東莞東城新興門診部概述《計算機(jī)控制技術(shù)》習(xí)題參考答案(完整版).

1、1東莞東城新興門診部概述計算機(jī)控制技術(shù)習(xí)題參考答案第1章1填空題(1) 閉環(huán)控制系統(tǒng)，開環(huán)控制系統(tǒng)(2) 實(shí)時數(shù)據(jù)采集，實(shí)時決策控制，實(shí)時控制輸出(3) 計算機(jī)，生產(chǎn)過程(4) 模擬量輸入通道，數(shù)字量輸入通道，模擬量輸出通道，數(shù)字量輸出通道(5) 系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件2 選擇題(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3 簡答題(1) 將閉環(huán)自動控制系統(tǒng)中的模擬控制器和和比較環(huán)節(jié)用計算機(jī)來代替，再加上A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等器件，就構(gòu)成了計算機(jī)控制系統(tǒng)，其基本框圖如圖所示。I計算機(jī)計算機(jī)控制系統(tǒng)由計算機(jī)(通常稱為工業(yè)控制機(jī))和生產(chǎn)過程兩大部分組成。工業(yè)控制 機(jī)是指按生產(chǎn)過程控

2、制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計的計算機(jī)， 它包括硬件和軟件兩部分。 生產(chǎn)過程 包括被控對象、測量變送、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣開關(guān)等裝置。(2)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)：其優(yōu)點(diǎn)是控制過程簡單，且安全可靠。適用于控制規(guī)律不是很清楚的系統(tǒng)，或用于試驗(yàn)新的數(shù)學(xué)模型和調(diào)試新的控制程序等。其缺點(diǎn)是它是開環(huán)控制結(jié)構(gòu)，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分發(fā)揮計算機(jī)的作用。直接數(shù)字控制系統(tǒng)：設(shè)計靈活方便，經(jīng)濟(jì)可靠。能有效地實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制，如串級控制、自適應(yīng)控制等。監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)： 它不僅可以進(jìn)行給定值的控制，還可以進(jìn)行順序控制、 最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等。其中 SCC+模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)，特別適合老企業(yè)的技術(shù)

3、改造，既用上了 原有的模擬調(diào)節(jié)器，又可以實(shí)現(xiàn)最佳給定值控制。SCC+DDC的控制系統(tǒng)，更接近于生產(chǎn)實(shí)際，系統(tǒng)簡單，使用靈活，但是其缺點(diǎn)是數(shù)學(xué)模型的建立比較困難。集散控制系統(tǒng)：又稱分布式控制系統(tǒng)，具有通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài)靈活，控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便，顯示操作集中，調(diào)試方便，運(yùn)行安全可靠，提高生產(chǎn)自動化水平和管理水平， 提高勞動生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)比較復(fù)雜。計算機(jī)集成制造系統(tǒng)：既能完成直接面向過程的控制和優(yōu)化任務(wù)，還能完成整個生產(chǎn)過程的綜合管理、指揮調(diào)度和經(jīng)營管理的任務(wù)。但是計算機(jī)集成制造系統(tǒng)所要解決的不僅是局 部最優(yōu)問題，而是一個工廠、一個企業(yè)乃至一個區(qū)域的總目標(biāo)或總?cè)蝿?wù)的全局多目標(biāo)最優(yōu)，

4、即企業(yè)綜合自動化問題?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)：成本低、可靠性高，而且在同一的國際標(biāo)準(zhǔn)下可以實(shí)現(xiàn)真正的開放 式互聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。嵌入式控制系統(tǒng)：嵌入式控制系統(tǒng)是面向特定應(yīng)用而設(shè)計的、對功能、可靠性、成本、 體積、功耗等進(jìn)行嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)控制系統(tǒng)，具有軟件代碼小，高度自動化，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，制作成本高，但系統(tǒng)開發(fā)投入低，應(yīng)用靈活。(3) 操作臺是一個實(shí)時的人機(jī)對話的聯(lián)系紐帶。通過它人們可以向計算機(jī)輸入程序，修改內(nèi)存的數(shù)據(jù)，顯示被測參數(shù)以及發(fā)出各種操作命令等。它主要包括以下4個部分：作用開關(guān)、一組功能鍵、屏幕或顯示器、一組數(shù)字鍵。(4) 可靠性高和可維修性好、控制的實(shí)時性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、輸入和輸出通

5、道配套好、 系統(tǒng)的擴(kuò)充性好、控制軟件包功能強(qiáng)、系統(tǒng)通信功能強(qiáng)(5) 具有實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化、開放性、智能化、互操作性、風(fēng)險分散性、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。(6) 嵌入式控制系統(tǒng)具有以下幾個特點(diǎn)： 嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)以及電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。 嵌入式系統(tǒng)通常是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向特定應(yīng)用的。 嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，其升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行的。 為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單 片機(jī)中，而不是存貯于磁盤等載體中。 嵌入式系統(tǒng)本身并不具備在其上進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)的能力。在設(shè)計完成以后，用戶如果需要修改其中

6、的程序功能，也必須借助于一套開發(fā)工具和環(huán)境。 要求嵌入式系統(tǒng)所支持的開發(fā)工具易學(xué)、易用、可靠、高效。第2章1填空題(1) s -2 max(2) 信號調(diào)理電路，多路開關(guān)，前置放大器，采樣保持器，A / D轉(zhuǎn)換器(3) 用來切換模擬電壓信號的關(guān)鍵元件(4) 脈沖啟動，電平控制(5) 中斷，查詢，延時(6) 查詢，延時，中斷(7) 雙緩沖，單緩沖，直通，單極性，雙極性2 選擇題(1) A (2) C (3) B (4) D (5) A (6) C (7) B (8) D3 簡答題(1) 在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，常用的信號有3種類型，即模擬信號、離散模擬信號和數(shù)字信號。(2) 如果連續(xù)信號X(t)具有有

