计算机控制技术习题参考复习资料

1、文档编码 : CM10Y1K8P1G3 HO6D10O8D1N8 ZR4E4W2G3V10运算机把握技术（机械工业出版社范立南、李雪飞）习题参考答案第 1 章1填空题1 闭环把握系统,开环把握系统2 实时数据采集,实时决策把握,实时把握输出3 运算机,生产过程4 模拟量输入通道,数字量输入通道,模拟量输出通道,数字量输出通道5 系统软件,应用软件2选择题1 A 2 B 3 C 4 A 5 B 3简答题1 将闭环自动把握系统中的模拟把握器和和比较环节用运算机来代替,再加上 A/D 转换器、 D/A 转换器等器件,就构成了运算机把握系统,其基本框图如以下图；运算机把握系统由运算机（通常称为工业把握

2、机）和生产过程两大部分组成；工业把握机是指按生产过程把握的特点和要求而设计的运算机,它包括硬件和软件两部分；生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置；2 操作指导把握系统：其优点是把握过程简洁,且安全牢靠； 适用于把握规律不是很清楚的系统, 或用于试验新的数学模型和调试新的把握程序等；其缺点是它是开环把握结构,需要人工操作,速度不能太快,把握的回路也不能太多,不能充分发挥运算机的作用；直接数字把握系统：设计灵敏便利, 经济牢靠；能有效地实现较复杂的把握,如串级控制、自适应把握等；监督运算机把握系统：它不仅可以进行给定值的把握,仍可以进行次序把握、最优把握、自适应把握等；其中 S

3、CC+模拟调剂器的把握系统,特别适合老企业的技术改造,既用上了原有的模拟调剂器,又可以实现正确给定值把握；SCC+DDC 的把握系统,更接近于生产实际,系统简洁,使用灵敏,但是其缺点是数学模型的建立比较困难；集散把握系统：又称分布式把握系统,具有通用性强、系统组态灵敏,把握功能完善、数据处理便利, 显示操作集中, 调试便利, 运行安全牢靠, 提高生产自动化水平和治理水平,提高劳动生产率等优点；缺点是系统比较复杂；运算机集成制造系统：既能完成直接面对过程的把握和优化任务,仍能完成整个生产过程的综合治理、 指挥调度和经营治理的任务；但是运算机集成制造系统所要解决的不仅是局1 / 23 部最优问题,

4、而是一个工厂、一个企业乃至一个区域的总目标或总任务的全局多目标最优,即企业综合自动化问题；现场总线把握系统：成本低、 牢靠性高, 而且在同一的国际标准下可以实现真正的开放 式互联系统结构；嵌入式把握系统：嵌入式把握系统是面对特定应用而设计的、对功能、牢靠性、成本、体积、 功耗等进行严格要求的专用运算机把握系统,具有软件代码小,高度自动化,响应速 度快等特点,制作成本高,但系统开发投入低,应用灵敏；3 操作台是一个实时的人机对话的联系纽带；通过它人们可以向运算机输入程序,修改内存的数据, 显示被测参数以及发出各种操作命令等；它主要包括以下4 个部分： 作用开关、一组功能键、屏幕或显示器、一组数字

5、键；4 牢靠性高和可修理性好、把握的实时性好、 环境适应性强、 输入和输出通道配套好、系统的扩充性好、把握软件包功能强、系统通信功能强 5 具有实现全数字化、开放性、智能化、互操作性、风险分散性、适应性强等优点；6 嵌入式把握系统具有以下几个特点：嵌入式系统是将先进的运算机技术、相结合的产物；半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用嵌入式系统通常是面对用户、面对产品、面对特定应用的；嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升级换代也是和具体产品同步进行的；为了提高执行速度和系统牢靠性,片机中,而不是存贮于磁盘等载体中；嵌入式系统中的软件一般都固化在储备器芯片或单嵌入式系统本身并不具备在其上进

6、行进一步开发的才能；在设计完成以后, 用户假如 需要修改其中的程序功能,也必需借助于一套开发工具和环境；要求嵌入式系统所支持的开发工具易学、易用、牢靠、高效；第 2 章1填空题 1 s 2 max2 信号调理电路,多路开关,前置放大器,采样保持器,AD 转换器 3 用来切换模拟电压信号的关键元件 4 脉冲启动,电平把握 5 中断,查询,延时 6 查询,延时,中断 7 双缓冲,单缓冲,直通,单极性,双极性 2选择题1 A 2 C 3 B 4 D 5 A 6 C 7 B 8 D 3简答题1 在运算机把握系统中,常用的信号有 信号；3 种类型,即模拟信号、离散模拟信号和数字2 假如连续信号 x t

