟件抗干擾技術(shù)是當(dāng)系統(tǒng)受干擾后使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行或輸入信號受干擾后去偽求真的一種輔助方法。 6、何謂順序控制?指以預(yù)先規(guī)定好的時間或條件為依據(jù)，按預(yù)先規(guī)定好的動作次序，對控制過程各階段順序地進(jìn)行自動化控制。 二、簡答題（本題共5小題，每小題6分，共30分）1、為什么在模擬采樣通道中一般都設(shè)置了采樣保持器？在什么情況下也可以

55、不設(shè)置采樣保持器？答：（1）為了保證A/D轉(zhuǎn)換的精度，需要應(yīng)用采樣保持器。       （2）同時采樣幾個模擬量，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和測量；       （3）減少D/A轉(zhuǎn)換器的輸出毛刺，從而消除輸出電壓的峰值及縮短穩(wěn)定輸出值的建立                時間；       （4）把

56、一個D/A轉(zhuǎn)換器的輸出分配到幾個輸出點(diǎn)，以保證輸出的穩(wěn)定性。    當(dāng)被測信號變化緩慢時，若A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時間足夠短，可以不加采樣保持器。 2、寫出增量型PID表達(dá)式，并簡述其注意優(yōu)點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)：(1) 計算機(jī)輸出增量，所以誤動作影響小，必要時可用邏輯判斷的方法去掉；        (2) 在位置型控制算法中，由手動到自動切換時，必須首先使計算機(jī)的輸出值等于閥門的原始開度，即P(k-1)，才能保證手動/自動無擾動      

57、     切換，這將給程序設(shè)計帶來困難。而增量設(shè)計只與本次的偏差值有關(guān)，與閥門原來的位置無關(guān)，因而增量算法易于實(shí)現(xiàn)手動/自動無擾           動切換。在位置控制算式中，不僅需要對E(j)進(jìn)行累加，而且計算機(jī)的任何故障都會引起P(k)大幅度變化，對生產(chǎn)產(chǎn)生不利。       （3）不產(chǎn)生積分失控，所以容易獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。 3、何謂共模干擾？抑制共模干擾的常用方法有哪些？答：共模

58、干擾是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。方法：(1)利用雙端輸入的放大器作前置放大器，(2)利用變壓器或光電耦合器把各種模擬負(fù)載和數(shù)字信號隔離，即“模擬地”與“數(shù)字地”斷開，被測信號通過變壓器或光電耦合器獲得通路，而共模干擾不能形成回路而得到抑制，(3)采用雙層屏蔽浮地輸入方式。 4、工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)及在工業(yè)現(xiàn)場推廣工業(yè)以太網(wǎng)有什么好處？答：以太網(wǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn): 應(yīng)用廣泛； 成本低廉； 通信速率高； 軟硬件資源豐富； 可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ螅?易于與Internet 連接,能     實(shí)現(xiàn)辦公自動化網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的信息無縫集成。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)采用以太

59、網(wǎng),就可以避免其發(fā)展游離于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展主流之外,從而使工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互相促進(jìn),共同發(fā)展,并保證技術(shù)上的可持續(xù)發(fā)展,在技術(shù)升級方面無需單獨(dú)的研究投入。 5、簡述滑動平均值濾波的基本原理和主要特點(diǎn)。答：1）首先采樣N個數(shù)據(jù)放在內(nèi)存的連續(xù)單元中組成采樣隊列，計算其算術(shù)平均值或加權(quán)       算術(shù)平均值做為第1次采樣值；2）接下來將采集隊列向隊首移動，將最早采集的那個數(shù)據(jù)丟掉，新采樣的數(shù)據(jù)放在隊       尾，而后計算包括新采樣數(shù)據(jù)在內(nèi)的N個數(shù)據(jù)的算

60、術(shù)平均值或加權(quán)平均值。3）這樣，每進(jìn)行一次采樣，就可計算出一個新的平均值，從而大大加快了數(shù)據(jù)處理的       速度。特點(diǎn)：     每采樣一次，移動一次數(shù)據(jù)塊，然后求出新一組數(shù)據(jù)之和，再求平均值。三、計算題（第1小題5分，第2小題7分，第3小題14分，共26分）1、利用快速排序?qū)?shù)據(jù)54  46  77  13  35  23  10  65進(jìn)行排序（分割點(diǎn)選為35）。（本小題5分）。解：取分割點(diǎn)數(shù)據(jù)35，排序如下圖。  2、假設(shè)某電阻爐溫度變化范圍為1001200，經(jīng)溫度變送器輸出電壓為15V，再經(jīng)12位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，假設(shè)該12位AD輸入電壓范圍為0+10V，計算當(dāng)采樣值為6C3H時（對應(yīng)十進(jìn)制1731），電阻爐溫度是多少？注意應(yīng)寫出計算過程。（本小題7分） 解： 。&#