计算机控制作业答案

1、6、PC总线工业控制机的8路模拟量输入通道线路连接原理图第第3章章 作业作业 10 10 请分别画出请分别画出D/AD/A转换器的单极性和双极性电压输出电路，转换器的单极性和双极性电压输出电路，并分别推到输出电压与输入数字量之间的关系式。并分别推到输出电压与输入数字量之间的关系式。解：解：（1）- -+ +OAOAV VoutoutR Rf fI Iout1out1I Iout2out2V VREFREFDAC0832DAC0832单单极极性性输输出出电电路路双双极极性性输输出出电电路路（2）根据上面两式，对于根据上面两式，对于8位位D/A转换器，有：转换器，有：D=0时，时，D=80H，D=

2、FFH，实现了双极性输出。实现了双极性输出。out1REFnDV=-V221133-()-2(-1)1222outREFoutREFREFREFnnRRDDVVVVVVRR out1out2REFV=0,V=-VREFout1REFout2REF88-1V128128V=-V-,V=V(-1)02221288 1255255,(1)22outREFREFoutREFREFVVVVVV 利用单片机利用单片机8051、AD574A等器件设计出等器件设计出8路模拟量采集路模拟量采集系统，请画出接口电路原理图系统，请画出接口电路原理图8255APB7PB0PA7PA4PC7PC0DB11DB4DB3D

3、B0STSR/C+5VCE12/8VLOGIC-12VAGND+12V100k100k100REF OUT10VINREF IN20VINVXA0DGNDCS接接PC总线总线AD574ABIP OFF 单极性输入单极性输入 双极性输入双极性输入 利用单片机利用单片机8051、DAC0832等器件设计出等器件设计出8路双缓冲模拟路双缓冲模拟量输出接口，并画出接口电路原理图。量输出接口，并画出接口电路原理图。 步步数数偏差判别偏差判别 坐标坐标 进给进给偏差计算偏差计算终点判别终点判别起起点点F0=0Nxy=81 F0=0-x F1=F0-2x+1=-7 Nxy=72 F1=-70 +y F2=F

4、1+2y+1=-6 Nxy=63 F2=-60 +y F3=F2+2y+1=-3 Nxy=54 F3=-30-x F5=F4-2x+1=-3 Nxy=36 F5=-30-x F7=F6-2x+1=1Nxy=18 F7=10-x F8=F7-2x+1=0Nxy=0第第5章章 作业作业6、假设加工第一象限逆圆弧、假设加工第一象限逆圆弧AB，起点，起点A 坐标为（坐标为（4,0），终点），终点B坐标为（坐标为（0,4），试进行插），试进行插补计算，作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。补计算，作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。 8 步进电机的作用，三相步进电机的有哪几种工作方步进电机的作用，三相

5、步进电机的有哪几种工作方式，并给出三相六拍控制方式输出的电机正反转控制字。式，并给出三相六拍控制方式输出的电机正反转控制字。 答：步进电机的作用是将电脉冲信号直接转变成与脉答：步进电机的作用是将电脉冲信号直接转变成与脉冲数成正比的角位移或直线位移量。冲数成正比的角位移或直线位移量。 三相步进电机的工作方式有单拍（简称单三拍）方式、三相步进电机的工作方式有单拍（简称单三拍）方式、双相三拍（简称双三拍）方式、三相六拍方式。双相三拍（简称双三拍）方式、三相六拍方式。 三相六拍控制方式的输出控制字：（假定步进电机的三相六拍控制方式的输出控制字：（假定步进电机的A、B、C分别连接数据总线的分别连接数据总

6、线的D0、D1、D2信号端）信号端） 正转：正转：01H03H02H06H04H05H 反转：反转：05H04H06H02H03H01H 3 已知模拟调节器的传递函数为已知模拟调节器的传递函数为写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2秒。秒。 解：解： sssEsUsD085. 017. 01)()()()1 (5111zTzs111111)1(51235. 4425. 0425. 085. 085. 1)1 (5085. 0)1 (517. 01)()()()(1zzzzzzsDzEzUzDzs即即)(2)(35.

7、 4)()(11zEzzEzUzzU将上式取将上式取z反变换，其差分方程为反变换，其差分方程为位置型：位置型：增量型：增量型：) 1(2)(35. 4) 1()(kekekuku) 1(2)(35. 4) 1()()(kekekukuku第第6章章 作业作业试设计分别在试设计分别在单位阶跃输入及单位阶跃输入及单位速度输入下设计有限拍无纹波单位速度输入下设计有限拍无纹波控制器。控制器。D(z) H0(s)G(s)E(z)U(z)R(s)Gc(z)HG(z)TTTTy(s)Y(z)7 设有限拍系统图如下，其中：设有限拍系统图如下，其中：) 1(5)(sssG采样周期采样周期T=1s，解：解： （1