7、限頻譜，其最高頻率為max，則對X(t)進(jìn)行周期采樣且采樣角頻率.3 -2 .max時，連續(xù)信號X(t)可以由采樣信號x*(t)惟一確定，亦即可以從 x*(t)不 失真地恢復(fù)x(t)。(3) 不是。如果輸入信號變化很慢(如溫度信號)或者A/D轉(zhuǎn)換時間較快，使得在 A/D轉(zhuǎn)換期間輸入信號變化很小，在允許的A/D轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，不必再選用采樣 /保持器。(4) 信號調(diào)理電路是把傳感器輸出的信號或變送器輸出的信號中，較小的電壓信號經(jīng)過模擬量輸入通道中的放大器放大后， 變換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號 (如05V, 15V, 010V , -5+5V 等)，再經(jīng)濾波后才能送入 A/D轉(zhuǎn)換器。而對于電流信號應(yīng)該通過N (

8、電流/電壓)變換電路，將電流信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，再經(jīng)濾波后送入A/D轉(zhuǎn)換器。當(dāng)有多個輸入信號需要檢測時，利用多路開關(guān)可將各個輸入信號依次地或隨機(jī)地連接 到公用放大器或A/ D轉(zhuǎn)換器上，實(shí)現(xiàn)對各個輸入通道的分時控制。多路開關(guān)是用來切換模擬電壓信號的關(guān)鍵元件。前置放大器的任務(wù)是將模擬小信號放大到A/D轉(zhuǎn)換器的量程范圍內(nèi)(如 05V )。A/D轉(zhuǎn)換器需要一定的時間才能完成一次 A/D轉(zhuǎn)換，因此在進(jìn)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，就需要在A/D轉(zhuǎn)換器之前加入采樣/保持器 S/H。A/D轉(zhuǎn)換器的作用就是把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以便于計算機(jī)進(jìn)行處理。(5) 模擬量輸

9、入通道，數(shù)字量輸入通道，模擬量輸出通道，數(shù)字量輸出通道。(6) 當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時，A/ D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部的轉(zhuǎn)換結(jié)束觸發(fā)器置位，并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo) 志電平，以通知主機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量。根據(jù)該信號在I/O控制中的連接方式，A/D轉(zhuǎn)換器有查詢、延時和中斷控制方式。采用查詢方式時，轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳通常連接到數(shù)據(jù)線或I/O 口線上。這種方法程序設(shè)計比較簡單，且可靠性高，但實(shí)時性差。但由于大多數(shù)控制系統(tǒng)對于這點(diǎn)時間都是允許的，所以，這種方法用得最多。采用延時方式時，轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳懸空。在這種方式中，為了確保轉(zhuǎn)換完成，必須把時 間適當(dāng)延長，因此，其速度比查詢方式還慢，故應(yīng)用較少。采用中斷方式時，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號通常與計

10、算機(jī)的外部中斷引腳連接(如80C51的 顧 或INT?)。在中斷方式中，CPU與A/D轉(zhuǎn)換器是并行工作的，因此，其工作效率高。在多回 路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中一般采用中斷方式。(7) 數(shù)字量輸入通道中常用的信號調(diào)理電路有：在小功率輸入調(diào)理電路如采用RC濾波電路消除開關(guān)抖動的方法。采用RS觸發(fā)器消除開關(guān)兩次反跳的方法。大功率調(diào)理電路如高壓與低壓之間，用光電耦合器進(jìn)行隔離。交流輸入信號檢測電路如電感、壓敏電阻和光耦合器配合使用的電路。(8) 在數(shù)字量輸出通道中的驅(qū)動電路，對于低電壓情況下開關(guān)量控制輸出，可采用晶體管、0C門或運(yùn)放等方式輸出。在驅(qū)動大型設(shè)備時，往往利用繼電器作為控制系統(tǒng)輸出到輸 出驅(qū)動級之間

11、的第一級執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過第一級繼電器輸出，可以完成從低壓直流到高壓交流的過渡。固態(tài)繼電器是計算機(jī)測控系統(tǒng)中作為輸出通道的控制元件的新型的電子繼電器。4 設(shè)計題(1)產(chǎn)生三角波的程序MOV A, #00HDA1 :MOVDPTR , #0DFFFHMOVXDPTR , ADA2 :INCAJNZDA1DECADA3 :DECAMOVDPTR , #0DFFFHMOVXDPTR , AJNZDA3AJMPDA2DA0：MOVDPTR ， #0FF7FHMOVA，#80HMOVXDPTR ， AMOVR0，#26HMOVDPTR ， #0FF7CHMOVA，R0；(38)D=(26) H產(chǎn)生梯形波DA

12、0 ：MOVA ， #00HDA1 ：MOVDPTR ，#FF7CHMOVXDPTR ， AINCAJNZDA1DECAACALL DL6msDA2 ：MOVDPTR ，#FF7CHMOVXDPTR ， ADECAJNZDA2MOVDPTR ，#FF7CHMOVXDPTR ， AACALL DL6msAJMPDA0DL6ms ：MOVR1， #0CHDL1MOVR2，#0FFHDL2DJNZR2， DL2DJNZR1，DL1RET(2)1) 采用直通工作方式2)單極性輸出方式3)MOVDPTR ，#0FF7FHMOVA，#80HMOVXDPTR ， ADA0 ：MOVA，#0FFHDA1 ：M

