微机控制技术试卷A

-.z.**理工大学考试试题纸（A卷）课程名称微机控制技术专业班级自动化学院06级题号一二三四五六七八九十总分题分401015151010------------------------100备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)简答题：（每小题10分，本题共40分）1．计算机控制系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？2．在计算机控制系统中，采样周期T应取如何选定？3．以*一控制系统（如：温度控制系统）为例，简述计算机在一个控制周期内应完成哪些事情？4．什么是数字滤波器？列出三种数字滤波算法。现已知*炉温变化*围为0～1000℃，采用9位的A／D变换器，试问此时系统对炉温变化的分辨率为多少？若将变送器的测试起点迁移到500℃，保持同样的炉温变化的分辨率，试问此时可采用几位的A／D变换器就可以了？（本题共10分）根据主机（编程时CPU可在8051、8086中任选其一）与0809接口电路，回答问题并编程进行数据采集。（本题共15分）要求：1.回答问题:（1）按图中所示接线时，模拟量通道的测量电压*围是多少？（2分）（2）当模拟量输入4伏时，对应的数字量为多少？（3分）2.编程:进行第三通道的模拟量数据采集，零通道地址使用符号Address即可，程序要加注释。（10分）说明：对于CPU是8051时，0809的EOC接8051的/INT1，低8位地址线均为使用74LS373锁存后的地址线。四．根据主机（编程时CPU可在8051、8086中任选其一）与0832接口电路，回答问题并编程输出控制量。（本题共15分）要求：1.回答问题:按图中所示接线时，运放输出电压U0的输出*围是多少？（2分）当数字量为60H时，对应的模拟量U0为多少？（3分）2.编程:输出幅值为3.5伏的锯齿波，频率不限，地址使用符号Address即可。（10分）五．*热处理炉温度变化*围为50~2350度，经温度变送器（本题共10分）变换为1~5V电压送至ADC0809，ADC0809的输入*围为0~5V。*时刻采样得到转换结果为5AH，问此时炉内温度是多少度？写出中间过程。六．若加工第三象限直线oA，起点o（0，0），终点A（-2，-4），试按逐点比较法进行直线插补计算并作出走步轨迹图。（本题共10分）要求：（1）写出所用的偏差计算定义式及递推式（4分）（2）列表写出直线插补过程并作出走步轨迹图（6分）**理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸|课程名称——微机控制技术——（A卷）|一.问答题：（每小题5分，本题共30分）装1.主要由硬件和软件两部分组成，硬件包括：主机及操作台、通用外设I/O接口与通道、|信号的检测及变送、执行机构、被控对象组成；软件包括：系统软件、应用软件。|2.（1）据香农采样定理确定采样周期T的上限；（2）据执行机构和被控对象的特| 性：惯性大的对象，T取大；（3）从随动性、抗干扰的要求来看：T应取小一些；（4）|要实时完成一个控制周期内的任务，T不能太小。钉3.应完成：被控物理量的采集A/D转换、数字滤波、偏差的计算、控制算法计算控制量、|D/A刷新输出控制量。|4.数字滤波是通过程序对信号作数字化处理，以减少干扰在信号中的比重。常用的有：|一阶滞后滤波、限制变化速率滤波、中值滤波等。|5.；量程缩减了一半，用8位A/D即可。|二.（本题共10分）1.回答问题:（1）测量电压*围是0~+5伏；（2分）| （2）4伏对应为255*4/5=204=CCH（2分）| 2.编程:（1）//启动三通道IN3开始A/D转换，地址Address+3（2分）线 （2）//延时或中断或查询EOC上跳沿等待A/D转换结束（2分）| （3）//读取结果（2分） 具体程序略。|三.（本题共10分）1.回答问题:（1）运放输出电压U0的输出*围是0~-5v；（2分）| （2）60H时对应-1.88伏（2分）|2.编程:（1）//输出数字量0至0832即0伏，数字量加一（2分）| （2）//延时后，输出新数字量至0832即伏数下降（2分）| （3）//判断下限255*3.5/5=178.5=B2H(或B3H)到否？具体程序略。| 是，跳至（1）执行；否，跳至（2）执行。（2分）具体程序略。|四．（本题共15分）|方法一.用作替换，令t=kT，简记为k；=，（5分）|直接得递推式：u(k)=0.5u(k-1)+2.5[e(k)-0.2e(k-1)]（5分）|Z变换得：D(z)=(5-z-1)/(2-z-1)（5分）| 方法二.或用S=(1-z-1)/T作替换，T=1，D(z)=(5-z-1)/(2-z-1)|（3分）|将上式代入原式，反Z变换得：u(k)=0.5u(k-1)+2.5[e(k)-0.2e(k-1)]（3分）| 用上两式相减后整理得：||五．（本题共15分）求解：被控对象传递函数为：，| （1）工程二阶法期望的开环传递函数为：（5分）| 设所用开环串联校正控制器传递函数为D(S)，则D(S)*=| （2）形式分析知D(S)应为一个积分环节和一个微分环节相串联，设为|（5分）| （3）参数取值：[1]为提高快速性，让积分环节抵消掉大的惯性环节，故取=4；（2分）| [2]代定系数法确定：D(S)*=，即：|*=|则：=；2=，得：=12（3分）| 六．（本题共10分）求解：加工第三象限直线oA，起点o（0，0），终点A（-2，-4）| （1）设现已运动到点M（0，0），为判断M点与目标轨迹直线的关系| 将偏差定义为：| 则：=0，M在直线上；<0，M在直线上方；>0，M在直线下方。（2分）| 求递推式：要想朝终点A迈进又尽量接近目标轨迹直线，可规定：|≥0，向左走，=-1，=，则，|=+=-4|<0，向下走，=，=-1，则|=-=+2（2分）| （2）直线插补过程（4分）步数偏差判别坐标进给偏差计算新坐标终点判断00（0，0）610=0-*0-4=-4（-1，0）52-4<0-y-4+2=-2（-1，-1）43-2<0-y-2+2=0（-1，-2）340=0-*0-4=-4（-2，-2）25-4<0-y-4+2=-2（-2，-3）16-2<0-y-2+2=0（-2，-4）0| 按表中新坐标一列数值绘出走步轨迹图（2分），略。| 七．（本题共10分）|（1）改进方法之一，积分分离法：（3分）| [1]当误差的绝对值较大时去处积分项；| [2]当误差的绝对值较小时才加入积分| 积分分离法针对的是PID算法缺点中的积分饱和效应（2分）| （2）PID参数整定方法之一：（5分）| [1]只采用比例控制，Kp由小变大，若响应时间、超