计算机控制技术试卷及答案

计算机控制技术试卷
1.简答题（30分）
（1）计算机与外设交换数据的种类及传送方式?（6分）
（2）什么叫输入/输出通道?它是由哪些部分组成的？（6分）
（3）一个典型的顺序控制系统由哪几部分组成?（7分）
（4）试比较逐点比较法和数字积分法的优缺点？（6分）
（5）什么叫积分饱和现象？应如何防止?（5分） 2.设计题（20分）
（1）针对一个8位数据总线、16位地址总线的CPU ，使用8205地址译码器扩展16个I/O 接口与24K 存储器,图示并写地址范围。

（10分）
(2) 有一个8位满量程10V 的逐次逼近A/D 转换器，若从输入端接入3.2V 的模拟电压，试用列表与图示的方法表示转换的过程。

（10分） 3．插补题（30分）
（1）设加工第一象限逆圆弧AB ，已知起点A （6、0），终点B （0、6）。

试用逐点比较法圆弧插补计算并作出走步轨迹图。

（15分）
1
O 7
O
（2）已知第一象限直线OA，起点O(0、0)，终点A(6、7)。

试用数字积分器插补法实现这条直线并做出走步轨迹图（累加器位数n=4）。

（15分）
4．分析题（20分）
（1）炉温DDC系统的结构图如图1所示。

温度信号经热电偶变成毫伏级的电压信号后，经温度变送器放大并转换成电流信号，再经电阻网络转换成电压信号送入A/D转换器；单片机构成的数字控制器的输出送D/A转换器转化成模拟电压，经功率放大器放大后送到晶闸管调压器，触发晶闸管并改变其导通角的大小，从而控制电阻炉的加温电压。

结合该系统说明此计算机控制系统设计的步骤。

（10分）
图1 炉温DDC系统结构图
（2）论述计算机控制系统中电磁干扰的种类以及抗干扰的措施。

（10分）
答案
1.简答题（30分）
（1）计算机与外设交换数据的种类:数字量（1分）、模拟量（1分）和开关量（1分）。

传送方式有三种：①程序查询方式（1分）；②中断控制方式（1分）；③直接存贮器存取(DMA)方式（1分）。

（2）在微型计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道称为输入输出通道（2分）。

输入输出通道的组成：模拟量输入通道（1分）、模拟量输出通道（1分）、数字量输入通道（1分）和数字量输出通道组成（1分）。

（3）一个典型的顺序控制系统是由七部分组成：系统控制器（1分）、输入电路（1分）、输入接口（1分）、输出电路（1分）、输出接口（1分）、检测机构（1分）和显示与报警电路等（1分）。

（4）逐点比较法原理简单、编程容易，最大误差是一个脉冲当量，只要脉冲当量取得足够小，就能满足加工精度的要求。

特别适用插补平面直线和圆弧。

（3分）数字积分法具有通用性强、灵活性大的优点。

易于实现多坐标空间直线或圆弧的插补计算。

缺点是插补误差稍大。

（3分）
（5）对于变化缓慢的被控对象，在阶跃信号的作用下，偏差不会在几个采样周期内消除掉，积分项的作用可能使输出值超过正常值的范围，该现象称为积分饱和（2分）。

可采用积分分离的方法进行防止（1分）：当阶跃信号加入，被调量开始跟踪时，先取消积分作用；当被调量接近给定值时，再加入积分作用（2分）。

2.设计题（20分）
（1）1#8205到2#8205地址范围为：00H～0FH（1分）；3#8205到5#8205地址范围为：0000H～5FFFH（1分）。

至
16
个
I/O
接
口
（4分）
A
A
24个
号
1K存贮器（Intel2114)页面寻址用地址
（4分）（2）（6分）
（4分）3.插补题（30分）
（1）（12分）
、0)
（3分）（2）（9分）
（6分）
4.分析题（20分）
（1）计算机控制系统设计一般可按下述七个步骤进行：
①确定系统整体控制方案。

（1分）
②确定控制算法，选用PI控制算法。

（1分）
③选择微型计算机,本系统已确定，为8035单片机。

（1分）
④系统总体设计：画出系统构成的总体框图，涉及硬件软件功能分配、接口通
道设计和可靠性设计等问题。

（2分）
⑤硬件设计：根据系统总体框图，设计出系统电气原理图，再按照电气原理图
着手元件的选购和开始施工设计工作。

（2分）
⑥软件设计。

（1分）
⑦系统联调：通常分两步进行，第一步在实验室模拟装置上进行，证明整个控
制系统的设计基本正确、合理，基本能达到预定的控制品质指标；第二步是工业生产现场进行工业实验，进一步修改和完善控制程序、记录和测试各项性能指标的问题，直至控制系统能正式投产运行。

（2分）
（2）计算机控制系统中电磁干扰有三种形式：1.电源噪声；（1分）2.从输入线侵入的噪声；（1分）3.静电噪声。

（1分）抗干扰措施包括三方面：1.电源与供电系统的抗干扰措施（1分）：安装电源低通滤波器；稳压电源的变压器采用静电屏蔽措施；电源应放在距电源引进口很近的地方；电源的输出线均应采用扭绞线；电源线路应尽量避免公共线；电柜接地线与公共接地线应分开走线；加大电源变压器容量等。

（2分）2.接口与过程通道的抗干扰措施（1分）：使用双绞线、光电隔离电路、平衡输出驱动器和平衡输入接收器；连接信号线接地和电柜接地时，采用光电耦合器或耦合变压器进行隔离等（1分）。

3.控制对象与终端的抗干扰措施（1分）：终端装置内的电源线应扭绞；电源变压器用坡莫合金进行磁屏蔽；改变终端装置的安装位置和方向等（1分）。