微型计算机控制简答题

1、第1章 微型计算机控制系统概述1、微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的 各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。输入输出接口：这是微机和被控对象之间进行信息交换的纽带。通用外部设备：为了扩大主机的功能而设置的，用来显示打印存储传送数 据。检测元件及执行机构：a.在微机控制系统中，为了收集和测量各种 数据，采用了各种检测元件，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成 电量，b.执行机构：控制各参数的流入量。操作台：人机对话的纽带,通过它人们可以向计算机输入程序，修改内存数据，显示被测参

2、数及发出 各种操作命令。2、微型计算机控制的系统的软件有什么作用？请说出各部分软件的作用。 答：软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的 动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件。系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统 软件只是作为幵发应用软件的工具，是不需要自己设计的。应用软件：它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种 程序。3、常用工业控制机有几种？它们各有什么用途？答：单片微型计算机：是工业控制和智能化系统中应用最多的一种模式。 一

3、般用于扩展接口，如 A/DQ/A转换接口丄ED、LCD显示接口扩展，再幵发一些应用软件，便可以用于工业控制可编程逻辑控制器：目前从单机自动化到工厂自动化，从柔性制造系统、机器人，到工业局域网都有用 到。现场可编程门阵列：可以实现动态配置，在线系统重构及硬件软化、 软件硬化等功能。 工业PC机：完成STD总线工业控制机的检测、 控制， 使程序设计变得更加简单，各种报表程序打印、数据处理曲线、工业控制 流程图、PID柱形图像处理程序等。4、操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？ 答：操作指导控制系统： 原理：每隔一段时间计算机会进行一次采样， 经A/D转换后，送入计算机

4、加工处理，然后再进行报警、打印或显示， 操作人员根据此结果进行设定值改变或必要操作。计算机的输出不直接作 用于生产对象，属于幵环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检 测到的生产过程参数进行处理，供操作员参考。直接数字控制系统 DDC系统：是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道 送给微机，微机将检测结果及设定值进行比较，再进行控制运算，然后通 过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。计算机监督控制系统SCC系统：原理：由计算机按照过程数学模型计算出最佳给 定值送给DDC计算机，最后由DDC计算机控制生产过程，从而使生产过 程处于最优工作状态。区别及联系：

5、SCC系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在 DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状 态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、 最优控制以及自适应控制等。SCC是操作指导控制系统和 DDC系统的综合及发展。5、分布式控制系统（DCS的特点是什么？分布式计算机控制系统的特点是“控制分散，管理集中”6、CIMS系统及DCS系统相比有哪些特点？7、微机控制系统及模拟控制系统相比有什么特点？答：结构上，模拟和数字部件的混合系统。含有模拟信号离散模拟、离散数字等多种信号。 需采用专门的理论来分析和设计。即模拟调节规 律离散化设计法和直接设计法

6、。便于实现复杂的控制具有很大的灵活性 和适应性。可实现多回路分时控制。 控制的多功能性提高企业的自动 化程度分级控制、集散控制、生产管理等。8、什么叫现场总线系统？它有什么特点？答：现场总线控制系统FCS的核心是现场总线。特点：是一种数字通信 协议，是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、全分散、双向传输、 多分支结构的通信网络。是控制技术、仪表工业技术和计算机网络技术 三者的结合。具有现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散的功 能模块、通信线供电、幵放式互连网络等技术特点。保证控制系统可以适应目前工业界对数字通信和自动控制的需求，且使其及In ter net网互连构成不同层次的复杂网络成

7、为可能。代表了工业控制体系结构发展的 一种方向。9、未来控制系统发展趋势是什么？答：大力推广应用成熟的先进技术；大力研究和发展智能控制系； 嵌入式系统的应用将更加深入。10、为什么说嵌入式微控制器是智能化仪器和中、小型控制系统中应用最 多的一种微型计算机？嵌入式微控制器 又称单片机。为适应不同的应用需求，一个系列的单片 机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理器内核都是一样的，不同的是 存储器和外设的配置及封装。 和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大 特点是单片化，体积小，功耗和成本低、可靠性高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。6. A/D转换器的结束信号EOC有什么作用？根据该信号在I/O

