微型計算機控制技術(shù)答案

1、微型計算機控制技術(shù)答案（完整版）1 .什么是計算機控制系統(tǒng)？它由哪幾部分組成？計算機控制系統(tǒng)就是利用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng)。它是工業(yè)控制機構(gòu)生產(chǎn)過程的大部分組成，工業(yè)控制機是指生產(chǎn)過程控制的特點和要求而設計的計算機，它包括硬件和軟件部分，生產(chǎn)過程包括被控對象，測量變送，執(zhí)行機構(gòu)，電氣開關(guān)等。2 .計算機控制系統(tǒng)的典型形式有哪些？各有什么優(yōu)缺點？計算機控制系統(tǒng)的典型形式：（1）操作指導控制系統(tǒng)。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活和安全，缺點是由人工操作，速度受到限制，不能控制多個對象。（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）,實時性好,可靠性高和適應性強。（3）監(jiān)督控制系統(tǒng)（SSC）,是生產(chǎn)過程始終處

2、于最優(yōu)工況。（4）分型控制系統(tǒng)（DCS）,分散控制，集中操作，分級管理。（5）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）,降低成本，提高可靠性，可實現(xiàn)真正的開放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.實時，在線方式和離線方式的含義是什么？實時是指信號的輸入，計算和輸出都要在一定的時間范圍內(nèi)完成，即計算機對輸入信息以足夠快的速度進行控制，超出這個時間就失去控制時機，控制也就失去意義。在線方式：在計算機控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)過程和計算機直接連接，并受計算機控制的方式。離線方式：生產(chǎn)過程不和計算機相連且不受計算機控制，而是靠人進行聯(lián)系并作相應操作的方式。4 .工業(yè)控制機有哪幾部分組成？工業(yè)控制機包括硬件和軟件兩部分。硬件包括：主機（CPU、R

3、AM、ROM）板，人-機接口，外部總線和內(nèi)部總線，系統(tǒng)支持板，磁盤系統(tǒng)通信接口，輸入、輸出通道。軟件包括系統(tǒng)軟件、支持軟件和應用軟件。5 .什么是總線，內(nèi)部總線和外部總線？總線是一組信號線的集合，它定義了各引線的信號、電機、機械特性，使計算機內(nèi)部各組成部分之間以及不同的計算機之間建立信號聯(lián)系，進行信息傳送和通信。內(nèi)部總線：就是計算機內(nèi)部功能模板之間進行通信的總線，它是構(gòu)成完整的計算機系統(tǒng)的內(nèi)部信息樞紐，但按功能仍要分為數(shù)據(jù)總線DB,地址總線AB,控制總線CB,電源總線PB。外部總線是計算機與計算機之間或計算機與其他智能設備之間進行通信的連接。6 .什么是接口，接口技術(shù)和過程通道？接口是計算機與

4、外部設備交換信息的橋梁，它包括輸入接口和輸出接口，接口技術(shù)是研究計算機與外部設備之間如何交換信息的技術(shù)，過程通道是在計算機和生產(chǎn)過程之間設置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道，它包括AI、AO、DI、DO。7 .采用74LS244和74LS273與PC總線工業(yè)控制機接口，設計8路數(shù)字量（開關(guān)量）輸入接口和8路數(shù)字量（開關(guān)量）輸出接口，請畫出接口電路原理圖，并分別編寫數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出程序。8 .用8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809通過8255A與PC總線工業(yè)控制機接口，實現(xiàn)8路模擬量采集。請畫出接口原理圖，并設計出8路模擬量的數(shù)據(jù)采集程序9 .有源I/V變換：設輸入為420mA的電流，對應輸出為15V

5、,輸入電阻Ri=250Q,試確定I/V變換電路及電路參數(shù)，畫出電路原理圖。10 .什么是采樣過程、量化、孔徑時間？采樣時指按一定的時間間隔T,把時間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變成在時間刻0、T、2TKT的一連串脈沖輸出信號的過程，所謂量化就是采用一組數(shù)碼（二進制碼）來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程稱為量化過程，孔徑時間，在模擬量輸入通道中，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量總需要一定的時間，完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時間。11 .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？為什么？12 .什么是串模干擾和共模干擾？如何抑制

6、？13 .如何衡量抗共模干擾能力？若信號到計算機系統(tǒng)間的地電位差為10V,其對計算機系統(tǒng)的影響為0.01V,問系統(tǒng)抗共模干擾的能力為？p5714 .引起信號傳輸線干擾原因及抑制方法？15 .寫出數(shù)字PID位置型控制算法和增量型控制算法的表達式？試比較他們優(yōu)缺點16 .什么是積分飽和？怎樣引起？如何消除？17 什么是積分分離，對系統(tǒng)有怎樣的影響？18 .試敘述試湊法、擴充臨界比例度發(fā)、擴充響應曲線法整定PID參數(shù)的步驟試湊法1首先只整定比例部分2如果在比例調(diào)節(jié)的基礎上系統(tǒng)的靜差不能滿足設計要求，則加入積分環(huán)節(jié)。3若使用比例積分調(diào)節(jié)器消除了靜差，但動態(tài)過程反復調(diào)整仍不能滿意，則可加入微分環(huán)節(jié)構(gòu)成比