7、具有有限频谱,其最高频率为 max,就对 x t 进行周期采样且采样角频率 s 2 max 时,连续信号 x t 可以由采样信号 x * t 惟一确定,亦即可以从 x * t 不失真地复原 x t ；3 不是；假如输入信号变化很慢（如温度信号）或者 A/D 转换时间较快,使得在 A/D转换期间输入信号变化很小,在答应的 A/D 转换精度内,不必再选用采样 /保持器；4 信号调理电路是把传感器输出的信号或变送器输出的信号中,较小的电压信号经过2 / 23 模拟量输入通道中的放大器放大后,变换成标准电压信号（如 05V,15V ,010V,-5+5V等）,再经滤波后才能送入 A/D 转换器； 而对

8、于电流信号应当通过 I/V（电流 /电压） 变换电路,将电流信号转换成标准电压信号,再经滤波后送入 A/D 转换器；当有多个输入信号需要检测时,利用多路开关可将各个输入信号依次地或随机地连接到公用放大器或A D 转换器上, 实现对各个输入通道的分时把握；多路开关是用来切换模拟电压信号的关键元件；前置放大器的任务是将模拟小信号放大到 A/D 转换器的量程范畴内（如 05V ）；A/D 转换器需要确定的时间才能完成一次 A/D 转换,因此在进行 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 S/H；A/D 转换器的作用就是把模拟量

9、转换为数字量,以便于运算机进行处理；5 模拟量输入通道,数字量输入通道,模拟量输出通道,数字量输出通道；6 当转换终止时,A D 转换器芯片内部的转换终止触发器置位,并输出转换终止标志电平,以通知主机读取转换结果的数字量；依据该信号在 I/O 把握中的连接方式,A D 转换器有查询、延时和中断把握方式；接受查询方式时,转换终止引脚通常连接到数据线或 I/O 口线上； 这种方法程序设计比较简洁, 且牢靠性高, 但实时性差； 但由于大多数把握系统对于这点时间都是答应的,所以,这种方法用得最多；接受延时方式时,转换终止引脚悬空；在这种方式中,为了确保转换完成,必需把时间适当延长,因此,其速度比查询方

10、式仍慢,故应用较少；INT1接受中断方式时, 转换终止信号通常与运算机的外部中断引脚连接（如 80C51 的INT0或）；在中断方式中,CPU 与 A/D 转换器是并行工作的,因此,其工作效率高；在多回路数据采集系统中一般接受中断方式；7 数字量输入通道中常用的信号调理电路有：在小功率输入调理电路如接受RC滤波电路排除开关抖动的方法；接受RS触发器排除开关两次反跳的方法；大功率调理电路如高压与低压之间, 用光电耦合器进行隔离；沟通输入信号检测电路如电感、压敏电阻和光耦合器协作使用的电路；8 在数字量输出通道中的驱动电路,对于低电压情形下开关量把握输出,可接受晶体管、 OC 门或运放等方式输出；

11、在驱动大型设备时,往往利用继电器作为把握系统输出到输出驱动级之间的第一级执行机构,通过第一级继电器输出,可以完成从低压直流到高压沟通的过渡；固态继电器是运算机测控系统中作为输出通道的把握元件的新型的电子继电器；4设计题（1）产生三角波的程序MOV A ,#00H DA1 ：MOV DPTR ,#0DFFFH MOVX DPTR ,A DA2 ：INC A JNZ DA1 DEC A DA3 ：DEC A MOV DPTR ,#0DFFFH MOVX DPTR ,A 3 / 23 JNZ DA3 AJMP DA2 产生梯形波DA0 ：MOV A ,#00H DA1 ：MOV DPTR ,#FF7

12、CH MOVX DPTR ,A INC A JNZ DA1 DEC A ACALL DL6ms DA2 ：MOV DPTR ,#FF7CH MOVX DPTR ,A DEC A JNZ DA2 MOV DPTR ,#FF7CH MOVX DPTR ,A ACALL DL6ms AJMP DA0 DL6ms ：MOV R1, #0CH DL1 MOV R2,#0FFH DL2 DJNZ R2, DL2 DJNZ R1,DL1 RET 2 1 接受直通工作方式2）单极性输出方式3）MOV DPTR ,#0FF7FH MOV A,#80H MOVX DPTR ,A DA0 ：MOV A,#0FFH

13、DA1 ：MOV DPTR ,#0FF7CH MOVX DPTR ,A DEC A JNZ DA1 MOVX DPTR ,A AJMP DA0 3 运算如下： U=10/256=0.039V/ 步下限对应的数值：1.5V/ U=38.4 步 ,取 38 步上限对应的数值：8.5V/ U=217.9 步,取 218 步程序清单如下：DA0 ：MOV DPTR,#0FF7FH ；38D=26 H MOV A,#80H MOVX DPTR ,A MOV R0,#26H 4 / 23 DA1 ：MOV DPTR,#0FF7CH ；218 D=0DA H MOV A,R0 MOVX DPTR ,A IN

