计算机系统练习集

计算机控制系统习题集

计算机控制系统课程课题组编

青岛科技大学

信息科学技术学院

2023.10

目录

一各章习题......................................1

二填空题练习....................................6

三简答题练习....................................8

四综合题练习....................................11

—各章习题

1.1第1章绪论

1.计算机控制系统的硬件重要包括哪几种部分？

2.什么是过程控制通道，过程控制通道重要有哪几种？

3.根据计算机控制系统的发展历史和在实际应用中的状态，计算机控制系统可

分为哪6类，各有何特点？

4.计算机控制系统从深度和广度两方面各有何发展趋势。

L2第2章计算机控制系统中的检测设备和执行机构

1.什么叫传感器及变送器？

2.简述压力检测的重要措施和分类。

3.简述温度检测的重要措施和分类。

4.简述热电偶测温的原理“

2.物位仪表分为哪几类？

6.简述电容式差压变送器H勺工作原理。

7.简述常用执行机构和执行器日勺工作原理。

8.简述TT302温度变送器的构造和匚作原理。

9.简述交流、直流伺服电机的工作原理。

10.简述步进电机的工作原理。

1.3第3章计算机总线技术

1.什么叫总线？为何要制定计算机总线原则？

2.计算机总线可以分为哪些类型？

3.评价总线的性能指标有哪些？

4.STD总线有哪些特点？

5.常用的PC总线有哪些？各有什么特点？

6.简述PCI总线11勺性能特点。

7.简述IEEE-488总线的工作过程。

8.详述RS-232C、RS-485和RS-422总线的特点和性能。

9.RS-232c总线常用的有哪些信号？怎样通过该接口实现远程数据传送？

10.什么是平衡方式和不平衡传播方式？试比较两种方式时性能。

11.USB数据传播方式有哪几种？USB协议中是怎样辨别高速设备和低速设备

於J?

12.简述USB总线的枚举过程

L4第4章过程通道与人机接口

1.什么是过程通道？过程通道由哪几部分构成？

2.画出数字量输入输出通道的构造。

3.在数字量输入调理电路中，采用积分电容或RS触发器是怎样消除按键抖动

的？

4.数字量输出驱动电路有哪三种形式？各有什么特点？

5.画出D/A转换器原理框图，并阐明D/A转换的原理。

6.D/A转换器接口的|隔离技术有哪两种？并阐明每种隔离技术的特点。

7.列出三种A/D转换器区|实现措施，并加以阐明。

8.A/D转换器的外围电路有哪些？并阐明每种电路的功能。

9.阐明矩阵式键盘的工作原理。

L5第5章数据处理与控制方略

1.数字控制器日勺持续化设计环节是什么？

2.某系统日勺持续控制器为。($)=返=上1亘，试用双线性变换法、前向差分法、

E(s)1+T2s

后向差分法分别求取数字控制器D(z)0

3.什么是数字流波？常用【付数字滤波措施有哪些，分别合用于什么场所？

4.什么是数字控制，数控设备重要由哪几部分构成？

5.什么是插补、直线插补和二次曲线插补？

6.通用运动控制器从构造上重要分为哪三类？

7.已知模拟PID时算式为“⑺卬)+,0(^+9%I］，试推导它日勺差分

7^-。dt

增量算式。

8.什么是实际微分，实际微分和理想微分相比有何长处？

9.下图为实际微分PID控制算法示意图，Gf(s)=l/(Tfs+1),采样周期为T,试

推导实际微分控制算式。

E(s)7U'(s)；~'U(s)

