计算机控制技术复习题(含部份答案)

一. 填空题：

1、计算机控制系统的工作过程为：实时数据采集、。

2、计算机控制系统硬件由、过程输入输出通道和生产过程组

成。

3、选择D/A转换器时应着重考虑的是： 、4、接地技术中接地方式有：等两种。

5、计算机控制系统按总体结构来分有：两大类

6、计算机控制系统是指采用了的自动控制系统。

7、计算机控制系统软件由和 组成。

8、计算机控制系统输入/输出通道分为四类，分别是

模拟量输出通道、数字量输入通道，数字量输出通道。

9、过程通道中存在的干扰有：。

10、局域网常见的网络拓朴结构有：等。

11、计算机控制系统是指利用 计算机 来实现 生产过程 自动控制的系统。

14、衡量一个D/A转换器性能的主要参数有：分辨率、转换时间、精度、线性度。

15、数据处理的内容有：线性化处理 标度变换。

16、闭环负反馈控制的基本特征是：测量偏差、纠正偏差 。

17、一阶惯性环节的主要特点是当输入量突然变化时，输出量不能突变，而是按指数规律变化。

18、静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度越高。

19、离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统的结构和参数有关，还与系统的采样周期有关。

20、若已知闭环系统的自然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取≥10ωn。

21、通常把叠加在测量信号上的干扰信号称为串模干扰。

22、为使得传感器特性与A/D变换的特性相匹配，通常在传感器和A/D变换器之间加入调理电路。

23、计算机控制系统中常用的控制器有可编程控制器、工控机、DSP、智能调节器等。

24、计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种方式。

25、信号接地方式应采用单点接地方式，而不采用多点接地方式。

26、模拟输出通道的结构形式主要取决于输出保持器的构成方式。

27、“若A则B，否则C”，用模糊关系表示为： (A×B)∪(A¯×C)

28、采用双绞线作信号引线的目的减少电磁感应，并使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。

29、实时的概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时系统 必定是一个在线系统。

30、数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口译码电路等组成。

31、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用看门狗、电源监控（掉电检测及保护）、复位等方法。

32、计算控制系统的发展趋势：控制系统的网络化、扁平化、智能化、综合化。

33、调节器的比例度越大，则放大倍数越小，调节作用就越弱，余差也越大。

34、二线制传输方式是指 同时传输变送器所需的 和变送器的输出信号；热电阻温变与热电阻的连接用三根导线。

二、简答题：

1、计算机控制系统有哪几种典型类型？

操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、PLC+上位机系统

2、计算机控制系统中抗共模干扰的措施有哪些？

采用差分放大器作信号前置放大、采用隔离技术将地电位隔开、利用浮地屏蔽

3、计算机控制系统的设计步骤可划分为四个阶段：

生产工艺和现场环境调研、硬件总体方案设计、软件总体方案设计、系统总体方案

4、采样定理的基本内容是什么？

对频带受限的信号，当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时，可以从 采样值完全恢复原始的信号

5、什么是数字滤波？常用的数字滤波有哪些方法？

所谓数字滤波，就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理，以便减少干扰在有用信号中的比重，提高信号的真实性。程序判断法、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法、一阶惯性滤波法

6、计算机控制系统中有哪几种地线？

在计算机控制系统中，一般有以下几种地线：模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。

7、简述Smith预估控制的基本思想。

按照过程的动态特性建立一个模型加入到反馈控制系统中，使被延迟了τ时间的被控量超前反映到控制器，让控制器提前动作，从而可明显地减少超调量和加快控制过程。

8、工业控制计算机系统的干扰源有哪几类？各类干扰又有哪些具体形式？

电源干扰（浪涌、尖峰、噪声、断电）；空间干扰（静电和电场的干扰、磁场干扰、电磁辐射干扰）；设备干扰

9、RS-485串行总线采用什么传输方式？它与RS-422A串行通信总线的区别是什么？

RS-485串行总线采用的是不平衡传输模式。区别在于RS-485为半双工工作模式，而RS422A为全双工工作方式，且RS-422A适用于两点之间进行高速，远距离通信，而RS-485适用于多点之间进行高速，远距离通信

10、数字PID控制算法中，KP，Ti，TD的物理调节作用分别是什么？

Kp为比例增益，能减小误差，但不能消除稳态误差，但Kp加大会引起系统不稳定；Ti为积分时间常数，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，但积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡；Td为微分时间常数，可以减小调整时间，从而改变系统的动态性能

11、如何消除尖峰脉冲干扰？

选用供电比较稳定的进线电源，利用干扰抑制器消除尖峰干扰，采用交流稳压器稳定电网电压，电源异常的保护

12、模拟量输入接口设计主要解决哪几个方面的问题？

数据输出线的连接方式；选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法；电源和地线的处理；与计算机信息传递的方式

三、现已知某炉的温度变化范围为0-1000°C。测试时采用9位A/D变换器（带符号位），此时系统对炉温变化的分辨率为多少？若测试时，通过变送器将测试起点迁移到200°C，保持同样的系统对炉温变化的分辨率，试问采用几位的A/D转换器就可以了？

1） 1、28 (1000o)/ ， 故Δ=3.9°；（5分）

n lg128.2/lg2 7 2） 2n (1000o 500o)/3.9， 故 （5分）

五、图一为水箱水位自动控制系统，试说明其基本工作

原理。

图一

由于出水干扰Qo使水位下降时，浮子下降，进水口打开，水位逐渐增高，浮子逐渐上浮，当达到给定高度时，浮子将进水口堵死，从而保持设定高度。

七、计算题：

关于PID控制，要求：

（1）写出模拟PID控制器的控制规律及其传递函数。

（2）推导出位置式数字PID控制算式。

书本93页

（3）推导出增量式数字PID控制算式。

书本94页

八、下图12D/A转换器DAC1210与ISA总线连接图，设DAC1210占用了0230H～0232H三个端口地址,设BX寄存器中低12位数据为需要转换的数字量,写出转换程序。

START:

MOV DX，230H；DAC1210的基地址

MOV CL，04

SHL BX，CL；BX中的12位数左移4位

MOV AL，BH；高8位数→AL

OUT DX，AL；写入高8位

CNC DX ；修改DAC1210端口地址

MOV AL，BL；低4位数→AL

OUT DX，AL；写入低4位

CNC DX ；修改DAC1210端口地址

OUT DX，AL；启动D/A转换

HLT

九、下图是AD574A与ISA总线连接图，根据图写出程序查询接口方式的转换程序。

MOV DX，Y1；Y1为偶地址

OUT DX，AL；

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