计算机控制技术复习题

1、一、 填空1.计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表。2.计算机监督系统SCC的作用是：按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机。3.闭环控制系统是指输出量经反馈环节回到输入端，对控制产生影响。4.多路开关的作用是完成模拟量的切换。5.采用ADC0809构成模拟量输入通道，ADC0809在其中起模拟量到数字量的转换和多路开关的作用。7.ADC0809中EOC呈高电平，可以向CPU申请中断，说明转换已经结束，EOC呈低电平，说明处于转换过程中。8.当D/A转换器的位数多于处理器的位数时，需要两级数据缓存，数据分批传送，输入的所有数字位必须同时进行转换。9.防止抖动是能否正确读取键

2、值得必要环节，实现方法是可以用硬件电路或软件程序实现。10.采用共阴极LED多位数码管显示时，位选信号为低电平，段选信号为高电平。11.在LED多位数码管显示电路中，段选模型决定数码管显示的内容。12.开关量控制系统中，常设有光电隔离器，起耦合、隔离和开关的作用。14.小功率直流电机控制系统中，改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向。15.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑1的电平是-3V以下。18.采用全双工通信方式，数据传输的方向性结构为可以在两个方向上同时传输。20.半双工可以在两个方向上传输，但不能同时传输。21.采用异步传输方式，设数据位为7位，1位校验位，1位停止位，则其通

3、信效率为70%.22.在工业过程控制系统中采集的数据常掺杂有干扰信号，可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路来提高信/噪比。23.标度变换就是把数字量转换成人们熟悉的十进制工程量。24.使A/D转换器满量程信号达到均一化的含义是任何情况下A/D转换器的输入最大值都为满量程。25.比例调节的强弱可调，作用比较强，几乎贯穿整个调节过程。26.在计算机控制系统中，T的确定十分重要，原因是T太小，系统精度不够。27.一般而言，纯微分控制不使用，因为微分作用仅出现在偏差变化的过程中。28.PID调节可根据实际情况调整结构，但不能采用ID调节。29.PI调节系统，I作用随时间的增长而加强，只要时间足够长，静差

4、一定会消除。30.引起调节的根本原因是偏差，偏差的正、负决定调节作用的方向；偏差的大、小决定调节作用的强弱；偏差为零，调节作用为零。二、 选择题1.下面关于微型计算机控制技术的叙述，正确的是（D）。A微型计算机控制技术只能用于单片机系统B任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术C微型计算机控制技术不能用于自动化仪表D微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表2.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B）。A接受测量值和管理命令并提供给DDC计算机B按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机C当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作DSCC计算机与控制无关3关于

5、现场总线控制系统，下面的说法中，不正确的是（C）。A省去了DCS中的控制站和现场仪表环节B采用纯数字化信息传输C只有同一家的FCS产品才能组成系统DFCS强调“互联”和“互操作性4.闭环控制系统是指（B）。A系统中各生产环首尾相接形成一个环B输出量经反馈环节回到输入端，对空置产生影响C系统的输出量供显示和打印D控制量只与控制算法和给定值相关5下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是（D）。APLCBPLDCGALDFPGA6.多路开关的作用（A）。A完成模拟量的切换B完成数字量的切换C完成模拟量与数字量的切换D完成模拟量和数字量的切换6.A/D转换器的VREF（-）VREF（+）分别接-5V和+

6、5V，说明它的（A）。A输入为双极性，范围是-5V至+5VB输入为双极性，范围是-10V至+10VC输出为双极性，范围是-FFH至+FFHD输入为单极性，范围是0至+5V7.在LED多位数码管显示电路中，（B）A位选模型决定数码管显示的内容B段选模型决定数码管显示的内容C段选模型决定哪位数码管显示D不需要位选模型8.无论动态显示还是静态显示都需要进行译码，即将（D）A十进制数译成二进制数B十进制数译成十六进制数C十进制数译成ASCII码D十进制数译成7段显示码9.在计算机交流电机控制系统中，需要解决的问题是（D）A将交流变成只留后并放大B将直流变成交流后并放大C设单向开关，使直流电通过并放大D