13、OVDPTR ，#0FF7CHMOVXDPTR ， ADECAJNZDA1MOVXDPTR ， AAJMPDA0(3) 計算如下： U=10/256=0.039V/ 步下限對應(yīng)的數(shù)值：1.5V/ U=38.4 步 ，取 38 步上限對應(yīng)的數(shù)值：8.5V/ U=217.9 步，取 218 步程序清單如下：MOVXDPTR，ADA1 :INCR0MOVDPTR，#0FF7CHMOVA，ROMOVXDPTR，ACJNER0，#0DAH，DA1； (218) D=(0DA) HAJMPDA0RET1）控制口地址為 FF7FH , C 口地址為 FF7EH, B 口地址為 FF7DH , A 口地址為

14、FF7CH2)米用查詢方式3)MOVDPTR， #0FF7FH；8255A初始化MOVA， #83HMOVXDPTR，AMOVR0， #60HAD0 :MOVDPTR，#0FF7EH;選擇IN0，且啟動轉(zhuǎn)換MOVA， #80HMOVXDPTR，AAD1 :MOVXA，DPTR;從C 口讀取數(shù)據(jù)ANLA， #04H;屏蔽 PC73，PC10 位JNZAD1；A=0說明PC2=0，開始轉(zhuǎn)換AD2 :MOVXA，DPTR；A=1，再讀C 口數(shù)據(jù)ANLA， #04HJZAD2；若A=1表示轉(zhuǎn)換結(jié)束MOVDPTR，#0FF7DH;讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果MOVXA，DPTRMOVR0，ARET4) 05V5)

15、CBA=111ORG0000HLJMPINTADCORG0003HLJMPADINT0ORG0300HMOVDPTR，#0FF7FHMOVA，#83HMOVXDPTR，AMOVR0， #60HSETBIT0INTADC :SETB EA將ADC0809的EOC引腳通過反相器連接到 80C51的INT。，并設(shè)置為邊沿觸發(fā)；8255A初始化；設(shè)置存儲單元；選擇INT為邊沿觸發(fā)方式;開中斷INToAD0 :SETBMOVMOVMOVXEX0DPTR , #0FF7EHA, #80H DPTR , A;選擇IN0，且啟動轉(zhuǎn)換ADINT0 :MOVDPTR , #0FF7DH;讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果MOVXA

16、, DPTRMOVR0, AMOVDPTR , #0FF7EH;再次選擇IN0，且啟動轉(zhuǎn)換MOVA, #80HMOVXDPTR , ARETIMOVP1,#0FFH;P1為準(zhǔn)輸入口LOOP :MOVA,P1;讀入開關(guān)狀態(tài)MOVDPTR , #7FFFH;輸出燈亮的模型MOVXDPTR , A第3章1填空題(1) 1(2) 中間值(3) 軟件報警，直接報警(4) 掃描法，線反轉(zhuǎn)法(5) 編程掃描，定時掃描，中斷掃描(6) 靜態(tài)顯示，動態(tài)顯示(7) 靜態(tài)，時分割2 選擇題(1) B (2) B (3) C (4) C (5) B (6) B (7) D (8) D (9) B3 簡答題(1) 常用

17、的數(shù)字濾波方法有程序判斷濾波、算術(shù)平均值濾波、加權(quán)平均值濾波、中值濾 波、去極值平均濾波、滑動平均濾波、低通數(shù)字濾波。程序判斷濾波適合于對隨機(jī)干擾進(jìn)行濾波，算術(shù)平均值濾波、加權(quán)平均值濾波、去極值平均濾波、滑動平均濾波主要適合于對壓力、流量等周期脈動的干擾進(jìn)行濾波，中值濾波對應(yīng)去掉由于偶然因素引起的波動或采樣器不穩(wěn)當(dāng)而造成的誤差所引起的脈動干擾比較有效， 低通數(shù)字濾波適用于對高頻和低頻的干擾信號進(jìn)行濾波。(2) 在程序判斷濾波方法中，厶丫通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到，必要時，可由實(shí)驗(yàn)得出。其值不是越大越好。(3) 傳感器或變送器檢測的參數(shù)都需要換成A/D轉(zhuǎn)換器所能接收的 05V統(tǒng)一電壓信號，又由A/D轉(zhuǎn)

18、換成00FFH (8位)的數(shù)字量。為進(jìn)一步顯示、記錄、打印以及報警等， 必須把這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換成不同的單位，以便操作人員對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視和管理，必須進(jìn)行標(biāo)度變換。(4) 報警程序的設(shè)計方法主要有兩種。一種是軟件報警。這種方法的基本作法是把被測 參數(shù)如溫度、壓力、流量、速度、成分等參數(shù)，經(jīng)傳感器、變送器、AD 轉(zhuǎn)換送入計算機(jī)后，再與規(guī)定的上、 下限值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行報警或處理，整個過程都由軟件 實(shí)現(xiàn)。 另一種是直接報警。 基本作法是被測參數(shù)與給定值的比較在傳感器中進(jìn)行， 如果被測 參數(shù)超過給定值， 就會通過硬件向 CPU 提出中斷請求， CPU 響應(yīng)中斷后， 會產(chǎn)生報警信號。(5)