8、控制中的连 接方式，A/D转换有几种控制方式？它们在接口电路和程序设计上有什么 特点？A/D转换器的结束信号的作用是用以判断本次AD转换是否完成。常见的A/D转换有以下几种控制方式，各自特点如下：?延时等待法:EOC可不和I/O 口连接，程序设计时，延时大于 ADC转换时 间后，取数据。？查询法:EOC可以和任意I/O 口连接，程序设计时，反复 判断EOC是否有效，直至EOC有效时，取数据。？中断响应法:EOC及外部中断相连，AD转换结束后，发中断申请，在中断服务程序中取数据。1. PLC控制系统有什么特点？答:1可靠性高。2编程容易。3组合灵活。4输入/输出功能模块齐全.5安 装方便。6运行

9、速度快。2. FPGA是什么意思？它有什么特点？在微机控制系统和智能化仪器中有着怎样的影响？ P14答：FPGA是指现场可编程门阵列特点.FPGA勺特点(1) 采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。(2) FPGA可做其它全定制或半定制 ASIC电路的中试样片。(3) FPGA内部有丰富的触发器和I /O引脚。(4) FPGA是 ASIC电路中设计周期最短、幵发费用最低、风险最小的 器件之一。(5) FPGA采用高速CHMO工艺，功耗低，可以及 CMC、TTL电平兼 容。可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择 之一。第2章 模拟量输入/

10、输出通道的接口技术1、采样有几种方法，试说明它们之间的区别？答：简单随机抽样法，就是指总体中的每个个体被抽到的机会是相同的；系统抽样法，也叫等距抽样法;分层抽样法，也叫类型抽样法，它是 从一个分成不同子总体(或称为层)的总体中，按规定的比例从不同层中 随机抽取样品(个体)的方法；整群抽样法，是将总体分成许多群，每个群由个体按一定方式结合而成，然后随机抽取若干群。时域采样，频域采样2、采样周期越小越好吗？为什么 ？答：不是。若采样间隔太小(采样频率太高)，对系统硬件要求较高，且数据量较大。根据奈奎斯特采样定律，在进行模拟/数字信号的转换过程 中，当采样频率fs大于信号中最高频率fmax的2倍时（

11、fs>=2fmax），采 样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证 采样频率为信号最高频率的 510倍。3、多路幵关的工作原理。多路幵关主要用于把多个模拟量参数分时地接通，常用于多路参数共用一台A/D转换器的系统中，完成多对一的转换。多路幵关的特点。答：采用标准的双列直插式结构， 尺寸小，便于安排；直接及TTL （或 CMO）电平相兼容；内部带有通道选择译码器，使用方便；可采用正或负双极性输入； 转换速度快，通常其导通或关断时间在1ms左右，有些产品已达到几十到几百纳秒（ns ）。4、 多路幵关如何扩展？试用两个CD4097扩展成一个双16路输入和双2 路输入系统

12、，并说明其工作原理。答：扩展时，将多路幵关芯片交替使能（反相器）即可，两路幵关扩展仍 不能达到系统要求是，可采用译码器控制芯片使能端。5、试用CD4051设计一个32路模拟多路幵关，要求画出电路图并说明其工作原理。思路：因为CD4051只有八个输入接口，所以要构建32路的多路幵关需要用到4个CD405132路的多路幵关应有5个控制口，其中前三个是CD4051的输入口，后两个是控制口。（因为CD4051就有三个输入口）分别标为 D1、D2、D3 D4 D5 （ 0000011111，00000 第 0 通道、11111第31通道)。通过对4个CD4051的选择来实现32个通道口的选择(0 7、8

13、15、16 23、24 31)。如选择第三个 CD4051 时，可以选择 16-23 ( 1000010111) 通道口。然而CD4051的选择是通过控制各个 CD4051的INH高低电平来实现。比如想让第三个 CD4051接通，就令它的INH通高电平(此时D5=1、D4=0,INH3=!(D5&!D4)。故INH的选择是控制D5和D4的逻辑关系来达到的。其中INH1 = !(!D5&!D4); I NH2=!(!D5&D4); INH3二!(D5&!D4); INH4二!(D5&D4)。P26扩展16通道6、采样-保持器有什么作用？试说明保持电容的大小

14、对数据采集系统的影响。答：采样保持器的作用：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，就需要在 A/D转换器之前加入采样保持器。保持电容对数据采集系统采样保持的精度有很大影响：保持电容值小，则采样状态时充电时间常数小，即保持电容充电快，输出对输入信号的跟随特性好，但在保 持状态时放电时间常数也小，即保持电容放电快，故保持性能差；反之， 保持电容值大，保持性能好，但跟随特性差。7、 在数据采集系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样-保持器，为 什么？A/D转换时间较答：不是，对于输入信号变化很慢，如温度信号；或者快