14、C R0 MOV DPTR,#0FF7CH MOV A ,R0 MOVX DPTR ,A CJNE R0,#0DAH ,DA1 AJMP DA0 RET 4 1 把握口地址为 FF7FH ,C 口地址为 FF7EH,B 口地址为 FF7DH ,A 口地址为 FF7CH 2 接受查询方式3 MOV DPTR,#0FF7FH ；8255A 初始化AD0 ：MOV A ,#83H ；选择 IN0 ,且启动转换MOVX DPTR ,A MOV R0,#60H MOV DPTR,#0FF7EH AD1 ：MOV A ,#80H ；从 C 口读取数据MOVX DPTR ,A MOVX A, DPTR AD

15、2 ：ANL A,#04H ；屏蔽 PC73,PC10 位JNZ AD1 ；A=0 说明 PC2=0,开头转换MOVX A, DPTR ；A=1 ,再读 C 口数据ANL A,#04H ；如 A=1 表示转换终止JZ AD2 MOV DPTR , #0FF7DH ；读 A/D 转换结果MOVX A ,DPTR MOV R0, A RET 4 05V 5 CBA=111 5 将 ADC0809 的 EOC 引脚通过反相器连接到 80C51 的 INT 0,并设置为边沿触发ORG 0000H LJMP INTADC ORG 0003H LJMP ADINT0 ORG 0300H INTADC ：M

16、OV DPTR ,#0FF7FH ；8255A 初始化MOV A,#83H MOVX DPTR ,A MOV R0,#60H ;设置储备单元SETB IT0 ；选择 INT 0 为边沿触发方式5 / 23 AD0 ：SETB EA ；开中断INT0SETB EX0 ；MOV DPTR ,#0FF7EH ；选择 IN0 ,且启动转换MOV A,#80H MOVX DPTR ,A ADINT0 ：DPTR ,#0FF7DH ；读 A/D 转换结果MOV MOVX A,DPTR ；再次选择IN0 ,且启动转换MOV R0,AMOV DPTR ,#0FF7EH MOV A,#80H MOVX DPTR

17、 ,A RETI 6 LOOP ：MOV P1,#0FFH ；P1 为准输入口MOV A,P1 ；读入开关状态MOV DPTR , #7FFFH ；输出灯亮的模型MOVX DPTR , A 第 3 章1填空题 1 1 2 中间值 3 软件报警,直接报警 4 扫描法,线反转法 5 编程扫描,定时扫描,中断扫描 6 静态显示,动态显示 7 静态,时分割 2选择题1 B 2 B 3 C 4 C 5 B 6 B 7 D 8 D 9 B 3简答题 1 常用的数字滤波方法有程序判定滤波、算术平均值滤波、加权平均值滤波、中值滤 波、去极值平均滤波、滑动平均滤波、低通数字滤波；程序判定滤波适合于对随机干扰进行

18、滤波,算术平均值滤波、加权平均值滤波、去极值 流量等周期脉动的干扰进行滤波,中值滤波对 平均滤波、 滑动平均滤波主要适合于对压力、应去掉由于偶然因素引起的波动或采样器不稳当而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效,低通数字滤波适用于对高频和低频的干扰信号进行滤波；2 在程序判定滤波方法中,值不是越大越好；Y 通常依据体会数据得到,必要时,可由试验得出；其3 传感器或变送器检测的参数都需要换成A/D 转换器所能接收的05V 统一电压信号,又由 AD 转换成 00FFH（8 位）的数字量； 为进一步显示、 记录、 打印以及报警等,6 / 23 必需把这些数字量转换成不同的单位,以便操作人员对生产过程进

19、行监视和治理,必需进行标度变换；4 报警程序的设计方法主要有两种；一种是软件报警；这种方法的基本作法是把被测参数如温度、压力、流量、速度、成分等参数,经传感器、变送器、A D 转换送入运算机后,再与规定的上、下限值进行比较,依据比较的结果进行报警或处理,整个过程都由软件实现； 另一种是直接报警；基本作法是被测参数与给定值的比较在传感器中进行,假如被测参数超过给定值, 就会通过硬件向CPU 提出中断请求, CPU 响应中断后, 会产生报警信号；5 键盘实际上是一组按键开关的集合,其中一个按键就是一个开关量输入装置；由于 机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合或断开时不会马上稳固下来,会有瞬时的抖

20、动,抖动时间的长短由按键的机械特性准备,一般为 数据和命令,必需设法排除抖动；510ms；为了能使键盘给系统供应精确的排除按键抖动的措施有两种：硬件方法和软件方法；硬件方法可以接受RC 滤波消抖电路或 RS 双稳态消抖电路；软件方法是在第一次检测到有按键闭合时,第一执行一段延时10ms 的子程序,然后再确认该按键电平是否仍保持闭合状态电平,假如保持闭合状态电平就确认为真正有按键按下,从而排除了抖动的影响；6 LED 显示器有静态显示和动态显示两种显示方式；所谓静态显示方式,是由单片机一次输出显示后,就能保持该显示结果,直到下次送新的显示字型码为止；LED 工作于静态显示方式时,各位的共阴极（或