8、） 广义对象的脉冲函数：因为广义对象的脉冲函数：因为T=1，所以，所以1111)1 (5) 1(5)1 () 1(51)(2121sssZzssZzssseZzHGTs)368. 01)(1 ()718. 01 (84. 11111)1 ()1 (51111112111zzzzzzezTzzT根据单位阶跃输入根据单位阶跃输入r(t)=1(t)的形式：的形式：)1 (1)(1zzR 由于广义对象的脉冲函数中有一个单位内的零点由于广义对象的脉冲函数中有一个单位内的零点z=-0.718z=-0.718，会引起纹波，应予以消除。会引起纹波，应予以消除。可得：可得：利用利用1-Ge(z)=Gc(z)1-

9、Ge(z)=Gc(z)，可求得：可求得：a=0.582,f=0.418a=0.582,f=0.418)718. 01 ()(11zazzGc)1)(1 ()(11fzzzGe则：则：)418. 01 ()368. 01 (164. 3)(1)()(1)(11zzzGzGzHGzDcc解：解： （2） 广义对象的脉冲函数，因为广义对象的脉冲函数，因为T=1，所以，所以1111)1 (5) 1(5)1 () 1(51)(2121sssZzssZzssseZzHGTs)368. 01)(1 ()718. 01 (84. 11111)1 ()1 (51111112111zzzzzzezTzzT根据单位

10、速度输入根据单位速度输入r(t)=t的形式：的形式：211)1 ()(zzzR 由于广义对象的脉冲函数中有一个单位内的零点由于广义对象的脉冲函数中有一个单位内的零点z=-0.718z=-0.718，会引起纹波，应予以消除。会引起纹波，应予以消除。可得：可得：利用利用1-Ge(z)=Gc(z)1-Ge(z)=Gc(z)，可求得：可求得：a=1.407,b=-0.826,f=0.592,a=1.407,b=-0.826,f=0.592,)718. 01)()(121zbzazzGc)1 ()1 ()(121fzzzGe则：则：)592. 01)(1 ()368. 01)(587. 01 (764.

11、 0)(1)()(1)(1111zzzzzGzGzHGzDcc9 设数字控制器，试求设数字控制器，试求 。 14 . 011)(zzD解在单位阶跃输入作用下，控制器输出的变换为解在单位阶跃输入作用下，控制器输出的变换为111176. 06 . 01114 . 011)()()(zzzzzRzDzU4 . 06 . 01)()0(TUURA5 （1） 什么是标度变换？（什么是标度变换？（2）在什么情况下使用标度）在什么情况下使用标度变换？（变换？（3）说明热电偶测量、显示温度时，实现标度变换的）说明热电偶测量、显示温度时，实现标度变换的过程。过程。答答（）（）标度变换（工程量转换）：将标度变换（

12、工程量转换）：将A/D转换后的数字量转换后的数字量转换成与实际被测量相同量纲的过程。转换成与实际被测量相同量纲的过程。 （）生产中各个参数有不同的数值和量纲（）生产中各个参数有不同的数值和量纲,如如Pa、等，等，这些参数经变送器转换成这些参数经变送器转换成A/D能接收的能接收的05V电压信号，又电压信号，又由由A/D （以（以8位为例）转换成位为例）转换成00FFH的数字量，不带量纲，的数字量，不带量纲，仅代表参数值相对大小。为方便操作及运算、显示和打印仅代表参数值相对大小。为方便操作及运算、显示和打印的要求，须把数字量转换成带有量纲的数值的要求，须把数字量转换成带有量纲的数值 。第第7章章

13、作业作业（3） 热电偶的电压输出与温度之间的关系表示为热电偶的电压输出与温度之间的关系表示为 ，温度与电压值存在一一对应的关系；经过放大倍数为，温度与电压值存在一一对应的关系；经过放大倍数为K1的的线性放大处理后，线性放大处理后， ，再经过，再经过A/D转换后输转换后输出为数字量出为数字量D1、D1数字量与模拟量成正比，其系数为数字量与模拟量成正比，其系数为K2，则则 。 这就是计算机接收到的数据，该数据只这就是计算机接收到的数据，该数据只是与被测温度有一定函数关系的数字量，并不是被测温度，是与被测温度有一定函数关系的数字量，并不是被测温度，所以不能相识该数值。要显示的被测温度值需要利用计算机

14、所以不能相识该数值。要显示的被测温度值需要利用计算机对其进行标度变换，即需推导出对其进行标度变换，即需推导出T与与D1的关系，在经过计算的关系，在经过计算得到实际温度值。得到实际温度值。 )(1Tfu )(1112TfKuKu)(211TfKKD 6 某压力测量仪表的量程为某压力测量仪表的量程为4001200Pa，采用，采用8位位A/D转换转换器，设某采样周期计算机中经采样及数字滤波后的数字量为器，设某采样周期计算机中经采样及数字滤波后的数字量为ABH，求此时的压力值。，求此时的压力值。解：解：,1200,400maxminAA1710,2550maxABHNFFHNx5 .936400)0171(02554001200)(minminminmaxminmaxANNNNAAAxx所以当采样值为所以当采样值为ABH时，电阻炉温度时，电阻炉温度936.5Pa 。7 某电炉温度变化范围为某电炉温度变化范围为01600，经温度变送器输出电压，经温度变送器输出电压为为15V，再经，再经AD574A转换，转换，AD574A输入电压范围为输入电压范围为05V，计算当采样值为，计算当采样值为3D5H时，电阻炉温度是多少。