最新计算机控制技术试卷

1、精品文档2009 2010 学年第二学期计算机控制技术试卷一、 问答题（共 60 分）1 在控制领域中，OGC 、DCS 、 DDC 、 SCC、 FCS 分别代表什么？OGC：操作指导系统(简称 OGC 系统 )是基于生产过程数据直接采集的非在线的闭环控制系统。DCS ：集散控制系统(简称 DCS)又称为分散控制系统。DDC ：直接数字控制，DDC 系统属于计算机闭环控制系统，是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式.SCC：监督控制包括1）SCC 加上模拟调节的控制系统，2）加上 DDC 的分级的控制系统FCS：现场总线控制系统，是一种新一代分布式控制结构。2模拟量输入输出通道的任务是

2、什么？答：把计算机输出的数字量装换成模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行机构，达到控制的目的DAC0832 的两级寄存器各自的控制信号是由哪些管脚信号组合而成的？两级寄存器可构成几种工作方式？在本实验中， DAC0832 的两级寄存器是什么工作方式？1）输入寄存器：受 le1 控制，分别由1le、组成2) 输入寄存器：le2 控制，由、组成2）分为三种：直通方式、单缓冲工作方式与多缓冲工作方式3）本实验采用的是双缓冲工作方式。4.对于 ADC0809 ，当输入模拟量为0 5V 时，精度是多少？.当输入电压是0.5V 、1.5V 、2.5V 、3.5V 、 4.5V 时，采样值分别是多少（用十

3、六进制表示）？答：=2=0.98U=所以采样值分别为：、精品文档精品文档5计算机控制系统的CPU 抗干扰措施有哪些？答： Watchdog(俗称看门口 )： Watchdog 俗称“看门狗” ，是工业控制机普遍采用的抗干扰措施，尽管采用各种坤宁宫干扰措施，仍然难以确保万无一失，Wtachdog则有 看守大门的作用，刚好弥补了这一缺憾，Watchdog 有多种用法， 但其最主要的应用则是用于因抗干扰引起的系统“飞程序”等出错的检测和自动恢复。电源监控（电检测及保护）：电压检测将空气Vcc ，每当 Vcc 低于所选择的容限时旧输出保持复位信号。 选择 50%的容许极限时TOL 接地端；选择 10%

4、的容许极限时，TOL 接 Vcc ，当 Vcc 恢复到容许极限内，复位输出信号至少保持250ms 的宽度，才允许电源供电并使微处理器稳定工作。复位： MAX1232的端考手动强制复位，该端保持Tpbd 是按钮复位延迟时间，当升到大于一定电压后复位输出保持至少250ms 的宽度。6在连续控制系统中，常用的控制规律是什么？在此控制系统中，若想增加系统的稳定性、消除系统静差或加快系统的响应，应如何实现？答： 1）根据比例（ p）、积分（ I）、微分（ D）进行控制（简称pid）是应用最为广泛的一种控制规律2）可采用改进的数字pid 控制器a）积分的改进：积分分离、抗积分饱和、梯形积分、消除积分不灵敏

5、区b）微分的改进：不完全积分pid 控制算法时间最优pid 控制。带死区的pid 控制算法。7采样周期T 的选择原则是什么？1）首先考虑的因素：香农采样定理给出了采样周期的上限，根据采样定理，采用周期应满足 T其中为采样信号的上限角频率，采样周期的下限为计算机执行控制程序和输入输出所耗费的实践，系统采样周期只能在Tmin 与 Tmax之间选择。采样周期T 既不能太大也不能太小。2）还要考虑以下因素：给定值的变化率，被控制对象的特性，执行机构的类型，控制算法精品文档精品文档的类型，控制的回路参数等。8. 什么是积分分离法，采用该方法有何好处？答：在一般的pid 控制中，当有较大的扰动或大幅度改变

6、给定值时，由于此时有较大的偏差，以及系统有惯性和滞后，故在积分项的作用下， 往往会产生较大的超调和畅时间的波动。特别对于温度成分等变化缓慢的过程，这一现象更严重。为此，可采用积分分离措施，即偏差e （ k ）较大时，取消积分作用；当e（ K ）较小时才将积分作用投入。好处：消除残差，提高了控制性能.9计算机控制中的控制器的设计的两大类基本处理方法（思路）是怎样的？其代表性的基本控制方法请各举一例， 除此之外， 本课还讨论了实际中常用到的一些计算机控制方法，请举例说明。答： 连续化设计：采样周期短、控制算法简单的系统。忽略零阶保持器和采样器，求出系统的连续控制器，以近似方式离散化为数字控制器。比

7、如数字 pid 设计。离散化设计：采样周期长的或控制复杂的系统。直接使用采样控制理论设计数字控制器。它完全根据采样系统的特点进行分析与综合，并导出相应的控制规律，比模拟化设计更具有一般性。无论采样周期大小，直接数字设计都适用。比如低通滤波器离散化方法、最少拍控制算法。常用的计算机控制方法为：复杂控制技术包括介绍纯滞后控制、串级控制、前馈 -反馈控制、解藕控制、模糊技术等技术。甚至采用现代控制和智能技术。10.步进电机的运行速度和运行方向是怎样进行控制的？答：精品文档精品文档1)采用步进电机速度控制程序a)步进电机调速：改变输出脉冲的频率。b)可采用延时或定时器方法2)微机的运动控制功能改变输出

8、脉冲数，控制步进电机的走步数；改变各相绕组的通电顺序，控制步进电机的转向，正转、反转；改变输出脉冲的频率，控制步进电机的转速二、应用题（共 40 分）1 已知模入信号的最高频率为50Hz，如用一转换时间TA/D =40 s 的 10 位 A/D 转换器对其进行 A/D 转换，请说明是否需加采样保持器。答：由公式算得误差为：=2精度为 1.25%0.1所以不需采用采用采样保持器。2 若加工第三象限直线oM ，起点（ 0，0），终点（ 6， 5），试按逐点比较法进行插补计算并作出走步轨迹图。解：进给总步数Nxy |-6-0|+|-5-0|=11 ，将终点坐标的绝对值带入xe 、 ye。xe=6，

9、ye=5, F0 = 0, xoy=3直线插补走步轨迹图如下：-6-4-3-1-5-20-1-2-3-411-5插补计算过程为：步数偏差判别偏差计算精品文档精品文档坐标进给终点判别起点Nxy=11F0=01F0=0-xF1=F0-5=-5Nxy=102F1=-5-yF2=F1+6=1Nxy=93F2=1-xF3=F2-5=-4Nxy=84F3=-4-yF4=F3+6=2Nxy=75F4=2-xF5=F4-5=-3Nxy=66F5=-3-yF6=F5+6=3Nxy=57F6=3-xF7=F6-5=-2Nxy=48F7=-2-yF8=F7+6=4Nxy=39F8=4-xF9=F8-5=-1Nxy=210F9=-1-yF10=F9+6=5Nxy=111F10=5-xF11=F10-5=0Nxy=03已知模拟调节器的传递函数为：D( s)U (s)11 ， 试用一阶向后差分法离散化，求E (s)