------>理想PID-------->G'(s)------>

1().什么叫积分分离，遇限切除积分日勺基本思想是什么？

11.PID参数Kc、Ti、Td对系统时动态特性和稳态特性有何影响，简述试凑法进

行PID参数整定口勺环节？

12.什么状况下可以考虑采用串级控制，串级控制在构造上有何特点？

13.简述串级控制系统在每个采样周期的计算环节。

14.前馈控制的基本思想是什么，给出其完全赔偿的条件。

15.已知一被控对象的干扰通道和控制通道的传递函数分别为G,,(S)=^，

G⑷采样周期选择为1S,试推导出完全赔偿前馈控制器的控制算式。

30s+l

16.什么是预测控制的三要素？常见口勺预测控制的方案有哪些？

17.专家系统和传记录算机程序的重要区别在什么地方？相对于人工智能系统

而言，专家系统有何特点？18.简述专家系统的建造环节。

1.6第6章计算机控制中的网络与通信技术

1.按照网络欧I拓扑构造，计算机网络可以分为哪几类？并对每类加以阐明。

2.按照网络的互换方式，计算机网络可以分为哪几类？并对每类加以阐明。

3.OSI模型分为哪七层？并对每层的功能进行阐明。

4.目前局部网络常用的介质访问控制方式有哪三种，并对每种的工作原理进行

阐明，并阐明其特点及应用范围。

5.在局域网中常用的传播媒体有哪儿种？

6.举出六种常用欧J网络设备。

7.常用的调制措施有哪三种？并对每种进行阐明。

8.写出异步通信的I数据帧格式，并阐明其工作原理。

9.写出同步通信欧J数据帧格式，并阐明其工作原理。

1().常用的几种检查编码的措施有哪几种？并加以阐明。

11.纠错方式有哪三种？并加以阐明。

12.目前企业信息化网络可分为哪三个层次？每个层均有什么功能？

L7第7章计算机控制系统软件

1.衡量一种过程控制系统软件性能优劣的重要指标有哪些？

2.操作系统重要有哪些功能？

3.什么是数据构造，数据构造一般包括哪三方面的内容？

4.简述数据库体系构造的三级模式。

5.使用E-R模型设计数据库的包括哪些环节？

6.计算机控制系统中操作监控层的有关监控软件日勺编制可采用哪两种措施，各

有何优缺陷？

1.8第8章经典计算机控制系统简介

1.什么叫工业控制个人计算机，它有何特点？

2.基于PC总线的板卡与工控机构成的计算机控制系统口勺构成和特点是什么？

3.什么叫数字调整器，它有何特点？

4.举例阐明基于数字调整器的计算机控制系统日勺经典构造。

5.PLC的特点是什么？

6.PLC构造和工作原理是什么？

7.基于PLC计算机控制系统日勺设计原则和设计内容是什么？

8.什么叫嵌入式系统？它日勺特点是什么？

9.嵌入式处理器可分为哪几类？

10.常用的嵌入式操作系统有哪些？各有什么特点？

11.什么叫DCS?它有何特点？

12.DCS按功能可分为哪几层？

13.DCS日勺发展趋势是什么？

14.什么叫FCS?它有何特点？

15.目前常用的现场总线有哪些？

16.什么叫CIMS?

