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(shè)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(dǎo)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(yīng)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(jìn)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(jìn)行聯(lián)系并作相應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(jìn)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(shè)備之間進(jìn)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計出8路模擬量的數(shù)據(jù)采集程序9 .有源I/V變換：設(shè)輸入為420mA的電流，對應(yīng)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(jìn)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(dá)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(kuò)充臨界比例度發(fā)、擴(kuò)充響應(yīng)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(chǔ)上系統(tǒng)的靜差不能滿足設(shè)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(fù)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(kuò)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(kuò)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(jìn)

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(shè)計和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計？程序設(shè)計通常分為哪5個步驟？模塊化程序設(shè)計的出發(fā)點是把一個復(fù)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(shè)計技術(shù)，它采用自頂向下逐步求精的設(shè)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(shè)計，編碼，調(diào)試，改進(jìn)和再設(shè)計。問題定義階段是要明確計算機完成哪些任務(wù)，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(shè)計是利用程序?qū)θ蝿?wù)作出描述,使用的方法有模塊程序設(shè)計法和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計法。編碼是指程序設(shè)計人員選取一中適當(dāng)?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(jìn)和再設(shè)計是根據(jù)調(diào)試中的問題對原設(shè)計做修改，并對程序進(jìn)行改進(jìn)設(shè)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(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(jìn)制數(shù)。27 .工業(yè)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通常有哪四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？各有什么特點？答：局部常用網(wǎng)絡(luò)常有四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型環(huán)形總線型樹型星型結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單便與控制與管理建容易

11、網(wǎng)絡(luò)延遲時間短錯誤率較低網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，且中央結(jié)點故障將導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓網(wǎng)絡(luò)資源大部分在外圍點上，相互之間必須進(jìn)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(luò)成本較高環(huán)型結(jié)構(gòu)：信息在網(wǎng)絡(luò)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(dāng)某結(jié)點故障時?？刹捎门赃叚h(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(kuò)展受到一定的限制總線結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單靈活擴(kuò)展方便可靠性高網(wǎng)絡(luò)影響速度快共享資源能力強便與廣播式工作設(shè)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(fù)雜任意一

12、結(jié)點或連線的故障均影響所在之網(wǎng)絡(luò)的正常工作。28 .工業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)中個節(jié)點處于同等地位，無需集中控制，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不重的情況下游較高的效率缺點當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)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(wù)，有較多的實時性，缺點：需要時對令牌進(jìn)行維護(hù)，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(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)組織提出了放開系統(tǒng)互連參考模型(osi)這個網(wǎng)絡(luò)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(luò)層4傳送層5回話層6表示層7應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yuǎn)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(shè)計原則是什么？P3101安全可靠：首先應(yīng)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(yīng)設(shè)計后備裝置.2操作維護(hù)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(yīng)，并作出相應(yīng)的處理，不丟失