19、鍵盤實(shí)際上是一組按鍵開關(guān)的集合，其中一個按鍵就是一個開關(guān)量輸入裝置。由于 機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個按鍵開關(guān)在閉合或斷開時不會馬上穩(wěn)定下來，會有瞬間的抖動， 抖動時間的長短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為510ms。為了能使鍵盤給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和命令，必須設(shè)法消除抖動。消除按鍵抖動的措施有兩種： 硬件方法和軟件方法。 硬件方法可以采用 RC 濾波消抖電 路或 RS 雙穩(wěn)態(tài)消抖電路。軟件方法是在第一次檢測到有按鍵閉合時，首先執(zhí)行一段延時 10ms的子程序，然后再確認(rèn)該按鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如果保持閉合狀態(tài)電平 則確認(rèn)為真正有按鍵按下，從而消除了抖動的影響。(6) LED 顯示器有靜態(tài)顯示

20、和動態(tài)顯示兩種顯示方式。 所謂靜態(tài)顯示方式，是由單片機(jī)一次輸出顯示后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次送新的顯示字型碼為止。 LED 工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極(或共陽極)連接在一 起并接地(或接+5V)；每位的段選線分別與一個8位的鎖存輸出相連。靜態(tài)顯示方式中，由于顯示器中的各位相互獨(dú)立， 故在同一時間里， 每一位顯示的字符可以各不相同。 這種顯 示方式的優(yōu)點(diǎn)是顯示器的亮度都較高，占用機(jī)時少，顯示可靠，編程容易，管理也簡單，因 而在工業(yè)過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。 這種顯示方式的缺點(diǎn)是使用元件多， 且線路比較復(fù) 雜，因而成本比較高。所謂動態(tài)顯示， 就是單片機(jī)定時地對顯示器件掃描， 在這種

21、方法中， 顯示器件分時工作， 每次只能有一個器件顯示， 而其他各位熄滅， 但由于人眼有視覺暫留現(xiàn)象， 只要每位顯示間 隔足夠短，則可造成多位同時亮的假象，達(dá)到顯示的目的。動態(tài)顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少， 因而價格低。 但它占用機(jī)時長， 只要單片機(jī)不執(zhí)行 顯示程序， 就立刻停止顯示。由此可見， 這種顯示方式將使計算機(jī)的開銷增大。故在以工程 控制為主的控制系統(tǒng)中應(yīng)用較少。(7) LED 數(shù)碼顯示器是由發(fā)光二極管組成的，根據(jù)其內(nèi)部發(fā)光二極管的連接方法不同， 分為共陽極和共陰極兩種。共陰極 LED 數(shù)碼顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常 此公共陰極接地， 當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時， 發(fā)光

22、二極管點(diǎn)亮， 相應(yīng)的段被顯示。 同樣， 共陽極 LED 數(shù)碼顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起， 通常此公共陽極接正電壓。 當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。LCD 是一種借助外界光線照射液晶材料而實(shí)現(xiàn)顯示的被動顯示器件。液晶顯示器是在 平整度很好的玻璃面上噴上二氧化錫透明導(dǎo)電層形成電極，在上、下導(dǎo)電層之間注入液晶材料密封而成的。 若在液晶屏正面電極的某點(diǎn)和背電極間加上適當(dāng)大小的電壓，則該點(diǎn)所夾持的液晶便產(chǎn)生“散射效應(yīng)” ，并顯示出點(diǎn)陣。根據(jù)需要，可將電極做成各種文字、數(shù)字或點(diǎn) 陣，就可以獲得所需的各種顯示。LCD 顯示器不能采用直流驅(qū)動，否則，會使液晶產(chǎn)生電

23、解和電極老化，從而大大降低 液晶顯示器的使用壽命。4設(shè)計題 解：電路原理圖如下圖所示：89#程序清單如下:KEY1 :MOV DPTR, #7FFFHMOV A, #98HMOVX DPTR , AACALL KS1;8255A初始化，方式0;PC3PC0輸出方式，PC7PC4輸入方式#JNZ LK1NI :ACALLAJMPDL6msKEY1;調(diào)用延時子程序，延時6msLK1 :ACALLDL6ms;延時12msACALLDL6msACALLKS1JNZLK2ACALLDL6msAJMPKEY1LK2 :MOVR2, #FEH;掃描模式t R2 （按列逐列掃描）MOVR4, #00H;R4為

24、列計數(shù)器LK4 :MOVDPTR, #7FFEH；掃描模式t 8255A的PC 口MOVA, R2MOVXDPTR , AMOVXA, DPTR;讀 8255A 的 PC 口JB ACC.7 , LONE；轉(zhuǎn)判 1 行，ACC.7=1 ,說明0行無鍵閉合MOVA, #00H;0行有鍵閉合，首鍵號0t aAJMPLKPLONE :JB ACC.6 , LTWO；轉(zhuǎn)判2行MOVA, #04H;1行有鍵閉合，首鍵號4t AAJMPLKPLTWO :JB ACC.5 , LTHR;轉(zhuǎn)判3行MOVA, #08H;2行有鍵閉合，首鍵號8t AAJMPLKPLTHR :JB ACC.4 , NEXT;轉(zhuǎn)判下

25、一列，MOVA, #0CH;3行有鍵閉合，首鍵號12 t ALKP :ADDA , R4;求鍵號-列號+行首鍵號PUSHACC;鍵號進(jìn)棧保護(hù)LK3 :ACALLDL6ms;判斷鍵釋放否ACALLKS1JNZLK3;A=0，說明鍵釋放POPACC;鍵號-ACJNEA , #09H , COM;AJMPDIGPRO;等于9,轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理COM :JNCFUNPRO;大于9，轉(zhuǎn)功能鍵處理AJMPDIGPRO;小于9，轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理RETNEXT :INCR4;列計數(shù)器加1MOVA, R2;判斷疋否掃扌田到取后列JNBACC.3 , KND;若ACC.3-0 ,說明已經(jīng)至U最后一列RL A;掃描模式左移

