《计算机控制技术》补充习题解

第一章习题1-1、计算机在计算机控制系统中的主要任务是什么？它的输入信息来自哪里？其输出信息又作用于什么地方？答：主要任务：执行人们预先编制好的并放在存储器的程序，收集从生产过程送来的过程参数，并进行处理、分析判断和运算，得到相应的控制信息，用它输出到生产过程，使过程参数趋于预定数值。 输入信息来自输入通道 输出信息作用于输出通道1-2、什么是计算机控制系统的实时性？为什么要强调它的实时性答：实时性主要包含3个方面的内容：实时数据采集、实时决策运算、实时输出控制。实时——要求控制用微机能够在规定的时间范围内完成规定的操作，实时即及时、即时、适时的意思，否则把微机放在控制系统中将没有任何实际意义。

1-3、要使计算机在控制系统中有实时控制作用，必须具备哪些基本条件？答：硬件方面：配有实时时钟和优先级中断信息处理电路。 软件方面：配有完善的时钟管理、中断处理的程序。第二章习题2-1存储器统一编址方式和I/O接口独立编址方式有什么不同？各有哪些优缺点？2-2微型计算机与外设交换数据有哪几种控制方式？它们各有什么优缺点？2-3请用74LS244和74LS273与8031，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量（开关量）输出接口，请画出接口电路原理图，并分别写出数字量输入和输出程序。输入：MOV DPTR,#port1MOVX A,@DPTR输出： MOV A，#nn MOV DPTR,#port2MOVX @DPTR,A解：P08031RDWR2441G2GCLR273CLK(Port1)(Port2)VCC2-4在模拟量输入通道中，采样保持器起何作用？是否所有的系统都需要采样保持器？为什么？答：采样保持器起何作用：减小孔径误差；可实现 多路信号在同一时刻采样。并不是所有系统都需要采样保持器。只有当孔径误差不满足要求时才用。2-5用CD4051组成64选1的多路转换器，请画出接线 图并说明工作原理。CD4051138CD4051D5D4D3D2D1D0CBACBACBAINHINHIN0IN7IN56IN63Y0Y71#8#解：2-6一个8位A/D转换器，孔径时间为100μs如果要求转换误差在A/D转换器的转换精度（0.4%）内，求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少（设Vf=100V）？答：

2-7给出ADC0809的量化单位和量化误差。答：量化单位：量化误差：2-8

按图编程。要求由通道IN5输入模拟量将其转换成数字量，并存入片内RAM30H单元中+5VVCCVREF(+)D0~7CBAALESTARTOE

EOC

CLKIN0::IN7VREF(-)GNDD2D1D0DQQCKP0WRP2.3RDP3.3ALEADCO8O98031 ORG4000H MOV R0,#30H MOVDPTR,#0F7FFH

MOV A,#05H MOVX@DPTR,A SETBP3.3HE: JB P3.3,

HE MOVXA,@DPTR MOV @R0,A END解2-9为提高转换精度，采用12位A/D转换器，设12位ADC内部无输出锁存器。试画出该ADC与8031的连接图，并说明工作原理。

D11D0INSTEOC12位ADC：：：：P0RDWRP1.08D锁存器cs4D锁存器csD0-7D0-3D8-11

IND0-7STEOCD8-11D0-7+++port1port3port2803112位A/D2－10对64路模拟信号进行数据采集，要求将采集到的数据存入到以DATA开始的片外RAM中。请画出接线图及程序框图并编写源程序。（采集一遍）多路开关ADC08098031CH0CH63：：：8031解：CD4051CD4051D2D1D0CBACBAINHINHIN0IN7IN56IN63Y0Y7138D5D4D3CBA1#8#+5VVCCVREF(+)D0~7CBAALESTARTOE

