计算机控制复习题

1、.一、选择题1. 由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ a ）转换。aa/d转换器 b双向可控硅cd/a转换器 d光电隔离器2. 若系统欲将一个d/a转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ d ）器件完成控制量的切换工作。a锁存器锁存 b多路开关 ca/d转换器转换 d反多路开关3. 某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容ch应取值 （ a ）。a 比较小 b比较大 c取零值 d取负值4. 在led显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至 （ b ）。a 阳极 b 阴极 c阴极或阳极 d先送阴极再送阳极5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控

2、制系统的作法是通过（ b ）实现的。a改变定子的通电方向和通电占空比b改变转子的通电方向和通电占空比c改变定子的通电电压幅值 d改变转子的通电电压幅值6. 计算机监督系统（scc）中，scc计算机的作用是（ b ）a接收测量值和管理命令并提供给ddc计算机b按照一定的数学模型计算给定植并提供给ddc计算机c当ddc计算机出现故障时，scc计算机也无法工作dscc计算机与控制无关7. rs-232-c串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（c ）。 a03 伏以下 b07伏以上精品.c-3伏以下 d+3伏以上8. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（ d ）提高信/躁比。a只能通过

3、模拟滤波电路 b.只能通过数字滤波程序c.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路d.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路9. 步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（ b ）。 a步进电机可以直接接受数字量 b步进电机可以直接接受模拟量 c步进电机可实现转角和直线定位 d步进电机可实现顺时针、逆时针转动 10. 如图1所示，vout为8位d/a转换器的双极性输出端，若输入数字量d=11100000（b），基准参考电vref=5v，则vout为：（ c ）a、4.375v b、-4.375v c、3.75v d、-3.75v11. 对于电动组合仪表ddz-型采用的标准电动信号是：（ b ）

4、a、dc 010ma、dc020vb、dc420ma、 dc15v c、dc 010ma 、dc15v d、dc420ma、dc020v12. 某热处理炉温度变化范围为01350，经温度变送器变换为15v的电压送至adc0809，adc0809的输入范围为05v，当t=kt时，adc0809的转换结果为6a，此时炉温为（c ）a、588.98 b、288.98 c、361.23 d、698.7313. 如果模拟信号频谱的最高频率为，只要按照采样频率（a ）进行采样，那么采样信号就能精品.无失真地恢复。 a. b. c. d.14. ( a )数字滤波方法适用于周期性干扰。a. 平均值滤波法 b

5、.中位值滤波法 c.限幅滤波法 d.惯性滤波法15. 防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是（ a）。 a可以用硬件电路或软件程序实现 b只能用滤波电路或双稳态电路实现c只能用软件程序实现 d只能用延时程序实现16. 小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是（b ） a改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向b改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向c在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向d在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向17. 在实际应用中，pid调节可根据实际情况调整结构，但不能（ d）。a采用增量型pid调节 b采用带死区的pid调节c采用pi调节 d采用i d调节

6、18. 若用4位共阳极led和74ls04构成光报警系统，使最高位发光其余位不发光的报警模型是（a）。a1000b b0001b c1111b d0000b19. 采用adc0809构成模拟量输入通道,adc0809在其中起（a ）作用。a. 模拟量到数字量的转换 b. 数字量到模拟量的转换c. 模拟量到数字量的转换和采样/保持器 d. 模拟量到数字量的转换和多路开关20. 在微型机控制系统中的模拟量输出通道中,最关键的器件是( )。a多路开关 b. 光电隔离器 ca/d转换器 dd/a转换器二、填空精品.1. 香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线 实际曲线。所以，为了提高控制精

7、度，应尽可能 。2. 在10位a/d转换器中，设满量程为5v，试写出相对于下列各模拟量所对应的数字量：模拟量为5v时，所对应的数字量为3ff h。 模拟量为0v时，所对应的数字量为 200 h。 模拟量为-2.5v时，所对应的数字量为 100 h。3.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件 和软件两个组成部分。4.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、dsp、智能调节器等。5.adc0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式a/d转换器。6.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。7.模块