21、共阳极）连接在一起并接地（或接 +5V ）；每位的段选线分别与一个 8 位的锁存输出相连；静态显示方式中,由于显示器中的各位相互独立,故在同一时间里, 每一位显示的字符可以各不相同；这种显示方式的优点是显示器的亮度都较高,占用机时少,显示牢靠,编程简洁,治理也简洁,因而在工业过程把握中得到了广泛的应用；这种显示方式的缺点是使用元件多,且线路比较复杂,因而成本比较高；所谓动态显示, 就是单片机定时地对显示器件扫描,在这种方法中, 显示器件分时工作,每次只能有一个器件显示,而其他各位熄灭,但由于人眼有视觉暂留现象,只要每位显示间隔足够短,就可造成多位同时亮的假象,达到显示的目的；动态显示方式的优点

22、是使用硬件少,因而价格低； 但它占用机时长,只要单片机不执行显示程序, 就马上停止显示；由此可见,把握为主的把握系统中应用较少；这种显示方式将使运算机的开销增大；故在以工程7 LED 数码显示器是由发光二极管组成的,依据其内部发光二极管的连接方法不同,分为共阳极和共阴极两种；共阴极LED 数码显示器的发光二极管的阴极连接在一起,通常此公共阴极接地, 当某个发光二极管的阳极为高电平常,发光二极管点亮, 相应的段被显示；同样, 共阳极 LED 数码显示器的发光二极管的阳极连接在一起,通常此公共阳极接正电压；当某个发光二极管的阴极接低电平常,发光二极管被点亮,相应的段被显示；LCD 是一种借助外界光

23、线照射液晶材料而实现显示的被动显示器件；液晶显示器是在 平整度很好的玻璃面上喷上二氧化锡透亮导电层形成电极,在上、下导电层之间注入液晶材 料密封而成的； 如在液晶屏正面电极的某点和背电极间加上适当大小的电压,就该点所夹持 的液晶便产生“ 散射效应”,并显示出点阵；依据需要,可将电极做成各种文字、数字或点 阵,就可以获得所需的各种显示；LCD 显示器不能接受直流驱动,否就,会使液晶产生电解和电极老化,从而大大降低 液晶显示器的使用寿命；4设计题 1 解：电路原理图如下图所示：7 / 23 程序清单如下：MOV DPTR,#7FFFH ；8255A 初始化,方式0 MOV A,#98H ；PC3P

24、C0 输出方式, PC7PC4 输入方式MOVX DPTR ,A KEY1 ： ACALL KS1 JNZ LK1 NI：ACALL DL6ms ；调用延时子程序,延时 6ms AJMP KEY1 LK1 ：ACALL DL6ms ；延时 12ms ACALL DL6ms ACALL KS1 JNZ LK2 ACALL DL6ms AJMP KEY1 LK2 ：MOV R2,#FEH ；扫描模式 R2（按列逐列扫描）MOV R4,#00H ；R4 为列计数器LK4 ：MOV DPTR,#7FFEH ；扫描模式 8255A 的 PC 口MOV A,R2 MOVX DPTR ,A MOVX A,

25、DPTR ；读 8255A 的 PC 口JB ACC.7 , LONE ；转判 1 行, ACC.7=1 ,说明 0 行无键闭合MOV A,#00H ；0 行有键闭合,首键号 0 A AJMP LKP LONE ： JB ACC.6 , LTWO ；转判 2 行MOV A,#04H ；1 行有键闭合,首键号 4 A AJMP LKP LTWO ： JB ACC.5 , LTHR ；转判 3 行MOV A,#08H ；2 行有键闭合,首键号 8A AJMP LKP LTHR ： JB ACC.4 , NEXT ；转判下一列,MOV A,#0CH ；3 行有键闭合,首键号 12A LKP ：ADD

26、 A , R4 ；求键号 =列号 +行首键号PUSH ACC ；键号进栈爱惜LK3 ：ACALL DL6ms ；判定键释放否ACALL KS1 JNZ LK3 ；A=0 ,说明键释放8 / 23 COM ：POP ACC ；键号 A CJNE A,#09H,COM ；AJMP DIGPRO ；等于 9,转数字键处理JNC FUNPRO ；大于 9,转功能键处理AJMP DIGPRO ；小于 9,转数字键处理RET NEXT ： INC R4 ；列计数器加 1 MOV A,R2 ；判定是否扫描到最终一列JNB ACC.3 ,KND ；如 ACC.3=0 ,说明已经到最终一列RL A ；扫描模式左

27、移一位,预备扫描下一列MOV R2,A AJMP LK4 KND ：AJMP KEY1 KS1：MOV DPTR,#7FFEH ；全“0”扫描口 PC 口MOV A,#00H MOVX DPTR ,A MOVX A, DPTR ；读 PC7PC4 状态CPL A ANL A ,#0F0H RET DL6ms ：MOV R5,#0CH DL1 ：MOV R6,#0FFH DL2 ：DJNZ R6,DL2 DJNZ R5,DL1 RET 2 ORG 0000H MAIN: LJMP MAIN ；8255A 初始化,方式0 ORG 0003H LJMP LK1 ORG 0300H MOV DPTR