15、，使得在A/D转换期间输入信号变化很小， 在允许的A/D转换精度内, 就不必再选用采样保持器。8、香农定理的基本内容是什么？采样频率的高低对数字控制系统有什么 影响？试举工业控制实例加以说明。答：采样频率高低对数字控制系统有些影响。采样频率高，则对数据采集 的准确性增加，但采样频率高，会过多的占用CPU的时间和内存资源，采样频率高，对采集的数据要进行实时分析和处理，CPU大部分时间用在数据采集分析处理上，影响了作其它事的时间。采样频率要低，就有可能 漏掉该采集的数据没采到，数据实时分析就有可能不正确。9、A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作用？答：A/D转换器是在数据进入微型计算

16、机之前，把模拟量转换成数字量；D/A 转换器是把经过微型计算机处理后的数据由数字量转换成模拟量。12、为什么高于8位的D/A转换器及8位的微型计算机的接口必须采用双 缓冲方式？这种双缓冲工作及 DAC0832的双缓冲工作在接口上有什么不 同？答：原因：数据要分两次或三次输入，双缓冲结构避免了产牛虚假的模拟 量输出值。主要区别：AD667的第一级由3个4位寄存器组成。第三章人机交互接口技术1、键盘为什么要防止抖动？在计算机控制系统中如何实现防抖？答：由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会马上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全地断幵，因而在按键闭合和断幵的瞬间均会出现一 连串的抖动，这称为按键

17、的抖动干扰。按键的抖动会造成按一次键产生的 幵关状态被CPU误读几次。为了使 CPU能正确地读取按键状态，必须在 按键闭合或断幵时，消除产生的前沿或后沿抖动。去抖动的方法有硬件方法和软件方法两种。硬件方法 是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等 硬件电路来避幵按键的抖动时间。软件方法是指编制段时间大于100ms的延时程序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前 沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为 该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。2、在工业过程控制中，键盘有几种？它们各有什么特点和用途？答：从功能上分：数字键和功能键。数字键用于数字的

18、输入；功能键用 于功能转换。从结构上分：非编码键盘和编码键盘。非编码键盘通过软 件识别按键；编码键盘通过硬件识别按键。3、试说明非编码键盘扫描原理及键值计算方法。答：扫描原理：通常采用软件的方法，逐行逐列检查键盘状态，当发现有键按下时，用计算或查表的方式得到该键的键值。扫描方法又分为程控扫描法、中断扫描法和定时扫描法。键值计算方法：判断有无键按下，去除键抖动，判断是哪一个键按下，以 求出闭合键的键值， 确定键值4、编码键盘和非编码键盘有什么区别？在接口电路和软件设计上有什么区别？答：编码键盘 能自动识别按下的键并产生相应的代码，以并行或串行方式 发送给CPU它使用方便，接口简单，响应速度快，但

19、需要专门的硬件电 路。非编码键盘 只简单的提供按键幵关的行列矩阵，有关键的识别，键码 的输入及确定，以及去抖动等功能均由软件完成。5、在计算机控制系统中，为什么有时采用复用键？复用键如何实现？答：为了节省按键的数量，所以采用 复用键。可以采用设置上下档幵关的 措施来构成复用键。6、什么叫重键？计算机如何处理重键？答：一次按键产生多次击键的效果，这叫做 重键。为排除重键的影响，编 制程序时，可以将键的释放作为按键的结束，等键释放电平后再转去执行 相应的功能。7、LED发光二极管组成的段数码管显示器，就其结构来讲有哪种两种接法？不同接法对字符显示有什么影响？答：就其结构来讲有共阴极及共阳极两种接法

20、。共阳极数码管的8个发光二极管的阳极二极管正端连接在一起。通常共阳极接高电平一般接电源 其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时则该 端所连接的字段导通并点亮。反之对应的LED段码不亮。对于 共阴极数码管则是高电平有效低电平无效。LED数码管显示器 共阴极的接法 是发光 二极管的阴极接地当数码管的笔划发光二极管的阳极为高电平时该笔划被点亮。共阳极的接法 是发光二极管的阳极接高电平当数码管的笔划发光 二极管的阴极为低电平时该笔划被点亮。8、多位LED显示器显示方法有几种？各有什么特点？答：常用的显示方法有两种：一种为动态显示，一种为静态显示。动态显示利用人的视觉暂留产生，优点

