計(jì)算計(jì)控制試題

寶雞文理學(xué)院試題課程名稱計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 適用時(shí)間2014年6月17日試卷類別 適用專業(yè)、年級(jí)、班11電氣、自動(dòng)化本科一、填空題（本題共10小題，每小題2,共20分）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理可以歸納為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)決策和實(shí)時(shí)控制三個(gè)步驟。2?實(shí)時(shí)的概念不能脫離具體過程，一個(gè)在線的系統(tǒng)不一定是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng),但一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)必定是在線系統(tǒng)。DDC系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制多個(gè)回路。A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率和精度是兩個(gè)不同的概念。分辨率是指A/D轉(zhuǎn)換器分辨能力，相對精度是指相對于滿量程的百分比表示:一個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換器，基準(zhǔn)電源的信號(hào)電壓為5.12V時(shí)，它的分辨率為0.097%。5?在三相步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)中,有三相單三拍、三相雙三拍、三相六拍等三種控制方式，為了提高控制力矩，常常采用雙三拍方法來實(shí)現(xiàn)。6.三相步進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)子為60個(gè)齒，定子為3對磁極，工作在三相六拍方式時(shí)，則步距角是L度，齒距角是6度。7?在PID調(diào)節(jié)器中，比例系數(shù)KP的確定比微分和積分系數(shù)更重要，因?yàn)樗粌H與本身有關(guān)，而且還與Kd\Ki有關(guān)。&直線插補(bǔ)過程依次可歸為偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、偏差計(jì)算、終點(diǎn)判別等四步。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入變送器和輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)統(tǒng)一為0?10mADC或4?20mADC。10、 在PID控制系統(tǒng)中，I的作用主要是消除靜差，由于積分作用輸出隨時(shí)間積累而逐漸增大，故調(diào)節(jié)動(dòng)作緩慢，這樣會(huì)造成調(diào)節(jié)不及時(shí)，使系統(tǒng)穩(wěn)定裕度下降。因此積分作用一般不單獨(dú)使用。 。二選擇題（本題共10小題，每小題2分，共20分）一個(gè)8位的A/D轉(zhuǎn)換器（量化精度0.1%），孔徑時(shí)間3.18^，如果要求轉(zhuǎn)換誤差在轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，則允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號(hào)的最大頻率為（B）A、5HzB、50HzC、100Hz D、500Hz某熱處理爐溫度變化范圍為0?1350°C，經(jīng)溫度變送器變換為1?5V的電壓送至ADC0809，ADC0809的輸入范圍為0?5V,當(dāng)t=KT時(shí),ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6AH，此時(shí)爐溫為（C）A、588.98CB、288.98CC、361.23CD、698.73C在實(shí)際應(yīng)用中，PID調(diào)節(jié)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整結(jié)構(gòu)，但不能（D）。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ID調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)（SCC）中，SCC計(jì)算機(jī)的作用是（B）接收測量值和管理命令并提供給DDC計(jì)算機(jī)按照一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算給定植并提供給DDC計(jì)算機(jī)當(dāng)DDC計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，SCC計(jì)算機(jī)也無法工作SCC計(jì)算機(jī)與控制無關(guān)引起調(diào)節(jié)的根本原因是偏差，所以在下列說法中,不正確的是（D）。偏差的正、負(fù)決定調(diào)節(jié)作用的方向偏差的大、小決定調(diào)節(jié)作用的強(qiáng)、弱偏差為零，調(diào)節(jié)作用為零偏差太大，調(diào)節(jié)失效6、 若系統(tǒng)欲將一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量參數(shù)分配至幾個(gè)執(zhí)行機(jī)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)C.A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 D.反多路開關(guān)7、 電機(jī)控制意味著對其轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制，微型機(jī)控制系統(tǒng)的作法是通過（B）實(shí)現(xiàn)的。改變定子的通電方向和通電占空比改變轉(zhuǎn)子的通電方向和通電占空比改變定子的通電電壓幅值D?改變轉(zhuǎn)子的通電電壓幅值8、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)相比，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)不變的條件下，抑制干擾的能力（A）。A減弱；B不變；C增強(qiáng)；D不確定9?步進(jìn)電機(jī)常被用于準(zhǔn)確定位系統(tǒng)，在下列說法中錯(cuò)誤的是（B）。步進(jìn)電機(jī)可以直接接受數(shù)字量步進(jìn)電機(jī)可以直接接受模擬量步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角和直線定位步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)10.在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)時(shí)，對低頻電路應(yīng)按（C）接地的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。A一點(diǎn)；B多點(diǎn)；C任意。三、簡答題（本題共3小題，共20分）（6分）什么叫共模干擾，其抑制方法有哪些？答：共模干擾也稱共態(tài)干擾，是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸入端上公有的干擾電壓。抑制方法有：變壓器隔離、光電隔離、浮地隔離、采用儀表放大器提高共模抑制比。（5分）PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，微分調(diào)節(jié)起何作用？為什麼在有些系統(tǒng)中采用不完全微分算式，它與常規(guī)算式有哪些區(qū)別？答：微分的作用是加快調(diào)整速度。由于微分只存在于瞬間，因而有時(shí)會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩，而使調(diào)節(jié)品質(zhì)下降。為了避免震蕩，在一些系統(tǒng)中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫減弱，以避免由于微分突然下降到0而產(chǎn)生震蕩（9分）大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)?什么是振鈴現(xiàn)象？產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象的原因是什么？如何消除振鈴現(xiàn)象？答：大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是要設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器.振鈴現(xiàn)象：數(shù)字控制器D（z）的輸出U（KT）產(chǎn)生以2T為周期的大幅度波動(dòng)。振鈴現(xiàn)象的產(chǎn)生原因:控制量U（Z）中含有單位圓內(nèi)左半平面接近z=-1的極點(diǎn)。離z=-1越近，振鈴幅度也越大。單位圓內(nèi)右半平面的零點(diǎn)會(huì)加劇振鈴現(xiàn)象，而右半平面的極點(diǎn)會(huì)削弱振鈴現(xiàn)象。振鈴現(xiàn)象的消除辦法：找出D（z）中引起振鈴現(xiàn)象的極點(diǎn)（z=-1附近的極點(diǎn)），然后令該極點(diǎn)的z=l,這樣振鈴極點(diǎn)被消除。根據(jù)終值定理，這樣處理不影響穩(wěn)態(tài)輸出。