26、一位，準(zhǔn)備掃描卜一列MOVR2, AAJMPLK4KND :AJMPKEY1KS1 :MOVDPTR, #7FFEH;全“ 0”-掃描口 PC 口MOVA, #00HMOVXDPTR , AMOVXA, DPTR;讀PC7PC4狀態(tài)CPL AANL A , #OFOHRETDL6ms :MOVR5,#0CHDL1 :MOVR6,#0FFHDL2 :DJNZR6,DL2DJNZR5,DL1RET10+5Y#;8255A初始化，方式0;PC3PC0輸出方式，PC7PC4輸入方式ORGLJMPORGLJMPORGMAIN:MOVMOV0000HMAIN0003HLK10300HDPTR , #7FF

27、FHA, #98H11#MOVX DPTRLK1：ACALLACALLDL6msDL6ms；延時 12msACALLKS1JNZLK2AJMPKNDLK2：MOVR2， #FEH；掃描模式t R2 （按列逐列掃描）MOVR4， #00H；R4 為列計數(shù)器LK4：MOVDPTR ， #7FFEH;掃描模式t 8255A的PC 口MOVA，R2MOVXDPTR ， AMOVXA， DPTR;讀 8255A 的 PC 口JB ACC.7 ， LONE;轉(zhuǎn)判 1 行， ACC.7=1 ，說明 0 行無鍵閉合MOVA，#00H; 0 行有鍵閉合，首鍵號 0t AAJMPLKPLONE ：JB ACC.6

28、 ， LTWO;轉(zhuǎn)判 2 行MOVA，#04H; 1 行有鍵閉合，首鍵號 4t AAJMPLKPLTWO ：JB ACC.5 ， LTHR;轉(zhuǎn)判 3 行MOVA ， #08H；2 行有鍵閉合，首鍵號 8tAAJMPLKPLTHR：JB ACC.4 ， NEXT;轉(zhuǎn)判下一列，MOVA ， #0CH；3 行有鍵閉合，首鍵號 12 t ALKP：ADDA ， R4;求鍵號 =列號 +行首鍵號PUSHACC ；鍵號進(jìn)棧保護(hù)LK3：ACALLDL6ms ；判斷鍵釋放否ACALLKS1JNZLK3; A=0 ，說明鍵釋放POPACC;鍵號t ACJNEA，#09H，COM;AJMPDIGPRO;等于 9，

29、轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理COM ：JNC FUNPRO;大于 9 ，轉(zhuǎn)功能鍵處理AJMPDIGPRO;小于 9 ，轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理RETNEXT ：INC R4;列計數(shù)器加 1MOVA，R2;判斷是否掃描到最后一列JNB ACC.3 ，KND;若 ACC.3=0 ，說明已經(jīng)到最后一列RL A;掃描模式左移一位，準(zhǔn)備掃描下一列MOVR2，AAJMPLK4KND ：RETIKS1：MOVDPTR ， #7FFEH;全“ 0” t掃描口 PC 口MOV A, #00HMOVX DPTR , AMOVX A, DPTR;讀 PC7PC4 狀態(tài)CPL AANLRETA , #?0F0HDL6ms :MOVR5,#0CH

30、DL1 :MOVR6,#0FFHDL2 :DJNZR6,DL2DJNZR5,DL1RET(3)設(shè)計思路：設(shè)置一個標(biāo)志模型單元，比如20H單元，令20H.3、20H.2、20H.1和20H.0分別為四位數(shù)據(jù)的標(biāo)志位，如果該位為0,且不顯示，則對應(yīng)的標(biāo)志位置1,在取數(shù)據(jù)前將該單元清0。從高位即(DATA+3)單元開始取數(shù)據(jù)。在取一位數(shù)據(jù)時，先判斷是否為0,若不為0則顯示，并取下一位數(shù)據(jù)；若為0，判讀其是否是最低位，若為最低位則顯示，否則檢查其高位的標(biāo)志位是否為1,如果為1，說明其高位為0,那么本位也不顯示，并將其標(biāo)志位置1,然后取下一位數(shù)據(jù)。(4)利用公式=A0 - ( Am - A0)Nx -N

31、0Nm N。其中 A° =200 , Am =1200 , N°=0 , Nm 二 FFH 代入上式得Nx255Ax =200 (1200-200)比 200 1000255在編程時，可以調(diào)用浮點(diǎn)數(shù)乘法和加法子程序來實(shí)現(xiàn)。Pl.?180C51PL11Pl+01電苗+5V迎罔R正常LlLU RD®報警設(shè)正常參數(shù)存放在 30H單元，采樣值存放在 SAMP單元。ORG8000HALARM:MOVDPTR, #SAMP;采樣值存放地址t DPTRMOVXA, DPTR;取采樣值A(chǔ)LARM0:CJNEA,30H, AA；不相等，則聲光報警MOVA,02H；相等，則綠燈亮MO