7、设双向开关，使交流电通过并放大10.开关量控制系统中，常设有光电隔离器，下面的描述中错误的是（A）A将被控系统与微型机控制控制系统间完全断开，以防CPU受到强电的冲击B将被控系统与微型计算机控制系统通过光电效应连接成系统，实现控制。C控制信号到位时被控电路接通，否则电路切断，起开关作用D耦合、隔离和开关11.小功率直流电机控制系统中，正确的做法是（B）A改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向B改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向C在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向D在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向12.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑1的电平是（C）A0.3V以下B

8、0.7V以下C-3V以下D+3V以上13主计算机与通信处理机通过RS-232C电缆相接，两台设备的最大距离为（C）时，适合用近距离电缆连接A5米B10米C15米D20米14.采用全双工通信方式，数据传输的方向性结构为（A）A可以在两个方向上同时传输B只能在一个方向上传输C可以在两个方向上传输，但不能同时进行D以上均不对15.下列关于半双工的叙述中，正确的是（C）A只能在一个方向上传输B可以在两个方向上同时传输C可以在两个方向上传输，但不能同时传输D以上均不对16.RS-232C的电气特性规定使用（D）ATTL电平BCMOS电平C正逻辑电平D负逻辑电平17.采用异步传输方式，设数据位为7位，1位

9、校验位，1位停止位，则其通信效率为（B）A30%B70%C80%D20%18.在工业过程控制系统中采集的数据常掺杂有干扰信号，（D）来提高信/噪比A只能通过模拟滤波器B只能通过数字滤波器C可以通过数字滤波程序或模拟滤波电路D可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路19.若模拟量微机控制系统的采样部分选用数字表，则（B）A微机直接接收数字量，无须在进行滤波B微机直接接受数字量，仍需进行滤波C须将数字表的输出先转换成模拟量，再送入微机处理D无论数字量还是模拟量微机都能接收，但需要进行滤波20.下面关于标度变换的说法正确的是（C）A标度变换就是把数字量编程工程量B标度变换就是把数字量转换成与工程量相关的模

10、拟量C标度变换就是把数字量转换成人们所熟悉的十进制工程量D上述说的都不对21.使A/D转换器满量程信号达到均一化的含义是（A）A任何情况下A/D转换器的输入最大值都为满量程B任何情况下A/D转换器的输入都为满量程C任何情况下A/D转换器的输出最大值都为满量程D任何情况下A/D转换器的输出都为满量程22关于比例调节，下面的叙述中不正确的是（C）A比例调节作用比较强B比例调节作用的强弱可调C比例调节可消除一切偏差D比例调节作用几乎贯穿整个调节过程23在PID调节系统中，若想增强微分作用，正确的做法是（B）A.加大系数TiB加大系数KpC加大系数KID加大系数T24在计算机控制系统中，T的确定十分重

11、要，原因是（A）AT太小，系统精度不够BT太小，积分作用过强CT太小，微分作用太强DT太小，积分作用过弱25.一般而言，纯微分控制不使用，因为（A）A微分作用仅出现在偏差变化的过程中B微分作用太强C没有比例调节时微分不起作用D偏差变化较小时微分不起作用26.在实际应用中，PID调节可以根据实际情况调节结构，但不能（D）A采用增量型PID调节B采用带死区的PID调节C采用PI调节D采用ID调节27.关于PI调节系统，下列叙述正确的是（B）AP调节中，系数Kp足够大，P作用就不会残留静差BI作用随时间的增长而加强，只要时间足够长，静差一定会消除CP作用可以贯穿整个调节过程，只要偏差在，调节作用就在

12、DPI调节有时也会留有静差28.引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中，不正确的是（D）A偏差的正、负决定调节作用的方向B偏差的大、小决定调节作用的强、弱C偏差为零，调节作用为零D偏差太大，调节失效29.手动后援是自动控制系统中常见的环节，当系统出现问题时,立即投入手动，（B）用手动的方式，通过模拟量进行控制。A从手动/自动切换点开始B从自动/手动切换点开始C从零开始启动系统D从2.5V（中点）开始启动系统.。30.当系统有阶跃信号输入时，微分项急剧增加，易引起振荡，解决的措施是（D）A加大采样周期B减小偏差量C在本次PID调节量中适当（由程序员定）加入前次微分调节量D在本次PD调节量中加

