計(jì)算機(jī)控制技術(shù)A卷(參考答案)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)A卷(參考答案)PAGEA一、填空（每空1分，共20分）1、實(shí)時(shí)是指信號的（輸入）（1分）、（計(jì)算）（1分）和輸出都要在一定時(shí)間范圍那完成。在線是指計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程相連并受計(jì)算機(jī)控制。一個(gè)在線的系統(tǒng)（不一定是）（1分）一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，但是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)（必定是）（1分）在線系統(tǒng)。2、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有（轉(zhuǎn)換時(shí)間）（1分）、（分辨率）（1分）、線性誤差、量程及對基準(zhǔn)電源的要求等。3、數(shù)字量輸出接口元件74LS273的作用是（對狀態(tài)輸出信號進(jìn)行鎖存）（1分）。4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)串模干擾信號的頻率比被測信號頻率高時(shí)，則采用（低通濾波器）（1分）來抑制高頻率串模干擾。5、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，一般有五種地線，分別是（模擬地）（1分）、（數(shù)字地）（1分）、（系統(tǒng)地）（1分）、（安全地）（1分）和交流地。對它們采用的接地方法是（回流法單點(diǎn)接地）（1大偏差，若實(shí)際采樣偏差大于該最大偏差，則表明信號受到嚴(yán)重干擾，應(yīng)去掉，反之，該此采樣信號有效。分為限幅濾波和限速濾波。…(1分)(2)算術(shù)平均濾波：取N次采樣值的算術(shù)平均值作為本次采樣值。即……………………(2分)(3)加權(quán)平均濾波：算術(shù)平均濾波中N次采樣值在結(jié)果中所占的比重是均等的，即加權(quán)因子為1/N。加權(quán)平均濾波是采用對不同時(shí)刻的采樣值賦予不同的加權(quán)因子…….(1分)(4)中值濾波:對某一被測參數(shù)連續(xù)采樣N次(N取奇數(shù)，N不易太大，一般取3、5即可)，然后把N次采樣值按從小到大排序，再取中間值作為本次采樣值?！?1分)(5)慣性濾波（一階滯后濾波）:將模擬一階濾波器的傳遞函數(shù)離散化即可得慣性濾波的算法………….……………….(1分)4、已知采樣保持器的電路原理如圖所示（7）。（1）分析其工作原理；（2）回答問題：是否所有模擬量輸入通道中都需要采樣保持器，若是，闡明理由；若不是，哪種情況下模擬量輸入通道中可以不要采樣保持器。答：（1）工作原理：采樣時(shí)，K閉合，VIN通過A1對CH快速充電，VOUT跟隨VIN……(1.5分)；保持期間，K斷開，因A2的輸入阻抗高，VOUT＝VC保持不變……(1.5分)。采樣器一旦進(jìn)入保持，馬上啟動A/D轉(zhuǎn)換器，確保轉(zhuǎn)換期間輸入恒定?！?1分)（2）不是所有的模擬量輸入通道都需要采樣控制器(1分)，當(dāng)被測信號變化緩慢且A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間足夠短時(shí)，可以不加采樣器?！?2分)三、計(jì)算題（共30分）求拉氏函數(shù)的Z變換（7）解：………………..(2分)….(1分)…….(0.5分)所以：因?yàn)?，?.(3分)所以……..….(0.5分)2.求的Z反變換（8）解：…………..(2分)………………...(1分)………..…(1分)，………………..(1分)則故，裝訂線考生答題不得超過此線因?yàn)椤?3分)裝訂線考生答題不得超過此線故熱處理爐溫度變化范圍為0～1200oC，經(jīng)溫度變送器變換為1～5V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5FH，問此時(shí)的爐內(nèi)溫度為多少度？并寫出標(biāo)度轉(zhuǎn)換公式（7）解：，…………(1分)…………(2分)….(1分)…(2分)….(1分)4、某系統(tǒng)的連續(xù)控制器設(shè)計(jì)為，試用雙線性變換法求數(shù)字控制D(z)，并給出位置型遞推控制算法。（8）解：………….(2分)……..(1分)…………….(1分)化簡得：………..(2分)故：…(2分)四、綜合設(shè)計(jì)題（共25分）采用8255的PA端口作為三相步進(jìn)的控制接口，并用直流SSR驅(qū)動三相步進(jìn)電機(jī)，用電阻和電感表示步進(jìn)電機(jī)每相繞組。（13分）要求：（1）畫出接口電路原理圖；（2）列出步進(jìn)電機(jī)在三相雙三拍和三相六拍工作方式下的輸出控制字表。（3）假設(shè)該步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為40，求出該步進(jìn)電機(jī)工作在三相六拍方式下的步距角。8255微型計(jì)算機(jī)解：(1)接口原理圖……8255微型計(jì)算機(jī)（2）雙三拍工作方式下的控制字表如下：…(3分)存貯地址編號A口輸出字AD103HAD206HAD305H三相六拍工作方式下的控制字表如下：…..(3分)存貯地址編號A口輸出字AD101HAD203HAD302HAD406HAD504HAD605H（3）…….(2分)2、已知某一計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的廣義被控對象不含純滯后環(huán)節(jié)，且其Z傳遞函數(shù)為，采樣周期T＝1s，要求針對單位速度輸入信號設(shè)計(jì)最少拍無紋波控制器D(z)。（12分）解：由G(z)的表達(dá)式可知，d=0，q=2，v=1，w=1，j=1，且j<q，………………(1分)要滿足無紋波設(shè)計(jì)的必要條件，故有m=w+d=1n=v－j+q=2…………………(1.5分)對單位速度輸入信號，選擇……….(2分)和…………….(2