32、VP1,A13RETAA:MOVA,#81HMOVP1,ARET5 計算題(1) 思路：梯度爐溫度變化與溫度變送器輸出呈線性關(guān)系，故可以線性參數(shù)標(biāo)度變換。 但由于0 C對應(yīng)的不是00H，所以應(yīng)選擇No，即0 C(1V)所對應(yīng)的數(shù)字量。1V電壓所對應(yīng)的數(shù)字量為255 =51，其變?yōu)槭M(jìn)制數(shù)為33H，所以No =33H59BH 二 155DAx =A0 (Am -Ao) Nx _No =1600 155-51 =815.69 °CNm -No255-51(2) Ao =400 , Am =1200 , N 0 =0 , Nm=FFH=255, ABH =171Ax 二 Ao (Am -

33、Ao) Nx No =400 - (1200 -400) 171 =936 CN m N 02551 填空題(1) 單位圓內(nèi)，圓上或圓外，不穩(wěn)定(2) 單位圓圓周，單位圓內(nèi)，單位圓外(3) 虛軸，左半平面，右半平面(4) 采樣周期，差2 選擇題(1) C(2)B(3) B3 簡答題(1)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)(特征方程的根)必須在Z平面中的單位圓內(nèi)，即Z <1(i=1,2,.,N)(2) 與控制系統(tǒng)本身特性有關(guān)，又與參考輸入形式有關(guān)4 計算題(1)1) G(z)Kz(1-T)a(z-1)(z-e")3)143)#2)KTz Kz(1_e") a(z T) a2(z

34、 -1)(z -e")1 KTz 2Kz(1 -eT)a2(z-1)(z-e")G(z)=(1-Z ) (Z-1) a3)#G(z) =ZG(s)G2(s)二GG(z)G(z)二C(z)麗Gg (z)1 GG(z)H(z)G二aKz(z_e)_(Kz_K)(1 _e)a2(z-1)(z-e)（aK - K + Ke）z -aKe+ K - Ke za2z2 （aK _a2a2e_Ke）z a2eaKe-9 K _Ke二（4）1） 系統(tǒng)不穩(wěn)定，不穩(wěn)定極點(diǎn)個數(shù)為：22） 系統(tǒng)不穩(wěn)定，不穩(wěn)定極點(diǎn)個數(shù)為：13）系統(tǒng)穩(wěn)定4）系統(tǒng)穩(wěn)定5） 系統(tǒng)不穩(wěn)定，不穩(wěn)定極點(diǎn)個數(shù)為：25 設(shè)計題（1

35、）1 ）系統(tǒng)穩(wěn)定2） 0 - K : 25.7（2）T=1s 時 0 ：: K : 4.33 ; T=0.5s 時 0 ：: K : 8.18當(dāng)減小采樣周期 T,為使系統(tǒng)工作盡可能接近于相應(yīng)的連續(xù)系統(tǒng)，則增益K圍加大了。（3）K 0（4） 系統(tǒng)不穩(wěn)定，Kc =2.4的取值范(5) 0 ： Kc ： 4(6)0.368z，+0.264z1 -2z41.632z，-0.632z，1 .2二 0.368z' z = 1.4z1.4z從上述數(shù)據(jù)可以看出，系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)作用下的過渡過程具有衰減震蕩的形式,+故系統(tǒng)是穩(wěn)定的。（7）輸入為單位階躍時，e：=0單位速度函數(shù)輸入時，ei： 0單位加速

36、度輸入時，e ：二：（8） 0（9）1（10）本題 T =1s151 )系統(tǒng)穩(wěn)定2) 0.01 ： T3 : 0.843) Ks _ ：:，C = 3 A (3) D1 選擇題C2 簡答題(1)比例控制能提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，迅速反應(yīng)誤差，從而減小誤差，但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，Kp的加大，會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定；積分控制的作用是消除穩(wěn)態(tài)誤差,因?yàn)橹灰到y(tǒng)存在誤差，積分作用就不斷地積累，輸出控制量以消除誤差，直到偏差為零， 積分作用才停止，但積分作用太強(qiáng)會使系統(tǒng)超調(diào)量加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩； 微分控制與偏差的變化率有關(guān)， 它可以減小超調(diào)量， 克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時加快系統(tǒng)的動態(tài)響

37、應(yīng)速度，減小調(diào)整時間，從而改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。(2)被控對象的特性、擾動信號周期、控制的回路數(shù)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度、控制算法 的類型、給定值的變化頻率、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的性能。 從香農(nóng)采樣定理可知，只有當(dāng)采樣頻率fs _2fmax時，才能使采樣信號不失真地復(fù)現(xiàn)原來的信號。從理論上講，采樣頻率越高，失真越小。但從控制器本身而言，大都依靠偏差信號E( k)進(jìn)行調(diào)節(jié)計算。當(dāng)采樣周期T太小時，偏差信號 E( k)也會過小，此時計算機(jī)將會失去調(diào)節(jié)作用。采樣周期T過長又會引起誤差。因此，選擇采樣周期T時，必須綜合考慮。(4)普通PID算法是在整個控制期間，比例、積分和微分系數(shù)為恒定不變的；積分分離PI

38、D算法是設(shè)置一個積分分離閾值當(dāng)e(k)勻耳時，采用PID控制，以便于消除靜差,提高控制精度；當(dāng) e(k) 打時，采用PD控制，以使超調(diào)量大幅度降低；變速積分PID是設(shè)法改變積分項的累加速度，使其與偏差的大小相對應(yīng)。偏差越大，積分速度越慢；反之， 偏差越小時，積分速度越快。(5) 略3 計算題(1) 解：,U(s)丄 1 丄 "丄KP 1 丄丁由 D(s)KP1TDs =KP PKPTDsE(s) V T|S丿Ti sD(s)二1 0.17s0.085s=21 10.085 s1617解得:Kp =2 ,心 -11.765 , KPTD =0TI 0.085P D#18又因?yàn)?T=0.