21、是使用硬件少，因而价格低，线路简单。但占用的机时长。静态显示占用机时少，显示可靠，但是使用元件多，线 路复杂。9、硬件译码和软件译码两种译码方法各有什么优缺点？答：软件译码 优点是电路简单，但显示速度有所下降。硬件译码既能节省计算机的时间，而且程序设计简单。10、LCD显示及LED显示原理有什么不同？这两种显示方法各有什么优缺点？答：LCD及LED是两种不同的显示技术，LCD是由液态晶体组成的显示屏， 而LED则是由发光二极管组成的显示屏。LED显示器及LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED的分辨率一般较低，价格也比较昂贵，因为集成度更高。11、在L

22、ED显示中，硬件译码和软件译码的根本区别是什么？如何实现？答：硬件译码，就是用硬件译码器代替软件求得显示代码，节省计算机的 时间，且程序设计简单。译码显示芯片将BCD码（或十六进制码）从相应端口输出即可完成显示。第四章 常用控制程序的设计1、工业控制系统中常用的报警方式有几种？试举例说明各自的应用场合。光：发答：声音：如电铃、电笛发出，蜂鸣器，集成电子音乐芯片;光二极管或闪烁的白炽灯等；语音报警，语音芯片； 图形及声音混合报 警，显示报警画面（如报警发生的顺序、 报警发生的时间、报警回路编号、 报警内容及次数等）。3、光电隔离器有什么作用？答：将被控系统及微型计算机控制系统通过光电效应连成系统

23、， 实现控制； 并且可以屏蔽电磁干扰等一些不利因素，提高控制精度。总之，有 耦合、 隔离和幵关的作用。4、试说明固态继电器及继电器控制有什么区别？答：在继电器控制中，采用电磁吸合的方式，是有触点的，会有火花或电 弧产生，由电磁铁驱动，电流控制范围小，动作时间有延迟。而固态继电器是带光电隔离的无触点幵关， 动作快，无火花或电弧，控制电流范围大， 几十到上百安培，但存在压降会发热，电流越大越严重，安装要加散热板。5、试说明固态继电器、大功率场效应管幵关及控制幵关有什么区别？它们分别用在什么场合？答：固态继电器：带光电隔离的无触点幵关; 大功率场效应管幵关： 无隔 离作用，高输入阻抗，低关断电流，相

24、应速度快，价格便宜，体积小；控制幵关：用于电气控制和热工仪表的过程控制时的一种特殊幵关。6、说明PW碉速系统的工作原理。答：通过改变电机电枢电压接通时间及通电周期的比值（即占空比）来控 制电机速度。这种方法成为 PWM在脉冲作用下，当电机通电时，速度增 加；电机断电时，速度降低。只要按一定规律改变通断电时间，电机转速即可得到控制 7、什么是远程报警？远程报警的关键技术是什么？答：在某些场合，或是由于距离太远，或者因无人值守，但是一旦发生报警，需立刻通知相关人员，则称为远程自动无线报警系统。 关键技术在于： 调制解调器，借助电话交换器网络、移动通信网络等现有通信系统进行通 信，且成本低，不受地域

25、和时域限制，做到安全、迅速和可靠。第六章总线接口技术1、什么叫总线？总线分哪两大类？分别说出它们的特点和用途？答：多个功能部件共享的信息传输线称为总线。总线分为串行和并行两类。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。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。2、串行通信传送方式有几种？它们各有什么特点？答：串行通信传送方式有同步通信和异步通信。异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中 的两个

26、相邻位代码间的时间间隔是固定的。同步通信 以一个帧为传输单位，每个帧中包含有多个字符。在通信过程中，每个字符间的时间间隔是 相等的，而且每个字符中各相邻位代码间的时间间隔也是固定的。3、波特率是什么单位？它的意义如何？答：符号/秒(symbol/s) 在电子通信领域，波特率(Baud rate )即调制速率，指的是信号被调制以后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对符号传输速率的一种度量,1波特即指每秒传输1个符号。4、收/发时钟在通信中有什么意义？答：建立准确的未定时信号。5、异步通信及同步通信的区别是什么？它们各有什么用途？答：所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端

27、和接收端的时钟信号 频率和相信始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数 据时具有完全一致的定时关系。异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符 内各位的时间间隔是固定的。同步通信要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致，发送端发送连 续的比特流。异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步。发送端发送完一个字节 后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。异步通信有起始位部分和终止部分，传输过程中多两个部分，降低了有效传输效率，所以异步 通信的通信幵销较大，但接收端可使用廉价的、具有一般精度的时钟来进 行数据通信。6、串行通信有几种传送方式？各有什么特点？答：异