7、例積分微分調(diào)節(jié)器。擴充臨界比例度法1選擇一個足夠短的采樣周期2用選定的采樣周期使系統(tǒng)工作，直到系統(tǒng)發(fā)生持續(xù)等幅震蕩，記下使系統(tǒng)發(fā)生震蕩的臨界比例度及系統(tǒng)的臨界振蕩周期3選擇控制度4根據(jù)選定的控制度，查表得的值。擴充影響曲線法步驟1數(shù)字控制器不接入控制系統(tǒng)，用手動操作，把被調(diào)量調(diào)到給定值附近，并使之穩(wěn)定下來，然后突然改變給定值，給對象一個階躍輸入信號。2用記錄儀表記錄被調(diào)量在階躍輸入下的整個變化過程曲線。3在曲線最大斜率處做切線，求得滯后時間，被控對象時間常數(shù)以及它們的比值，查表可得到及周期T。19 .分別畫出位置型、增量型PID程序方塊圖v(uu位置算法卜I調(diào)節(jié)因T對源諛控mITD得母望金步進

8、咫機TyU)數(shù)字F：D沖星星攔制不意囹20 .什么是模塊化程序設計和結(jié)構(gòu)化程序設計？程序設計通常分為哪5個步驟？模塊化程序設計的出發(fā)點是把一個復雜的系統(tǒng)軟件分解為若干個功能模塊，每個模塊執(zhí)行單一的功能，并且具有單入口單出口結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化程序設計技術(shù)，它采用自頂向下逐步求精的設計方法和單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)步驟，問題定義，程序設計，編碼，調(diào)試，改進和再設計。問題定義階段是要明確計算機完成哪些任務，執(zhí)行什么程序，決定輸入輸出形式，與接口硬件電路的連接配合以及出錯處理方法。程序設計是利用程序?qū)θ蝿兆鞒雒枋?使用的方法有模塊程序設計法和結(jié)構(gòu)化程序設計法。編碼是指程序設計人員選取一中適當?shù)母呒壵Z言書寫程序。

9、調(diào)試就是利用各種測試方法檢查程序的正確性。改進和再設計是根據(jù)調(diào)試中的問題對原設計做修改，并對程序進行改進設計和補充。21 .某熱處理爐溫度變化范圍為0135OC,經(jīng)溫度變送器變換成15V電壓送至ADC0809,ADC0809的輸入范圍05V,當t=KT時，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6AH，問此時的爐內(nèi)溫度為多少度？22 .為使數(shù)字PID控制器實現(xiàn)從手動到自動的無平衡無擾動切換，應采取哪些措施？通過更新積分部分狀態(tài)或微分狀態(tài)來實現(xiàn)無擾切換的關(guān)鍵且在切換前后，控制器輸出不會發(fā)生大的跳躍23 .某爐溫變化范圍01500,要求分辨率為3C,溫度變送器輸出范圍為05V,若A/D輸入范圍也是05V。則求A

10、/D轉(zhuǎn)換器的字長n1應該為多少位？若n1不變，現(xiàn)在通過變送器零點遷移而將信號零點遷移到600C,此時系統(tǒng)對爐溫變化的分辨率為多少？24 .若23題中溫度變送器輸出為15V,A/D輸入范圍為05V,應如何計算？25 .某執(zhí)行器機構(gòu)的輸入變化范圍為420mA靈敏度為0.05mA應選擇字長n1為多少位？26 .編制一個能完成中位值濾波加上算數(shù)平均值濾波的子程序。設對變量采樣測量7次，7個采樣值排序后取中間的3個采樣值平均，每個采樣值為12位二進制數(shù)。27 .工業(yè)局域網(wǎng)網(wǎng)絡通常有哪四種拓撲結(jié)構(gòu)？各有什么特點？答：局部常用網(wǎng)絡常有四種拓撲結(jié)構(gòu)：星型環(huán)形總線型樹型星型結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單便與控制與管理建容易

11、網(wǎng)絡延遲時間短錯誤率較低網(wǎng)絡可靠性較低，且中央結(jié)點故障將導致全網(wǎng)癱瘓網(wǎng)絡資源大部分在外圍點上，相互之間必須進過中央結(jié)點中轉(zhuǎn)才能傳送信息通信電路都是專用電路利用率不高故網(wǎng)絡成本較高環(huán)型結(jié)構(gòu)：信息在網(wǎng)絡中沿固定方向流動，故倆結(jié)點之間僅有唯一的通路簡化路徑選擇控制環(huán)路中沒T結(jié)點的收發(fā)信息由環(huán)路接口控制，因此控制軟件叫簡單環(huán)路中當某結(jié)點故障時。可采用旁邊環(huán)路的方法提高可靠性環(huán)路結(jié)構(gòu)結(jié)點數(shù)的增加將影響信息的傳輸效率故擴展受到一定的限制總線結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單靈活擴展方便可靠性高網(wǎng)絡影響速度快共享資源能力強便與廣播式工作設備少價格低安裝和使用方便容易發(fā)生沖突碰撞樹型結(jié)構(gòu)：分層結(jié)構(gòu)便與管理和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜任意一