39、2s，所以 KpT 10.2 =2353T|0.085所以位置型PID算法輸出表達(dá)式為：u(k)二 Kpe(k) _e(k -1) I -2e(k) 2.353 e(i)增量型PID算法輸出表達(dá)式為:b(k)2e(k_1) e(k-2)u(k) =KPe(k) _e(k _1) +Te(k) +§I tiT=2e(k)_e(k _1)2.353e(k) =4.353e(k)-2e(k _1)(2) D(s)二1 0.15s0.05s0.05 skp =3 ,KpT?=2°，K | = K p = 20 , TiKdKpTdT1 填空題(1)廣義脈沖傳遞函數(shù)單位圓內(nèi)的非零零點(diǎn)

40、(2 )直接數(shù)字控制，純滯后，調(diào)節(jié)時間，超調(diào)量(3)10.9Z2 選擇題(1) D(2)A(3)D(4)D(5)B3 簡答題(1)不允許。離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)在Z平面的單位圓內(nèi)。(2) 直接根據(jù)離散系統(tǒng)理論來設(shè)計數(shù)字控制器的方法稱為系統(tǒng)的直接數(shù)字化設(shè)計。不 是。(3) 設(shè)計一個數(shù)字調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定時所需要的采樣周期最少，而且系統(tǒng)在采樣點(diǎn)的輸出值能準(zhǔn)確地跟蹤輸入信號，不存在靜差。在各種使系統(tǒng)在有限拍內(nèi)到達(dá)穩(wěn)態(tài)的設(shè)計中，系統(tǒng)準(zhǔn)確跟蹤輸入信號所需的采樣周期數(shù)最少。數(shù)字控制器必須在物理上可實(shí)現(xiàn)。閉環(huán)系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。1) 考慮不同類型輸入，選擇滿足最少拍的W(z

41、)的形式；2) 考慮D(z)可實(shí)現(xiàn)性，應(yīng)包含z-r因子和G(z)中|zp 1(不包括z= 1點(diǎn))的零點(diǎn)；3) 考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性，W(z)應(yīng)把G(z)中的不穩(wěn)定極點(diǎn)bp 1(不包括z= 1點(diǎn))作為自己的零點(diǎn)。局限性：1) 系統(tǒng)的適應(yīng)性差。改進(jìn)方法：弓I入加權(quán)因子。2) 在采樣點(diǎn)之間存在紋波，增加了功率損耗和機(jī)械磨損。改進(jìn)方法：無紋波設(shè) 計。(4) 無單位圓上或單位圓外零極點(diǎn)，無純滯后環(huán)節(jié)z丄的多次方(即幕次仝2)。(5) 若廣義對象G(z)中有極點(diǎn)存在，貝U應(yīng)用D(z)或W(z)的相同零點(diǎn)來抵消。但用Dz)來抵消G(z)的零點(diǎn)是不可靠的，因?yàn)镈z)中的參數(shù)由于計算上的誤差或漂移會造成抵消不完全的情

42、況，這將有可能引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定，所以，G(z)的不穩(wěn)定極點(diǎn)通常由 W)來抵消。給 W)增加零點(diǎn)的后果是延遲了系統(tǒng)消除偏差的時間。qz)中出現(xiàn)的單位圓上(或圓外)的零點(diǎn)，則既不能用W(z)中的極點(diǎn)來抵消，因?yàn)?W(z)已選定為z丄的多項式，沒有極點(diǎn)，也不能用增加Dz)中的極點(diǎn)來抵消，因?yàn)镈z)不允許有不穩(wěn)定極點(diǎn)，這樣會導(dǎo)致數(shù)字控制器 Dz)的不穩(wěn)定。(6) 第一步：根據(jù)被控對象的數(shù)學(xué)模型求出廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)G(z);第二步：根據(jù)輸入信號類型，查表6-1確定誤差脈沖傳遞函數(shù)We(z);第三步：將G(z)、We(z)帶入D(z)二1 "We(z)，進(jìn)行Z變換運(yùn)算，即可求出數(shù)字控制G(

43、z)We (z)器的脈沖傳遞函數(shù) D(z);第四步：用U(z)判斷所設(shè)計的D(z)是否是最小拍無波數(shù)字控制系統(tǒng)；第五步：根據(jù)結(jié)果，求出輸出序列及其響應(yīng)曲線等。(7) 純滯后慣性系統(tǒng)，因允許它存在適當(dāng)?shù)某{(diào)量，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不適合或不匹配時，可能使數(shù)字控制器輸出接近1/2采樣頻率的大幅度上下擺動的序列，這種現(xiàn)象稱為振鈴現(xiàn)象。振鈴現(xiàn)象產(chǎn)生的根源在于Q(z)中z=-1附近有極點(diǎn)所致。由書中表6-2可以看出，極點(diǎn)z=-1時最嚴(yán)重，在單位圓中離z=-1越遠(yuǎn)，振鈴現(xiàn)象就越弱。在單位圓內(nèi)右半平面有極點(diǎn)時，則會減輕振鈴現(xiàn)象，而在單位圓內(nèi)右半平面有零點(diǎn)時，會加劇振鈴現(xiàn)象。(8) 大林提出一種消除振鈴現(xiàn)象的方法，