8、化程序设计一般包括 自顶向下 和自底向上 两种设计方法。8.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为010ma dc或420ma dc。三、简答题1. 计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。2.看图简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。 光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成，如图所示。输

9、入电流流过二极管时使其发光，照射到光敏三极管上使其导通，完成信号的光电耦合传送，它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。精品.光电耦合器电路图3.模拟量输入通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？模拟量输入通道一般由i/v变换、多路转换器、采样保持器、a/d转换器、接口及控制逻辑电路组成。(1)i/v变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力，减少了信号的衰减，为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便。(2)多路转换器：用来切换模拟电压信号的关键元件。(3)采样保持器：a/d转换器完成一次a/d转换总需要一定的时间。在进行a/d转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。这样

10、，就需要在a/d转换器之前加入采样保持器。(4)a/d转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量，能够完成这一任务的器件，称为之模/数转换器(analog/digital converter，简称a/d转换器或adc)。4.模拟量输出通道由哪几部分组成？各部分的作用是什么？模拟量输出通道一般由接口电路、d/a转换器、功率放大和v/i变换等信号调理电路组成。(1)d/a转换器：模拟量输出通道的核心是数/模转换器(digital/analog converter,简称d/a转换器或dac)。它是指将数字量转换成模拟量的元件或装置。(2)v/i变换：一般情况下，d/a转换电路的输出是电压信号

11、。在计算机控制系统中，当计算机远离现场，为了便于信号的远距离传输，减少由于传输带来的干扰和衰减，需要采用电流方式输出模拟信号。许多标准化的工业仪表或执行机构，一般是采用010ma或420ma的电流信号驱动的。因此，需要将模拟电压信号通过电压/电流(v/i)变换技术，转化为电流信号。精品.5.在pid调节器中系数、各有什么作用？它们对调节品质有什么影响？系数为比例系数，提高系数可以减小偏差，但永远不会使偏差减小到零，而且无止境地提高系数最终将导致系统不稳定。比例调节可以保证系统的快速性。系数为积分常数，越大积分作用越弱，积分调节器的突出优点是，只要被调量存在偏差，其输出的调节作用便随时间不断加强

12、，直到偏差为零。在被调量的偏差消除后，由于积分规律的特点，输出将停留在新的位置而不回复原位，因而能保持静差为零。但单纯的积分也有弱点，其动作过于迟缓，因而在改善静态品质的同时，往往使调节的动态品质变坏，过渡过程时间加长。积分调节可以消除静差，提高控制精度。系数为微分常数，越大微分作用越强。微分调节主要用来加快系统的相应速度，减小超调，克服振荡，消除系统惯性的影响。6.什么是数字pid位置型控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点。为了实现微机控制生产过程变量，必须将模拟pid算式离散化，变为数字pid算式，为此，在采样周期t远小于信号变化周期时，作如下近似(t足够小时，如下逼近相当准确，被

13、控过程与连续系统十分接近)：于是有：u(k)是全量值输出，每次的输出值都与执行机构的位置(如控制阀门的开度)一一对应，所以称之为位置型pid算法。在这种位置型控制算法中，由于算式中存在累加项，因此输出的控制量u(k)不仅与本次偏差有关，还与过去历次采样偏差有关，使得u(k)产生大幅度变化，这样会引起系统冲击，甚至造成事故。所以实际中当执行机构需要的不是控制量的绝对值，而是其增量时，可以采用增量型pid算法。当控制系统中的执行器为步进电机、电动调节阀、多圈电位器等具有保持历史位置的功能的这类装置时，一般均采用增量型pid控制算法。7.与位置算法相比，增量型pid算法有如下优点：(1)位置型算式每