28、,#7FFFH MOV A ,#98H ；PC3PC0 输出方式, PC7PC4 输入方式9 / 23 MOVX DPTR ,A LK1 ：ACALL DL6ms ；延时 12ms ACALL DL6ms ACALL KS1 JNZ LK2 AJMP KND LK2 ：MOV R2,#FEH ；扫描模式 R2（按列逐列扫描）MOV R4,#00H ；R4 为列计数器LK4 ：MOV DPTR,#7FFEH ；扫描模式 8255A 的 PC 口MOV A,R2 MOVX DPTR ,A MOVX A, DPTR ；读 8255A 的 PC 口JB ACC.7 , LONE ；转判 1 行, AC

29、C.7=1 ,说明 0 行无键闭合MOV A,#00H ；0 行有键闭合,首键号 0 A AJMP LKP LONE ： JB ACC.6 , LTWO ；转判 2 行MOV A,#04H ；1 行有键闭合,首键号 4 A AJMP LKP LTWO ： JB ACC.5 , LTHR ；转判 3 行MOV A,#08H ；2 行有键闭合,首键号 8A AJMP LKP LTHR ： JB ACC.4 , NEXT ；转判下一列,MOV A,#0CH ；3 行有键闭合,首键号 12A LKP ：ADD A , R4 ；求键号 =列号 +行首键号PUSH ACC ；键号进栈爱惜LK3 ：ACAL

30、L DL6ms ；判定键释放否ACALL KS1 JNZ LK3 ；A=0 ,说明键释放POP ACC ；键号 A CJNE A,#09H,COM ；AJMP DIGPRO ；等于 9,转数字键处理COM ：JNC FUNPRO ；大于 9,转功能键处理AJMP DIGPRO ；小于 9,转数字键处理RET NEXT ： INC R4 ；列计数器加 1 MOV A,R2 ；判定是否扫描到最终一列JNB ACC.3 ,KND ；如 ACC.3=0 ,说明已经到最终一列RL A ；扫描模式左移一位,预备扫描下一列MOV R2,A AJMP LK4 KND ：RETI KS1：MOV DPTR,#7

31、FFEH ；全“0”扫描口 PC 口10 / 23 MOV A,#00H MOVX DPTR ,A MOVX A, DPTR ；读 PC7PC4 状态CPL A ANL A ,#0F0H RET DL6ms ：MOV R5,#0CH DL1 ：MOV R6,#0FFH DL2 ：DJNZ R6,DL2 DJNZ R5,DL1 RET 3 设计思路：设置一个标志模型单元,比如 20H 单元,令 20H.3、20H.2、20H.1 和 20H.0 分别为四位数据的标志位,假如该位为 0,且不显示,就对应的标志位置 1,在取数据前将该单元清0；从高位即 DATA+3 单元开头取数据；在取一位数据时,

32、先判定是否为 0,如不为 0 就显示,并取下一位数据；如为 0,判读其是否是最低位,如为最低位就显示,否就检查其高位的标志位是否为 1,假如为 1,说明其高位为 0,那么本位也不显示,并将其标志位置 1,然后取下一位数据；4 利用公式A xA 0A mA 0NxN00,NmFFH代入上式得NmN0其中A 0200,A m1200,N0A x200 1200200 Nx2001000Nx255255在编程时,可以调用浮点数乘法和加法子程序来实现；5 设正常参数存放在30H 单元,采样值存放在SAMP 单元；ALARM: ORG 8000H ；采样值存放地址DPTR MOV DPTR, #SAMP

33、 ALARM0: MOVX A, DPTR ；取采样值CJNE A,30H, AA ；不相等,就声光报警MOV A,02H ;相等,就绿灯亮MOV P1,A 11 / 23 RET AA: MOV A,#81H MOV P1,A RET 5运算题 1 思路：梯度炉温度变化与温度变送器输出呈线性关系,故可以线性参数标度变换；但由于 0对应的不是00H,所以应选择N ,即 01V 所对应的数字量；N033 H1V 电压所对应的数字量为25551,其变为十六进制数为33H,所以59BH155 DA xA 0A mA 0NxN01600155-51815 .69NmN0255-512 A 0400,A

34、 m1200,N00,NmFFH255,ABH171AxA 0A mA 0NxN0400（1200400）171936NmN0255第 4 章1填空题 1单位圆内,圆上或圆外,不稳固 2单位圆圆周,单位圆内,单位圆外 3虚轴,左半平面,右半平面 4采样周期,差 2选择题1C 2B 3 B 3简答题iz1闭环脉冲传递函数的全部极点（特点方程的根）必需在 Z 平面中的单位圆内,即1 i=1,2,.,N 2 与把握系统本身特性有关,又与参考输入形式有关4运算题 1 1 Gz 1aKz1eaTeaTeaTaTz1 zeaT2 GzaKTzKz 1z1a2z1 zeaT3 Gz=z1KTzz1 2aKz