13、入a倍前微分调节量三、 简答题：直接数字控制系统答：在实际控制中，当系统所选择的采样周期较大或对控制质量要求较高时，通常需要从被控对象的特性出发，直接根据采样理论来设计数字控制器，这种方法就是直接数字设计，所形成的控制系统就是直接数字控制系统。动态过程答：系统在外加信号作用下，被控量随时间变化而变化的过程称为控制系统的动态过程，反映了系统的动态特性。数字滤波答：数字滤波就是通过某种计算或判断程序来减少干扰信号在有用信号中的比重。4、简述什么是自动控制。答：采用控制装置自动地有目的地对机器设备或生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能要求，这个过程就是自动控制。5、简述数字滤波中的算术平均滤波

14、的滤波原理。答：算数平均滤波就是把个采样值相加，然后取算术平均值作为本次有效的采样信号。6、简述PID调节器的基本原理。答：PID调节器的基本原理是将被测参数由传感器变换成统一的标准信号送入调节器，与系统设定值进行比较，产生出的偏差经PID运算后送到执行机构，来改变系统的进给量，实现被测量的自动调节。7、连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？答：与连续控制系统相比，计算机控制系统具有以下特点：(1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。(2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。(3) 计算

15、机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。(4) 计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。(5) 一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。(6) 采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。8、简述计算机控制系统的一般控制过程。答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理。 (2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。9、增量型PID控制算式具有哪些优点？答：(1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部

16、分，因而误动作影响小；(2)在i时刻的输出ui，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻，前两时刻的偏差ei-1，ei-2和前一次的输出值ui-1，这大大节约了内存和计算时间；(3)在进行手动-自动切换时，控制量冲击小，能够较平滑地过渡。10、什么是硬件故障冗余系统？答：硬件故障冗余系统的定义是：如果一个系统在出现一定的运行性故障时，依靠系统冗余硬件的内驻能力，仍能保持系统连续正确地执行其程序和输入、输出功能，则称这一系统为硬件故障冗余系统。11、什么是采样或采样过程？答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。12、何为积分饱和现象？答：在标准PID位置算

17、法中，控制系统在启动、停止或者大幅度提降给定值等情况下，系统输出会出现较大的偏差，这种较大偏差，不可能在短时间内消除，经过积分项累积后，可能会使控制量u(k)很大，甚至超过执行机构的极限umax。另外，当负误差的绝对值较大时，也会出现uumin的另一种极端情况。显然，当控制量超过执行机构极限时，控制作用必然不如应有的计算值理想，从而影响控制效果。这类现象在给定值突变时容易发生，而且在起动时特别明显，故也称“起动效应”。13、使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。14、写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传递函数的极点有何

18、影响？答：零阶保持器的传递函数为。零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。15、阶跃响应不变法的基本思想是什么？答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。16、如何消除积分饱和现象？答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。只有当误差e在门限之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。17. 简述采样定理的基本内容。答：采样定理: 如

19、果连续信号具有有限频谱，其最高频率为,则对进行周期采样且采样角频率时，连续信号可以由采样信号唯一确定，亦即可以从无失真地恢复。18. 写出增量型PID的差分控制算式。答：增量型PID控制算式可以写为19. 为提高计算机控制系统的可靠性，通常采取的措施有哪些？答：为提高计算机控制系统的可靠性，通常采取以下几种措施：(1) 提高元器件和设备的可靠性。(2) 采取抗干扰措施，提高系统对环境的适应能力。(3) 采用可靠性设计技术。(4) 采用故障诊断技术。20简述网络控制系统的特点。答：网络控制系统通常具备下述特点(1) 非定常性。数据到达的时刻不再是定常和有规则的, 更不能再用简单的采样时间来刻画。

20、(2) 非完整性。由于数据在传输中可能发生丢失和出错，数据不再是完整的，当然数字控制中也可能有类似的现象，但在网络控制中发生的可能性要大得多。(3) 非有序性。由于网络传输时间的不确定，先产生的数据可能迟于后产生的数据到达远程控制系统。因此, 数据到达的次序可能不再遵守原有的时间顺序。非确定性。由于数据到达的随机性，整个控制过程已不再是一个确定性的系统,而是一个随机系统。四、 画图题1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图2、给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。答：五、 分析题1、分析比例调节、积分调节和微分调节的作用及过程。答：(1)比例调节器：比例调节

21、器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数KP。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数KP可以减小静差，但是KP过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。(2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数TI大，则积分作用弱，反之强。增大TI将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价