17.流程工业CIMS与离散工业CIMS有何区别？

18.CIMS日勺开发可分为哪几种阶段？

L9第9章计算机控制系统中的抗干扰技术

1.简述干扰的重要来源及其传播途径。

2.简述干扰的分类。

3.试述干扰的作用方式有哪些？各有什么特点？并论述怎样识别或辨别不同

样日勺干扰类型。

4.输入输出通道中常常会碰到什么干扰？怎样进行克制？

5.简述电源抗干扰技术。

6.克制尖峰干扰最常用日勺措施有哪些？

7.长线干扰有哪几种形式？怎样进行克制？

8.过程计算机控制系统中一般分为几种地？输入系统和主机怎样接地？

9.简述有哪些软件抗干扰技术？看门狗技术有什么作用，有哪些措施可以实现

看门狗？

1.10第10章计算机控制系统的设计与实行

1.计算机控制系统的设计原则有哪些？

2.简述计算机控制系统的设计环节；

3.计算机控制系统硬件总体方案设计重要包括哪几种方面日勺内容？

4.自行开发计算机控制软件时应按什么环节，详细程序设计内容包括哪几种方

面？

5.简述计算机控制系统调试和运行的过程；

6.简述怎样设计一种性能优良H勺计算机系统。

二填空题练习

1、按与否有反馈信号，自动控制系统一般分为控制系统和控制系统。

2、闭环控制系统较开环控制系统增长了一种环节和一种来自被控参数

的I信号。

3、相对于老式控制系统，计算机控制系统是使用替代老式控制系统中

的0

4、计算机控制系统的控制过程可简朴归纳为、、三个过程。

5、经典日勺il算机控制系统日勺硬件重要包括：、、、o

6、过程控制通道是计算机控制系统日勺重要构成部分，根据信号的方向和形式，

过程控制通道可分为、、、四种类型。

7、根据根据系统日勺应用及构造特点，计算机控制系统可以分为六大

、、、、O

8、在计算机控制系统分类中，OGC是指,DDC是指,SCC是

指,DCS是指,FCS是指，CIMS是指o

9、MES是指,ERP是指o

1（）、是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件

或装置，将工艺变量（如温度、压力、流量、液位等）和电气信号（如电

流、电压、气压等）转换成系统统一的原则信号，接受来自调整器的控

制信号，由执行机构将其转换成对应的）角位移或直线位移，去操纵调整机构,

变化控制量，使被控变量符合预期规定。

11、两线制变送器指仪表日勺传播与共用两根导线。

12、目前智能变送器传播中采用一种过渡方式，即一条通信电缆中同步传播

4-20mA电流信号和数字信号，这种方式称为协议通信方式。

13、根据测量措施，可将温度测量划分为式测温和式测温两大类。

14、根据测量措施，可将温度测量划分为接触式测温和非接触式测温两大类，

前者是基于物体的原理设计而成日勺，后者是基于物体欧I特性与

温度之间的I对应关系设计而成的。

15、热电偶温度计运用不同样导体或半导体日勺效应来测温的，热电阻温

度计是运用导体或半导体的值随温度变化的J性质来测量温度的。

16、是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，一般需要把电阻信号

通过引线传递到计算机装置或其他二次仪表，常用日勺引线方式有二线制、三

线制和四线制三种，其中线制精度最高。

17、按照总线内部信息传播性质，总线可分为、、、。

根据总线在系统构造中的层次位置，一般把总线分为、、。

按照总线的数据传播方式，总线又可以分为、。根据总线的传

播方向又可以分为、o

18、过程控制通道是计算机控制系统日勺重要构成部分，根据信号日勺方向和形式，过程控制

通道又可分为、、、四种类型。

19、用来描述D/A转换器的重要性能参数有：、、o

2()、CPU读取AD转换器数据的措施有三种：、、。

21、某热处理炉温度测量仪表的量程为200〜1000C,在某一时刻计算机采样(8位)并

经数字滤波后的数字量为(CD)H，设仪表量程为线性日勺，则此时H勺温度值为>

22、某流测量仪表口勺量程为lO-KW/min,在某一时刻计算机采样(8位)并经数字滤波

后的数字量为(A9)H，设仪表量程为线性电则此时的流量值为nrVmin

23、根据IEEE8O2原则，LAN协议参照了OSI模型的层和层，并没有波及

到第三层至第七层。

24、目前一般采用网和总线相结合来构成一种企业的I信息化网络。企业信息

化网络可分为三个层次，从下到上依次为现场设备层、层和层。

25、干扰传播途径重要有：、、,在CPU抗干扰技术中，若程序跑飞

至IJ非程序区，一般采用、技术处理问题。

三简答题练习

1、简述计算机控制系统的控制过程。

2、简述计算机控制系统日勺构成。

3、根据系统的应用及构造特点，计算机控制系统可以分为哪6类？请任选2

类，画出其构造图。

4、什么是DCS和FCS,FCS相对于DCS有哪些改善？

5、什么叫DDC,有何特点？

6、什么叫SCC,有何特点？

7、什么叫DCS,有何特点？

8、什么叫FCS,有何特点？

9、什么叫CIMS?(5分)

1()、什么叫总线，采月总线日勺目日勺是什么？列举至少三种常用的总线。

11、总线按其在系统机构中日勺层次位置可分为哪儿类？

12、什么叫内部总线？根据功能不同样，可分为哪儿组？

13、常用时PC总线有哪些？

14、简述RS232电气特性的重要特点；

15、简述RS485电气特性的重要特点。

16、RS485通信接口与RS232通信接口的区别

17、试从硬件线路和通信方式两方面比较RS-485和RS-422日勺区别；

18、什么是过程通道，重要包括那几种通道？

19、在DI中，常常采用积分电路或RS触发器消除触点日勺抖动（图4.2）,试阐明

工作原理。

20、什么叫DL它的I作用是什么?

21、什么叫DO,它的作用是什么？

22、什么叫AL它的作用是什么？

23、什么叫AO,它的作用是什么？

24、简述D/A转换器的工作原理；

25、简述D/A转换器的重要性能指标？

26、常见的A/D转换措施有哪几种？

27、简述A/D转换器的重要性能指标？

28、简述CPU读取AD转换器数据口勺三种措施；

29、CPU读取AD转换器数据有哪几种措施，简述其中一种措施的过程；

30、D/A转换器接口的隔离措施有哪两种？各有何特点？

31、模拟信号隔离措施和数字信号隔离措施各有何优缺陷？

32、从工作原理来分，触摸屏可分为哪五类？

33、什么是插补，常月插补算法有哪些？

34、什么是CNC?