35、1e2z1 az2 12 / 23 G z ZG 1s G 2s G 1G 2z z Cz 1G 1z G 2z R z G 1G 2z Hz 3 GzaKzzeaKzK 1eaaKKeaKKeaa2z1 zeaazaKezaKKKea22 zaKa2a2 eaKeaza2eaaKea4 1）系统不稳固,不稳固极点个数为：2 2）系统不稳固,不稳固极点个数为：1 3）系统稳固 4）系统稳固 5）系统不稳固,不稳固极点个数为：2 5设计题（1）1）系统稳固2）0K25 .7K 的取值范（2）T=1s 时0K.4 33; T=0.5s 时0K8 . 18当减小采样周期T,为使系统工作尽可能接近于相

36、应的连续系统,就增益围加大了；（3）K0Kc24.（4）系统不稳固,（5）0Kc4（6）Cz120. 368z10.264z2z30 .368z1z214.z31 .4z4.故z11 .632z20 .632从上述数据可以看出,系统在单位阶跃函数作用下的过渡过程具有衰减震荡的形式,系统是稳固的；（7）输入为单位阶跃时,e00单位速度函数输入时,e单位加速度输入时,e（8）0 （9）1 （10）此题T1 s13 / 23 1）系统稳固2）K0. 01T 3v0. 843）s,K3第 5 章1选择题1 C 2 A 3 D 4 A 5 A 2简答题1 比例把握能提高系统的动态响应速度,快速反应误差,

37、从而减小误差,但比例把握不能排除稳态误差,KP的加大,会引起系统的不稳固；积分把握的作用是排除稳态误差,由于只要系统存在误差,积分作用就不断地积存,输出把握量以排除误差,直到偏差为零,积分作用才停止, 但积分作用太强会使系统超调量加大,甚至使系统显现振荡；微分把握与偏差的变化率有关,它可以减小超调量,克服振荡,使系统的稳固性提高,同时加快系统的动态响应速度,减小调整时间,从而改善系统的动态性能；2 被控对象的特性、扰动信号周期、把握的回路数、执行机构的响应速度、把握算法的类型、给定值的变化频率、A/D 、D/A 转换器的性能；3 从香农采样定理可知,只有当采样频率fs2 fmax时,才能使采样

38、信号不失真地复现原先的信号；从理论上讲,采样频率越高,失真越小；但从把握器本身而言,大都依靠偏差信号 E（k）进行调剂运算；当采样周期 T 太小时,偏差信号 E（k）也会过小,此时运算机将会失去调剂作用；采样周期 T 过长又会引起误差；因此,选择采样周期 T 时,必需综合考虑；4 一般 PID 算法是在整个把握期间,比例、积分和微分系数为恒定不变的；积分分别PID 算法是设置一个积分分别阈值 ,当 e k 时,接受 PID 把握,以便于排除静差,提高把握精度；当 e k 时,接受 PD 把握,以使超调量大幅度降低；变速积分 PID 是设法转变积分项的累加速度,使其与偏差的大小相对应；偏差越大,

39、积分速度越慢；反之,偏差越小时,积分速度越快；5 略3运算题1 解：由Ds 1Us KPP11sTDsKPKP1KPTDsEs TITIsDs 0. 17s2110. 085 s0 . 085s解得：KP2,K111 . 765,KPTD0TI.0 08514 / 23 又由于 T=0.2s,所以KP T.010. 2.2 3532 e k2 . 353ike iT085I1所以位置型PID 算法输出表达式为：ukKPe kTik0e iT De ke kTIT0增量型 PID 算法输出表达式为：ukKPeke k1Te kTDe kk2e k1 1e k2TIT2 2eke k12.353e

40、 k.4353 e2e kD s 10 . 15 s311.005 s.0 05s0KP3,KP120,KPTDTI0 . 05KIKPT20,KDKPTD0T IT第 6 章1填空题 1 广义脉冲传递函数单位圆内的非零零点 2 ）直接数字把握,纯滞后,调剂时间,超调量3 ）10 .9z12选择题 1D 2A 3D 4D 5B 3简答题 1 不答应；离散系统稳固的充分必要条件是闭环脉冲传递函数的全部极点在 Z 平面 的单位圆内；（2）直接依据离散系统理论来设计数字把握器的方法称为系统的直接数字化设计；不 是；（3）设计一个数字调剂器,使系统到达稳固时所需要的采样周期最少,而且系统在采 不存在静