12、結(jié)點或連線的故障均影響所在之網(wǎng)絡的正常工作。28 .工業(yè)局域網(wǎng)絡常用的傳輸訪問控制方式有哪三種？各有什么優(yōu)缺點？微機局部網(wǎng)絡常用的傳輸作用控制方式有三種級沖突檢測的載波傾聽多路訪問（CSMA/CD）.令牌環(huán)（TokenRing），令牌總線（TokenBus）1沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)，優(yōu)點：原理較簡單，目前技術(shù)上交易實現(xiàn)網(wǎng)絡中個節(jié)點處于同等地位，無需集中控制，在網(wǎng)絡負載不重的情況下游較高的效率缺點當網(wǎng)絡負載增大時，收送信息的等待時間加長，效率顯著降低2金牌環(huán)(TokenRing)優(yōu)點能提供可調(diào)整的訪問控制方式，能提優(yōu)先權(quán)服務，有較多的實時性，缺點：需要時對令牌進行維護，且空

13、閥金牌的丟失將會降低環(huán)路的利用率，控制電路復雜。3金牌總線(TokenPassingBus)優(yōu)點1吞吐能力大1吞吐量隨數(shù)據(jù)傳輸速率的提高而增加2控制功能不隨電纜線長度的增量而減弱3不需要沖突檢測股信號電壓可以有較大的動態(tài)范圍，4具有一定的實時性。缺點節(jié)點獲得金牌的時間開銷較大一般一個節(jié)點都需要等待多次無效的金牌傳送后才能獲得金牌29 .國際標準化組織提出的開放系統(tǒng)互連參考模型是怎樣的？1977年國際標準組織提出了放開系統(tǒng)互連參考模型(osi)這個網(wǎng)絡層次結(jié)構(gòu)模型規(guī)定3t個功能層，1物理層2數(shù)據(jù)鏈路層3網(wǎng)絡層4傳送層5回話層6表示層7應用層30 .異步通信格式31 .同步通信的實現(xiàn)方法同步時鐘的

14、實現(xiàn)方法（二II二XO-IILx-_.,rnoooricorzLrL-r-LTLji數(shù)據(jù)和時鐘通過各自得信號線傳送h)Miit構(gòu)裝物和歸機購而&實輒30異坨通信格上：帝歸在揖Tin口1M司他停止你市32 .什么是曼徹斯特編碼？每一位的中間有一個跳度，為中間的跳度作為同步時鐘，也為數(shù)據(jù)從高到低的跳度表示1從低到高的跳度表示0接受端利用中間跳度很容易分出同步時鐘脈沖。33 .什么是DCS系統(tǒng)，組成結(jié)構(gòu)是什么？什么是FCS系統(tǒng)，組成結(jié)構(gòu)是什么？答:分散型計算機控制系統(tǒng)又名分布式計算機控制系統(tǒng)，簡稱分散型控制系統(tǒng)，組成結(jié)構(gòu)包括通常為三級，第一級為分散過程控制級，第二級為等中操作監(jiān)控級，第三級為綜合信息

15、管理級FCS系統(tǒng):現(xiàn)場總線是連接工業(yè)過程現(xiàn)場儀表和控制系統(tǒng)之間的全數(shù)字化，雙向，多站點的串行通34.什么是平衡傳輸方式和不平衡傳輸方式？試比較兩種傳輸方式的性能。答:數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路通常有兩種形式，即平衡方式和不平衡方式，不平衡方式是用單線傳輸信號，以地線作為信號的回路，接收器是用單線輸入信號平衡方式是用雙絞線傳輸信號，信號在雙絞線中自成回路不通過地線.接收器是用雙端差動方式輸入信號的.性能:在不平衡方式中，信號線上鎖感應到的干擾和地線上的干擾將疊加后影響到接受信號，而在平衡方式中，雙絞線上鎖感應白干擾相互抵消，地線上的干擾又不影響接收端.因此，平衡傳輸方式在抗干擾方面有比較良好的性能，并適合較遠距離的數(shù)據(jù)傳輸35 .試比較RS-232和RS-485RS-232采用1臺驅(qū)動器連臺,1臺接收器接數(shù)傳送距離與速率為15m-20kbit/sRS-485采用32臺驅(qū)動器連臺,32臺接收器接收，傳送距離與速率12m1Mbit/sRS-485用于多點互聯(lián)時非常方便，可以省掉許多信號線傳送距離與速率1200m100kbit/s36 .系統(tǒng)設計原則是什么？P3101安全可靠：首先應選用高性能的工業(yè)控制機保證在惡劣的工作環(huán)境下，仍能正常運行，其次還應設計后備裝置.2操作維護方便：操作簡單，直觀形象，便于掌握3實時性強：對內(nèi)部和外部事件能及時地響應，并作出相應的處理，不丟失