28、步通信：异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的 时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间 隔是固定的。同步通信：同步通信以一个帧为传输单位，每个帧中包含有多个字符。在通信过程中，每个字符间的时间间隔是相等的，而且每个字符中各相邻 位代码间的时间间隔也是固定的。同步通信用于计算机到计算机之间的通信，以及计算机到 CRT或外设之间的通信。 详见P202-2047. 串行通信中为什么要用 MODEMMODE在接收和发送中的作用是什么？8.8. RS-232 总线在实际应用中有几种接线方式？它们都应用在哪些场合？8、RS-232 总线最重要的接线有哪些？其功能是什么？

29、答：TXD （第2脚）：发送数据线，输出。发送数据到 MODEMRXD（第3脚）：接收数据线，输入。接收数据到计算机或终端。RTS （第4脚）：请求发送，输出。计算机通过此引脚通知MODEM要求发送数据。CTS（第5脚）：允许发送，输入。发出 CTS作为对RTS的回答，计算机 才可以进行发送数据。DSR（第6脚）：数据装置就绪（即MODE准备好），输入。表示调制解调 器可以使用，该信号有时直接接到电源上，这样当设备连通时即有效。CD（第8脚）：载波检测（接收线信号测定器），输入。表示MODEia及电 话线路连接好。RI （第22脚）：振铃指示，输入。MODE若接到交换台送来的振铃呼叫信 号，就

30、发出该信号来通知计算机或终端。DTR（第20脚）：数据终端就绪，输出。计算机收到RI信号以后，就发出DTR信号到MODEM作为回答，以控制它的转换设备，建立通信链路。GND(第7脚)：地9、RS-422和RS-485总线为什么比 RS-232-C传送距离长？答：RS-422采用两对平衡差分信号线，RS-485采用一对。平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度， 能检测低至200mV勺电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。10、说明SPI总线、I2C总线各自的特点。答：SPI总线特点：全双工；主从方式；有 4种可编程主方式频率(最大为10.5MHz);最大从方式

31、频率为 2.1MHz;具有可编程极性和 相应的串行时钟；有传送结束中断标志；有写冲突出错标志；有总 线冲突出错标志。I2C总线特点：只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA 一条串行时钟线SCL每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在 的简单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主机 接收器；它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏；串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s ，快速模式下可达400kbit/s ，高速模式下可达3.4Mbit/s ；11. 设某一循环码，其生成多项式为G

32、(x) =x 4+X+1，试求出信息序列11101010001的循环校验码 CRC(要求写出计算步骤)。12. 设某一信息码，其生成多项式为 G (x) =x 4+x 2+X+1，R (x) =x 3+x 2试求出信息序列多项式 B (x) = x 6+x 5 的循环校验码CRC(要求写出 计算步骤)。16. Lo nWorks总线的核心部件是什么？它有几个微处理器？各有什么功 能？17. MC143150及MC14312C两种芯片在结构上有什么异同？12.11、现场总线有什么特点？常用的现场总线有几种类型？它们各有什么特点？答：特点：数字信号完全取代 420mA模拟信号；使基本过程控制、 报

33、警和计算功能等完全分布在现场完成；使设备增加非控制信息，如自诊断信息、组态信息及补偿信息等；实现现场管理和控制的统一；真正实现系统的幵放性、互操作性。5 大类型：CAN LonWorks、PROFIBUS HART和 FF第七章过程控制数据处理的方法1. 工业控制程序结构有什么特点？答：（1）可用程序代替硬件电路，完成多种运算（2）能自动修正误差（3）能对被测参数对象进行较复杂的计算和处理（ 4）不仅能对被测参数 进行测量和处理，而且可以进行逻辑判断（ 5）微型计算机数据处理系统 不但精度高，而且稳定可靠，不受外界干扰。2、 工业控制程序常用的语言有几种？它们分别应用在何种场合？答：汇编语言、

34、C语言、工业控制组态软件。汇编多用于单片机系统，用 于智能化仪器或小型控制系统；C语言主要用于工业PC的大型控制系统中；工业控制组态软件用于大型工业控制系统中。3、数字滤波及模拟滤波相比有什么特点？答：数字滤波是用程序实现的， 不需要增加任何硬设备，系统可靠性高； 可以多个通道共用，可以降低成本，还可以提高可靠性和稳定性；可以对频率很低的信号实现滤波，而模拟滤波器由于受电容容量的影响，频 率不能太低；灵活性好，方便。可以用不同的滤波程序实现不同的滤波 方法。4、常用的数字滤波方法有几种？它们各自有什么优缺点？答：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。