41、差； 在各种使系统在有限拍内到达稳态的设 样点的输出值能精确地跟踪输入信号,计中,系统精确跟踪输入信号所需的采样周期数最少；数字把握器必需在物理上可实现；闭环系统必需是稳固的；1考虑不同类型输入,选择中意最少拍的 eWz 的形式；2考虑 Dz 可实现性,z应包含 z-r 因子和 Gz 中|zi|1不包括 z1 点的零点；3考虑系统稳固性,Wz 应把 Gz中的不稳固极点 e|pi|1不包括 z1 点作为自己的零点；局限性 : 15 / 23 1 系统的适应性差；改进方法：引入加权因子；2 在采样点之间存在纹波,增加了功率损耗和机械磨损；改进方法：无纹波设 计；（4）无单位圆上或单位圆外零极点,无

42、纯滞后环节z的多次方（即幂次2）；（5）如广义对象 Gz 中有极点存在, 就应用 Dz 或但用 Dz 来Wz 的相同零点来抵消；e抵消 Gz 的零点是不行靠的,由于 Dz 中的参数由于运算上的误差或漂移会造成抵消不完全的情形,这将有可能引起系统的不稳固,所以,Gz 的不稳固极点通常由 Wz 来抵消；给 e Wz e增加零点的后果是推迟了系统排除偏差的时间；Gz 中显现的单位圆上 或圆外 的零点, 就既不能用 Wz 中的极点来抵消,由于 e eWz 已选定为 z 的多项式,没有极点,也不能用增加Dz 中的极点来抵消, 由于 Dz 不答应有不稳固极点,这样会导致数字把握器 Dz 的不稳固；（6）第

43、一步：依据被控对象的数学模型求出广义对象的脉冲传递函数 Gz ；其次步：依据输入信号类型,查表 6-1 确定误差脉冲传递函数 W ez；第三步：将 Gz、W ez带入 D z 1 W e z ,进行 Z 变换运算,即可求出数字把握G z W e z 器的脉冲传递函数 Dz ；第四步：用 Uz 判定所设计的 Dz 是否是最小拍无波数字把握系统；第五步：依据结果,求出输出序列及其响应曲线等；（7）纯滞后惯性系统,因答应它存在适当的超调量,当系统参数设置不适合或不匹配时,可能使数字把握器输出接近 现象；1/2 采样频率的大幅度上下摇摆的序列,这种现象称为振铃振铃现象产生的根源在于 Qz中 z=-1

44、邻近有极点所致； 由书中表 6-2 可以看出, 极点 z=-1时最严肃,在单位圆中离 z=-1 越远,振铃现象就越弱；在单位圆内右半平面有极点时,就会减轻振铃现象,而在单位圆内右半平面有零点时,会加剧振铃现象；（8）大林提出一种排除振铃现象的方法,即先找出造成振铃现象的极点的因子,令其z=1,这样便排除了这个极点；用Dz K 1e 1eT/T 0 1eT/T 1z1 11eT/T 2z1zN1T/T 1 1eT/T 2 1eT/T 0z 1eT/T 0（9）直接程序设计法的优点是,除了i0时涉及e kT的一项外,其余各项都可在采e kT前全部运算出来,因而可大大削减运算机延时,提高系统的动态性

45、能；串行法和并行法在高阶数字把握器设计时,可以简化程序设计,只要审计出一阶或二阶的 D z 子程序,通过反复调用子程序即可实现 D z ；这样设计的程序占用内存量少,容易读,且调试便利； 在串行和并行法程序设计中,需要将高阶函数分解成一阶或二阶的环节,这样的分解并不是在任何情形下都可以进行的；此时如接受直接程序设计法就优越性更大4运算题（1）ukTe kTT4 UkTT4 UkT2 T16 / 23 （2）uk3 u1k0.6 u1k1 1 05.u k21 1 （3）uk0.1 e k1.805 u 1k1.62 uk5设计题（1）Dz 0G z 0,4 10 5.z12C 3 T3.2z

46、W ez 1z1C0,CTC2 T,2（2）由上述争辩可见,按某种典型输入设计的最少拍系统,当输入形式转变时,系统性能变坏,输出响应不愿定理想；说明最少拍系统对输入信号的变化适应性较差；（3）CDz5.435 105.z1 1.0.368z1.z1 10.718z1 1z z R z 2z23z34z4c0=0,cT=0 ,c2T=2, c3T=3, c4T=4. 经过 2 拍后,输出波形图CkT 如下图所示；（4）Dz G zz 2 . 4510. 6065z1z W e1.0 459z1（5）答案见书中【例 6.8】；如此题改为单位速度输入,就17 / 23 Dz Gz 1z 0 . 64

47、z110. 42z2 10 . 286 z12. 415 z1 10. 656 z2 10 . 286 z1z 0 .265 z11 . 36z1.0 23z211 . 36z1.023 z2把握器输出ukT 系统输出 ckT （6）Dz1W ezz1z0.779z224. 5 1.078z1GzW ez.0 22110.221 z1z1把握器输出波形系统输出波形（7）把握器的输出为UzDzWezRzrTz34 Tz24 Tz14 Tz14 Tz25 Tz3.12z1z2经过两拍之后,输出量ukTuk1T1T2 Tz23 Tz34 Tz45 Tz5.Tz1系统输出量Cz zRz2z1z2z12