14、次输出与整个过去状态有关，计算式中要用到过去偏差的累加值，容易产生较大的累积计算误差；而在增量型算式中由于消去了积分项，从而可消除调节器的积分饱和，在精度不足时，计算误差对控制量的影响较小，容易取得较好的控制效果。精品.(2)为实现手动自动无扰切换，在切换瞬时，计算机的输出值应设置为原始阀门开度u0，若采用增量型算法，其输出对应于阀门位置的变化部分，即算式中不出现u0项，所以易于实现从手动到自动的无扰动切换。(3)采用增量型算法时所用的执行器本身都具有寄存作用，所以即使计算机发生故障，执行器仍能保持在原位，不会对生产造成恶劣影响。8.标度变换在工程上有什么意义？在什么情况下使用标度变换程序？微

15、机控制系统在读入被测模拟信号并转换成数字量后，往往还要转换成操作人员所熟悉的工程值。这是因为生产现场的各种工艺参数量纲不同。例如，压力的单位为pa，流量的单位为m3/h，温度的单位为。这些参数a/d转换后得到一系列的数码，这些数码的值并不一定等于原来带有量纲的参数值，它仅代表参数值的大小，故必须把它转换成带有量纲的数值后才能运算、显示或打印输出。这种转换称为工程量转换，也称为标度变换。标度变换有各种不同类型，它取决于被测参数测量传感器的类型，设计时应根据实际情况选择适当的标度变换方法，常用线性参数标度变换。9.干扰的作用途径是什么？ 无论是内部干扰还是外部干扰，都是从以下几个途径作用于系统的。

16、(1) 传导耦合 (2) 静电耦合 (3) 电磁耦合 (4) 公共阻抗耦合10.什么是共模干扰和串模干扰？如何抑制？共模干扰是在电路输入端相对公共接地点同时出现的干扰，也称为共态干扰、对地干扰、纵向干扰、同向干扰等。共模干扰主要是由电源的地、放大器的地以及信号源的地之间的传输线上电压降造成得。消除共模干扰的方法有以下几种:变压器隔离；光电隔离；浮地屏蔽；采用具有高共模抑制比的的仪表放大器作为输入放大器。串模干扰就是指串联叠加在工作信号上的干扰，也称之为正态干扰、常态干扰、横向干扰等。消除串模干扰的方法有以下几种：在输入回路中接入模拟滤波器；使用双积分式a/d转换器；采用双绞线作为信号线；电流传

17、送。，11.数字滤波与模拟滤波相比有什么特点？数字滤波克服了模拟滤波器的不足，它与模拟滤波器相比，有以下几个优点：(1)数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬设备，所以可靠性高，稳定性好；精品.(2)数字滤波可以对频率很低(如0.01hz)的信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷；(3)数字滤波器可根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。12.常用的数字滤波方法有几种？它们各自有什么特点？常用的数字滤波方法有7种。（1）程序判断滤波法：是根据生产经验，确定出相邻两次采样信号之间可能出现得最大偏差。（2）中值滤波法：它对于去掉偶然因素引起的波动或采样器不稳定而造成

18、的误差所引起的脉动干扰比较有效。（3）算术平均值滤波法：它适用于一般的具有随机干扰信号的滤波。它特别适合于信号本身在某一数值范围附近作上下波动的情况。（4）加权平均值滤波：可以提高滤波效果（5）滑动平均值滤波法：采样时间短，可以提高检测速度（6）惯性滤波法：适用于慢速随机变量的滤波（7）复合数字滤波：比单纯的平均值滤波的效果要好13.根据总线传送信号的形式，总线又可分为两种。（1）并行总线如果用若干根信号线同时传递信号，就构成了并行总线。并行总线的特点是能以简单的硬件来运行高速的数据传输和处理。（2）串行总线串行总线是按照信息逐位的顺序传送信号。其特点是可以用几根信号线在远距离范围内传递数据或信息，主要用于数据通信。14.pwm控制意味着什么？它有什么作用？微型机控制系统中是怎样实现的？ 答：pwm是脉冲宽度调速系统，它用来控制马达的转速和方向。其方法是通过改变对电机的通电时间达到调整电机转速的目的。具体作法是，首先根据电机转速的要求，确定占空比，即通电时间