35、什么叫软件滤波？与硬件流波相比有何特点？

36、常用的数字滤波措施有哪几种，比较它们合用的场所；

37、什么是数字滤波，常用的数字滤波措施有哪几种？

38、什么叫中值滤波？有何特点？

39、列出常见的至少四种数字PID改善算法；

40＞什么叫积分分离？

41、什么叫微分先行？

42、实际微分和理想微分相比有何长处？

43、下图为实际微分PID控制算法示意图，Gf(s)=l/(Tfs+l),采样周期为T,

试推导实际微分控制算式。

xm*曰nm

44、什么叫串级控制？

45、已知Gd⑸=l/(50s+l),G(s)=2/(30s+l),采样周期为Is,试推导前馈控制器算

式。

46、计算机网络日勺OSI模型可分为那儿层；

47、常见的计算机局域网拓扑构造有哪几种，画出构造图。

48、简述在总线型局域网中常采用的CSMA/CD工作方式日勺信息发送过程。

49、写出至少三种网络互联设备，并阐明其工作在OSI模型日勺哪一层；

5()、什么是同步通讯和异步通讯？

51、什么是基带传播和宽带传播？

52、简述差错检测原理并列举三种常见的检查编吗措施；

53、在软件功能上，计算机控制软件重要包括哪些功能(列举至少5个)

54、衡量一种过程控制系统软件性能优劣H勺重要指标

55、数据库系统日勺体系构造日勺三个层次是什么？

56、什么是实时数据库，其本质特性是什么？

57、干扰三要素是什么，干扰传播途径有哪三种，干扰按作用方式可分哪几类？

58、什么是串模干扰，它是怎样产生日勺，假如对它进行克制？

59、什么是共模干扰，共模干扰重要有哪些克制措施？

60、接地的目有那两人，过程计算机控制系统一般有哪几种地？

61、列举几种常见的ICPU抗干扰措施

62、简述计算机控制系统的设计原则。

63、简述计算机控制系统的设计环节。

三综合题练习

I、图I为前馈-反馈计算机控制系统框图,

扰动d

G(s)

若扰动d可测，干扰通道传递函数d

HDDA-------►G(s)—►0—T->

Gd(s)=2/(10s+l),控制对象传递函数

AD<------------------

G(s)=l/(20s+l),则----

团1品彳心口枕：欣生。玄化好田

(1)为消除干扰量d⑸对系统日勺影响，试导出前馈控制器传递函数Gf(s)；

(2)为以便计算机使用，设采样周期为2秒，试推出前馈控制器离散化算式。

2、图2为DAC0832H勺构造框图，图3为DAC0832

的接口电路图

(1)根据图2简述DAC0832的工作过程；

(2)DAC0832有3种工作方式:双缓冲、单缓冲、

直通,图3中DAC0832为哪种方式?

(3)分析图3所示接口电路日勺工作原理；

(4)若VREF=VR=10V,：式求输出Vo日勺输出范围，若数字量输入口0~口7为128(10进制),

则此时Vout和Vo分别为多少？

U2

展

1

1A11Y1DIORfB

1A21Y2Dllloutl

1A"31Y3DE

Y4DB【out2

左2

2Y1DMC7KT

器2Y2DI5

2Y3Db

Y4DP

V8

WRILE

WVR£F

3、图4为4X4矩阵连接式键盘原理图，试阐明该键盘的工作过程。

4、图5为PC总线的数字量输入输出模板原理图，试从地址译码和输入和输出接口两

部分阐明该电路的丁作原理c

IOE

DATAO2IXDUDD18|V1|A1

DATAI317nTX/ol161I11A1俞入

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*1，・加PCd曲的粉文•曷临入临山描痂摩利必

5、如图6为STD总线与存储器连接示意图，简述其原理;

A13-A15

“译码器------

A0-A12।-----

■>

MEMRQ)

而J存储器

而)

MEMEX小

STD总线与存储器的连接

图7防触点抖动积分电路

6、根据图7阐明采用积分电路怎样实现触点按键防抖动。

7、图8为D/A转换器口勺原理框图，试分析其工作原理:

i*rl八■、/A4上HM.rlA-rOi：FHIA/1

8、图9是D/A转换器口勺输出电路，已知数字量为85(十进制数)，并假设电

路中所使用口勺两只光电耦合器的电流传播比相似，试求出RL上的电流IL0

+15V

D07R3

D16

D25

D3-4

D416

D515

图9D/A转换器的输出电路

9、图10为12位A/D转换器AD574的RS-232接口原理图:

（1）若接口类型为中断法，简述该接口日勺工作原理。

（2）图中U3的）作用是什么？

U3MAX232

DB0VL

DB1CE

DB2

p17083VCC

DB11VEE