EOC

CLKIN0VREF(-)GNDDQQCKP0WRP2.7RDP3.3ALEADCO8O9

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT1 ORG 4000HMAIN:MOV R0,#DATA MOV R1,#20H MOV @R1,#00H SETB IT1 SETB EX1 SETB EA MOV DPTR,#7FFFH MOV A,@R1

MOVX@DPTR,AHE: AJMPHE

ORG 4100HINT1: MOV DPTR,#7FFFH MOVXA,@DPTR MOVX@R0,A INC R0 INC @R1

CJNE @R1,#64,DONE MOV @R1,#00H MOV R0,#DATAHDONE:MOV A,@R1 MOVX@DPTR,A RETI

2－11用DAC0832和8031组成一个产生如图所示波形的装置。要求：1画出DAC0832与8031的接线图；

2说明工作原理；

3写出程序流程图及源程序。+5V－5V20ms10mstv0解：根据题意接线为双极性输出，单缓冲输入。延迟时间 ORG4000H MOVDPTR,#0BFFFHSTEP: MOVA,#00HLOOP1: MOVX@DPTR,A ACALLDELAY39μs INC A

CJNEA，#0FFH，LOOP1LOOP2：MOVX@DPTR,A ACALLDELAY39μs DECA CJNEA，#0FFH，LOOP2 AJMP LOOP1:DELAY39μs::: : RET

3-1

若加工第二象限直线ON，起点坐标O(0，0)，终点坐标N(-4，6)，试按逐点比较法进行插补计算并作出走步轨迹图。解：Fm≥0时走－X方向一步

Fm

＜0时走＋Y方向一步∑＝4+6=10步数 偏差判别 走步 新偏差∑1 F=0 －X －6102 F＜0＋Y－293 F＜0＋Y284 F＞0－X－475 F＜0＋Y066F=0－X－657F＜0＋Y－248F＜0＋Y239F＞0－X－4210 F＜0＋Y013-2用逐点比较法实现第二象限顺圆AB，起点坐标

A(-6，0)，终点坐标B(0，6)的插补计算并作出走步轨图。解：F≥0走+XF＜0走+Y∑=6+6=12偏差判别坐标进给偏差计算坐标计算终点判断

F=0 （-6，0）∑=12F=0 +X F=-11 （-5，0） ∑=11F<0 +Y F=-10 （-5，1） ∑=10x04-1画出准连续数字P、PI、PID控制阶跃变化的响应，并与 模拟控制器的响应进行比较。KPIDkTu(kT)KPKPIDkTu(kT)KT/TiT越小越接近于模拟调节器4-2PID调节器的参数K，TI，Td，对控制质量各有什么影响？结合上题讨论改变采样周期T对控制质量的影响。⒈Kp对系统性能的影响

对动态特性的影响Kp,系统灵敏，速度加快；Kp偏大，加剧震荡，调节时间加长；当Kp太大时，系统不稳定；若Kp太小则ts.

对稳态特性的影响Kp,ess,提高控制精度，但不能消除稳态误差。⒉Ti对系统性能的影响

对动态特性的影响积分控制通常使系统的稳定性下降。Ti

太小系统将不稳定；Ti偏小，震荡次数较多；Ti大对系统影响减少。

对稳态特性的影响积分控制能消除稳态误差，但Ti过大时，积分作用太弱，以致不能消除稳态误差。T的改变会引起TI，Td的变化⒊Td对系统性能的影响

微分控制可以改善动态特性，如σ%，ts, 允许加大Kp，使

ess,提高控制精度。6-1设

试针对单位阶跃输入，设计最少拍系统D(z)，并画出输出响应图。解：r=0,q=1,u=1,v=0,k=1S=max[k,q]=1,n=r+u=1,t=s+v=1解得：a1=0.403f1=0.597即y(0)=0,y(1)=0.403,y(2)=y(3)=…=1t/TY(k)112340*****6-2设，采样周期T=0.1S

试设计单位速度输入时的最少拍无纹波调节器D(z)。解：w=1,v=0,r=0,q=2