48、经过两拍后,输出量ckTkT系统输出量：Cz zRz.24z1z20. 25 z31Tz122 . 4 Tz2.2 4 Tz33 4. Tz42 . 56 Tz5.10 . 6z2.02 z3z1当参数变化时, 系统的性能变坏,输出的响应不理想,说明最少拍系统对被控对象模型参数的变化适应性较差；D（8）此题的被控对象传递函数改为/ TWds es2 0 . 607z1 10 . 368 z1s1 sz K1eT/T 1eT/T z1 1eT2z112 . 92 1e1/2T 1 C1C2z1 1eT/T z1 1eT/T zN1 1.46337 z1 1e1/2T z1 1e1/2T z318

49、 / 23 9 uk24e kuk1 uk2程序略；第 7 章1填空题 1 空间感应的干扰,过程通道的干扰,电源系统的干扰,地电位波动的干扰,反射波 的干扰2 直接耦合方式,公共阻抗耦合方式,电容耦合方式,电磁感应耦合方式,辐射耦合 方式,漏电耦合方式3 指令冗余技术,软件陷阱技术,辨别上电方式,系统的复位处理,Watchdog 技术 4 沟通地,系统地,安全地,数字地,模拟地 5 光电隔离,继电器隔离,变压器隔离,接受双绞线作信号线 2选择题1 C 2 D 3 A 4 D 5 D 3简答题 1 常用的硬件抗干扰措施有光电隔离、继电器隔离、变压器隔离、接受双绞线作信号 线、屏蔽 RAM 数据掉

50、电爱惜等；19 / 23 2 常用的软件抗干扰措施有指令冗余技术,软件陷阱技术,辨别上电方式,系统的复 位处理, Watchdog 技术等；3 光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管封装在一个管壳内,以光为媒介传输信号的器件,其输入和输出在电气上是隔离的,所以抗干扰才能很强；不能共用电源,保证运算机与现场仅有光的联系,切断干扰通路,也防止形成地环流；4 所谓软件陷阱,就是当PC 失控,造成程序“ 乱飞” 而进入非程序区时,在非程序区设置一些拦截程序,将失控的程序引至复位入口地址 0000H 或处理错误程序的入口地址ERR,在此处将程序转向特地对程序出错进行处理的程序,使程序纳入正轨；软件陷阱一般

51、在未使用的中断向量区、未使用的EPROM 空间、表格、运行程序区,另外在进行 RAM 的数据读写之前,测试 RAM 读写通道的畅通性,可以通过编写陷阱实现；5 所谓指令冗余技术是指在程序的关键地方人为地加入一些单字节指令 NOP,或将有效单字节指令重写,当程序“ 跑飞”到某条单字节指令上,就不会发生将操作数当作指令来执行的错误,使程序快速纳入正轨；常用的指令冗余技术有两种：指令冗余；4设计题 1 START: ORG 0000H AJMP START MOV A, SP NOP 指令的使用和重要LOOP: CJNE A, 07H, LOOP ;SP 不为 07H 就转移LJMP START0

52、;转向系统初始化入口LJMP ERR ;转向出错程序处理2 ORG 0000H ;50H 中不为 55H 就转AJMP START START: MOV A,50H CJNE A,#55H,LOOP MOV A,51H ;51H 中不为 AAH 就转CJNE A,#0AAH,LOOP LJMP ERR ;转向出错处理程序LOOP: MOV 50H,#55H ;转向系统初始化入口MOV 51H,#0AAH LJMP START0 3 AGAIN: MOV R7,#3 ;R7 为计数器DF00H MOV DPTR,#0DF00H ;输出端口地址MOV A,#80H ;闭合接点DF00H MOVX

53、DPTR,A LCALL DELAY20ms ;输入端口地址MOVX A,DPTR 20 / 23 JB ACC.7,NEXT ;检测状态MOV A,#00H MOVX DPTR,A ;释放接点LCALL DELAY5ms DJNZ R7,AGAIN LJMP ERROR ;转故障处理NEXT: 第 8 章1填空题1 安全牢靠2 备份工作方式,主从工作方式,双工工作方式,分级分布式把握方式3 定时大事,随机大事4 系统软件,应用软件5 实时性,针对性,灵敏性和通用性,牢靠性2选择题1 D 2 C 3 D 4 A 5 B 3简答题1 安全牢靠,操作爱惜便利,实时性强,通用性好、便于扩充,经济效益高2 选择把握系统的结构和类型,选择检测元器件,选择执行机构, 选择输入 /输出通道及外围设备,牢靠性设计,支配硬件和软件的功能3 输送源程序到储备器,或者通过面板操作来监视程序执行情形； 打印、显示中间结果或最终结果； 依据工艺要求