自动化综合题

自动化综合题
1.A/D转换器的性能指标包括哪些方面？
2.采样周期的选择应当考虑哪些因素？
3.采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器？为什
么？
4.简述模块化设计思想，模块划分时应注意什么？
5.为什么在实际应用中不采用理想PID控制？
6.简述积分分离PID设计思想。

7.计算机控制系统最小的采样周期受到哪些因素约束？
8.计算机控制系统组成中为什么需要有开关量通道？
9.若10位的D/A转换器最大输出电压为5V，则它的分辨电压是多少？
10.模拟量输入通道中信号放大器的作用是什么？
11.说明逐次逼近式A/D转换器的工作原理。

12.说明数字控制器的“直接设计法”过程。

13.什么是积分死区现象？如何克服积分死区？
14.为什么理想微分环节的调节效果不好？
15.大林算法的目的是控制住超调量，这个目的是如何体现的？
16.最小拍控制系统中，是不是采样周期选择的越小，系统的响应时间越短？
17.过程控制计算机与个人计算机有什么区别？为什么？
18.共模干扰是如何产生的？应该怎样抑制？
19判断题，对的打√，错的打×
1 在计算机控制系统中，计算机只要与生产过程相连，就认为该计算机控制系统工作在在线方式。

（√）
2 计算机与生产过程相连，而直接控制生产过程的方式，称为在线方式。

（√）
3 工业控制计算机需要很高的应对恶劣环境的能力。

（√）
4 工控机一般需要采用加固工业机箱。

（√）
5 数字滤波可以对频率很低的信号实现滤波。

（√）
6 数字滤波可以根据信号的不同，选择不同的滤波方法和参数。

（√）
7 对于串级控制系统，只能有一个主回路和一个副回路。

（×）
8 对于串级控制系统，副回路的工作频率应该低于主回路。

（ × ）
9 在光电耦合器电路中，输入输出回路通常采用两套独立的不共地的电源。

（ √ ） 10 隔离放大器的增益范围不可调。

（ √ ）
11．在接口总线分类中STD 总线属于外部总线。

（ √ ）
12．拉氏变换能把描述连续系统的微分方程变换成代数方程，而Z 变换能把描述线性离散系统的差分方程变换成以Z 为变量的代数方程。

（ √ ）
13．V/F 式A/D 转换器因为是脉冲形式信号输出，易损失信号，所以不适合远传。

（×）
14．共模干扰会直接与信号源叠加，并且影响系统的输出。

（ × ）
15．计算机过程控制系统中，手动和自动方式之间的切换应当做到无扰切换。

（ √ ）
16．采用数字PID 控制方法，当给定值波动大时可采用微分先行算法。

（ √ ）
17．采用前向差分方法离散化，如果D(S)稳定则变换后D(Z)一定稳定。

（ × ）
18．传感器信号线屏蔽层一般采用两端接地以防干扰。

（ × ）
19．双积分式A/D 转换器具有低通滤波的作用。

（ √ ）
20．RS232接口只能进行同步式传输。

（ × ）
参考答案
1. 作用是保证A/D 转换器的输入模拟电压的稳定，从而提高A/D 转换精度；不是所有的模拟量输入通道都需要采样保持器，当模拟信号的变化幅度小于A/D 转换器的1/2LSB 时，就不需要采样保持器。

2. 模块化设计思想就是把整个功能划分成若干个子功能模块，这样方便设计、调试、维护等，模块的划分时要注意以下原则：模块的划分不宜过大，也不宜过小；模块之间要尽量相互独立；
3. 生产过程中，如果采用理想PID 控制的话，存在两个方面的问题：理想PID 的微分作用只能维持一个采样周期；工业过程中的执行机构的动作速度有限，使得微分作用无法发挥。

4. 积分分离PID 设计思想是当被控量与设定值偏差较大时，取消积分作用，以免积分作用使系统稳定性变差和超调量增加；当被控量接近设定值，或者偏差较小时，投入积分作用，以便消除偏差，提高控制精度。

5. 采样周期的选择应当根据实际情况选择，为了使采样不失真，应当满足香农采样定理：max s 2ωω≥，采样周期过大，引起信号失真，过小增加了数据处理量和时间。

6. A/D 转换器的性能指标有转换精度、分辨率、转换时间和转换率、电源灵敏度以及抗干扰性能。

7. 计算机控制系统最小的采样周期受到哪些因素约束？采样定理、计算机速度、软硬件成本。

8.计算机控制系统组成中为什么需要有开关量通道？
当系统中有如超差、自动/手动等状态信息和报警、保护信息时，因为这些信息是开关量，所以…
9.若10位的D/A转换器最大输出电压为5V，则它的分辨电压是多少？
5/（210—1）= 0.00488 ≈0.005v
10.模拟量输入通道中信号放大器的作用是什么？
提高阻抗抑制共模干扰，信号放大
11.说明逐次逼近式A/D转换器的工作原理。

从高位到低位诸位进行比较取值，因速度比较高，所以是对信号的瞬时值进行转换。

12.说明数字控制器的“直接设计法”过程。

先将对象离散化，然后根据需要确定闭环传递函数，在上述基础上求得控制器的Z传递函数。

13.什么是积分死区现象？如何克服积分死区？
即计算中得到的积分增量不到D/A转换器的“1”，等于失去了积分作用。

可将尾数累加，到1后再送出。

14.为什么理想微分环节的调节效果不好？
控制时间太短，执行机构来不及动作，对高频干扰太敏感，不利系统稳定。

15.大林算法的目的是控制住超调量，这个目的是如何体现的？
闭环传递函数为一阶惯性环节。

16.最小拍控制系统中，是不是采样周期选择的越小，系统的响应时间越短？
不，因为采样时间太短，会使控制量过大，执行机构完成不了，出现系统性能变坏。

17.过程控制计算机与个人计算机有什么区别？为什么？
有过程通道和非常高的可靠性。

这是实时控制系统特殊的要求。

18.共模干扰是如何产生的？应该怎样抑制？
主要是不同的地电位造成的，应使共模信号不构成回路，如隔离，提高输入阻抗等方式抑制。