四、分析與設(shè)計(jì)（本題共3小題，每小題10,共30分）：1.（10分）采用8255A作為x軸步進(jìn)電機(jī)和y軸步進(jìn)電機(jī)的控制接口，要求:（1）畫出接口電路原理圖；控制計(jì)算機(jī)PAfi—FAi—控制計(jì)算機(jī)PAfi—FAi—PAi—X255PBh———乂軸由進(jìn)電機(jī)嶇動(dòng)

電路2（10分）試分析所示結(jié)構(gòu)框圖，回答問題：其中，Gc（s）二2（10分）試分析所示結(jié)構(gòu)框圖，回答問題：其中，Gc（s）二一丄〒e-ss+1廣義對象G（SJ X軸步進(jìn)電機(jī)輸出寧表Y軸步進(jìn)電機(jī)輸出字表存儲(chǔ)地址標(biāo)號(hào)PA口輸出字存儲(chǔ)地址標(biāo)號(hào)PBri輸出字ADX100000011=0311ADX]00000011=03HADX2000001lflMUSHADX200000110=06HADX300000101=05HADX3(X)0U()10l=05H（1） .根據(jù)Smith預(yù)估控制原理，求出Smith補(bǔ)償器的純滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)G］（S）的傳遞函數(shù);（2） .試分析說明Smith補(bǔ)償器的控制效果。3.（10分）閉環(huán)系統(tǒng)的廣義被控對象傳遞函數(shù)為F2(z)=kq+v-1=14-0-1=0Fl(z)=l0368(1+0.7182't子則I^e(Z)=l'Z斗Y(z)=R(z)①⑴G(z)中含有一個(gè)肝因沒有不穩(wěn)定極點(diǎn)和零戌◎=1T11=0,v-O,q二1心采用零階保持器，采樣周期T=0.1s。設(shè)計(jì)一單位階躍輸入時(shí)的最少拍無紋波控制器D(z)?！觥眳[°F4~G⑵咖 0368Q(1+0.718R」)「.](Wj(lO368z“)14)368