44、即先找出造成振鈴現(xiàn)象的極點(diǎn)的因子，令其 z=1，這樣便消除了這個極點(diǎn)。T /ToT/T1T /T2 二、D(z)二(1_e 0)(1_e 1z )(1_ez )丁 /T1T /T2丁 /T0 - 1T /T0N -1 qK(1_e 1)(1_e 2)1_e 0z _(1_e 0)z (9) 直接程序設(shè)計法的優(yōu)點(diǎn)是，除了i =0時涉及e(kT)的一項外，其余各項都可在采用e(kT)前全部計算出來，因而可大大減少計算機(jī)延時，提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。串行法和并行法在高階數(shù)字控制器設(shè)計時，可以簡化程序設(shè)計，只要審計出一階或二階的D(z)子程序，通過反復(fù)調(diào)用子程序即可實(shí)現(xiàn) D(z)。這樣設(shè)計的程序占用內(nèi)存量

45、少，容 易讀，且調(diào)試方便。在串行和并行法程序設(shè)計中，需要將高階函數(shù)分解成一階或二階的環(huán)節(jié)， 這樣的分解并不是在任何情況下都可以進(jìn)行的。此時若采用直接程序設(shè)計法則優(yōu)越性更大4 計算題(1) u(kT) =e(kT T) - 4U (kT T) 4U (kT - 2T)20(2) u(k) = 3uj(k)0.6比(k-1) - 0.5u(k-1)(3)u(k)=0.1e(k) 1.805ui(k -1) -1.62u2(k -1)5 設(shè)計題(1)(1"C(0)=0, C(T) =0,C(2T) =2,C(3T) =3.(2)單位逋寒輸入時的響應(yīng)益線單位冊躍輸入對鮒聒應(yīng)誹線CtkT)92

46、羊方加謹(jǐn)度輸時和響狂腔進(jìn)由上述討論可見，按某種典型輸入設(shè)計的最少拍系統(tǒng)，壞，輸出響應(yīng)不一定理想。說明最少拍系統(tǒng)對輸入信號的變化適應(yīng)性較差。(3)當(dāng)輸入形式改變時，系統(tǒng)性能變.1 二。 /435(1 -。耳)(1.0.368z)(1 -z)(1 - 0.718z )-2-3-4C(z) = ：(z)R(z) =2z 3z 4z經(jīng)過c(0)=0 , c(T)=0 , c(2T)=2, c(3T)=3, c(4T)=42拍后，輸出波形圖 C(kT)如下圖所示。Ckl> c曲位連度輸入時的肩應(yīng)曲氓2.45(10.6065Z 亠) G(z)W4 (z) 一答案見書中【例6.8】。10.459Z 丄

47、(5)若本題改為單位速度輸入，則D(z)二(z)G(z)1 G(z)(0.64z 丄 _0.42z 2)(1 _0.286z 丄)-0.265z 1(1 1.36z 1 - 0.23z -)2.415Z丄(1 _0.656z 2)(1 _0.286z±)1 21 - 1.36zr 0.23z-控制器輸出u(kT)QT)系統(tǒng)輸出c(kT)“12 1D(z) 1Wez z-0.779z4.5(1-0.78z)"G zWe z " 0.221z1 0.221z? 一 1 -z丄系統(tǒng)輸出波形u(kT)-0- T*4T*21*.-控制器輸出波形(7) 控制器的輸出為 U z

48、 =D(z)We z Rz =14匕乎 =4Tz- 4Tz 5Tz 1 _2z_ + z_ 經(jīng)過兩拍之后，輸出量 u kT =uk-1TTT 丄系統(tǒng)輸出量 C(z)=GzRz = 2zzz 丄 2 =2Tz?亠 3Tz 亠 4Tz° 亠 5Tz'(1 z )經(jīng)過兩拍后，輸出量 c kT =r kT 系統(tǒng)輸出量：C(z) -：z R z 二24芻Tz .2 =2.4Tz 2.4Tz 3.4TzA 2.56Tz.'八'1 _0.6z2+0.2z(1 z 2當(dāng)參數(shù)變化時，系統(tǒng)的性能變壞，輸出的響應(yīng)不理想，說明最少拍系統(tǒng)對被控對象模型參數(shù)的變化適應(yīng)性較差。(8)本題的

49、被控對象傳遞函數(shù)改為Wd(s)-s e(s 1)(s 2)D(z)二(1 _eT/T0)(1 e 工二丄)(1 eT2z 丄)K(C1 C2z1)(e"/T0z1-(1 -e/T0)z"x)_ 12.92(1 -e 丄/2T0 )(1 -0.607 z)(1 -0.368z)/“A c c C rA1/ 2T0 1 “1/ 2 T0 3 (1 - 4.6337z )(1-e z -(1-e )z )(9)4u(k) =2 e(k) u(k 1) u(k 2)計囂-ILK-i)lU f> - 11 4- |jfi 劉程序略。第7章1 填空題(1) 空間感應(yīng)的干擾，過程通道的干擾，電源系統(tǒng)的干擾，地電位波動的干擾，反射波 的干擾(2) 直接耦合方式，公共阻抗耦合方式，電容耦合方式，電磁感應(yīng)耦合方式，輻射耦合 方式，漏電耦合方式(3) 指令冗余技術(shù)，軟件陷阱技術(shù)，辨別上電方式，系統(tǒng)的復(fù)位處理，Watchdog技術(shù)(4) 交流地，系統(tǒng)地，安全地，數(shù)字地，模擬地(5) 光電隔離，繼電器隔離，變壓器隔離，采用雙絞線作信號線2 選擇題(1) C (2) D (3) A (4) D (5) D3 簡答題(1)常用的硬件抗干擾措施有光電隔離、繼電器隔離、變壓器隔離、采用雙絞線作信號