35、 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的误差所引起的脉动干扰比较有效。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。加权平均值滤波：可以提高滤波效果。滑动平均值滤波法： 采样时间短，可以提高检测速度。惯性滤波法：适用于慢速随机变量的滤波。 复合数字滤波：比单纯的平均值 滤波的效果要好6、算术平均滤波、加权平均滤波及滑动平均滤波三者的区别是什么？ 答：算术滤波 实际上是求取采样值的平均值，每一次采样值所占的比例均 相等；加权滤波则是在加权的基础上求取平均值，每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使

36、其所占的比例增大；滑动滤波则是每采一个 新数据，计算一个新的平均值，每次只更新一个采样值，因而采样速度快。7、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？答：意义：标度变换将数字量变成人们熟悉的十进制工程量，便于操作人 员对生产过程进行监视和管理。使用情况：在微机控制系统中，生产中的不同量纲的各种参数要经过变送器转换成ad转换器所能接受的的0-5v的电压信号，又转化为8为二进制数字量，为进一步显示记录打印报警等， 必须将这些数字量转化为不同的单位，以便操作人员对生产过程进行监事 和管理。工程量的实际值还需要经过一次变换，为了实现上述变换，可把 它设计成专门的工作程序，把各个不同的

37、参数所对应的数字量放在存储器 中，然后当某一参数进行标度变换时，只要调用标度变换子程序即可。8、在微型计算机控制系统中，系统误差是如何产生的？怎样自动校正系 统误差？答：误差产生原因：存在零点偏移和漂移，以及放大电路的增益误差及器 件参数的不稳定等现象；自动校正系统误差详见P266-2679、全自动校准及人工校准有什么区别？它们分别应用在什么场合？ 答：全自动校准由系统自动完成不需要人的介入，只适用于基准参数是电 信号的场合，他不能校正由传感器引入的误差，而人工校准就可以。全自 动校准适用于对电路器件没有高要求电路。10、为什么要采用量程自动转换技术？答：传感器提供的信号范围很宽，为了保证送到

38、计算机的信号一致，同时 为了减少硬件设备，使用了可编程增益放大器，通用性很强，方法倍数可以通过程序控制，使 A/D转换器满量程信号达到均一化，因而大大提高测11、线性插值有什么优缺点？使用中分段是否越多越好？答：它是代数插值法中最简单的形式，将非线性参量变为线性参量，使计 算方便，在误差范围内符合工程要求，缺点是精度低。不是，分段多了， 计算量比较大而且占用内存多。第八章数字PID及其算法1、在PID调节器中，系数Kp、K、Kd各有什么作用？它们对调节品质有什么影响？答：系数Kp为比例系数，提高系数Kp可以减小偏差，但永远不会使偏差减 小到零，而且无止境的提高系数 Kp最终将导致系统不稳定。比

39、例调节可以 保证系统的快速性。系数K为积分常数，K越大积分作用越弱，积分调节 器的突出优点是，只要被调量存在误差，其输出的调节作用便随时间不断 加强，直到偏差为零。积分调节可以消除静差，提高控制精度。系数K为微分常数，kd越大，微分作用越强。微分调节主要用来加快系统的响应 速度，减小超调，克服震荡，消除系统惯性的影响。2、在PID调节器中，积分项有什么作用？常规 PID、积分分离及变速积分3中算法有什么区别和联系？答：积分项用于消除静差。在常规PID调节中，由于系统的执行机构线性范围受到限制，当偏差较大时，会产生很大的超调量，使系统不停的震 荡。为消除这一现象， 积分分离法 在控制量幵始跟踪时，取消积分作用, 直到被跳量接近给定值时，才产生积分作用。而变速积分则是改变积分项 的累加速度，使其及偏差大小相对应，偏差大时，积分作用弱，偏差小时， 积分作用增强。变速积分和积分分离的控制方法很类似，但调节方式不同。 积分分离对积分项采取“幵关”控制，而变速积分则是线性控制。3、在数字PID中，采样周期是如何确定的？它及哪些因素有关？采样周期的大小对调节品质有何影响？答：一种是计算法，一种是经验法。因素：扰动频率的高低；对象的动态 特性；执行机构的类型；控制回路数；控制质量。T的大小的影响：T太小，偏差信号也过小，