计算机控制系统(大作业) (2)
江苏理工学院大二计算机专业计算机控制系统考试试卷及参考答案2
江苏理工学院计算机控制系统考试试卷及参考答案2一、单项选择题（5’）1.假如在一个数据采集系统中，被采集的信号的最大输出是5V，最小输出信号是5mV,则所选A/D转换器的尾数至少为___。
A、8B、10C、12D、4答案：B2.在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将___。
A、增大B、减小C、不变D、不一定答案：A3.当线性离散系统的闭环极点位于Z平面的单位园内的左半平面时，系统的输出响应是___。
A、振荡衰减B、单调衰减C、振荡发散D、单调发散答案：A4.电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过___实现的。
A．改变定子的通电方向和通电占空比B．改变转子的通电方向和通电占空比C．改变定子的通电电压幅值D．改变转子的通电电压幅值答案：B5.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是___。
A. 0.3伏以下B. 0.7伏以上C. -3伏以下D. +3伏以上答案：C6.步进电机的控制脉冲的电压一般是___。
A、DC24VB、DC12VC、DC5VD、AC220V答案：C7.步进电机旋转角度与___有关。
A、脉冲数量B、脉冲频率C、电压D、脉冲占空比答案：A8.步进电机方向控制靠___信号。
A、开关量信号B、模拟量信号C、继电器换向D、接触器换向答案：A9.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经___转换。
A．A/D转换器B．双向可控硅C．D/A转换器D．光电隔离器答案：A10.在一定的步进电机细分下,旋转角度和___有关。
A、频率B、脉冲数C、脉冲电压D、脉冲占空比答案：B11.电磁兼容性英文缩写___。
A、MACB、EMCC、CMED、AMC答案：B12.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入___器件完成控制量的切换工作。
A．锁存器锁B．多路开关C．A/D转换器转换D. 反多路开关答案：D13.热继电器在电路中做电动机的___保护。
计算机控制系统4第三章 (2)
②量程 它是指所能转换的电压范围。如5V、10V等。
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
③转换精度 它是指转换后所得结果相对于实际值的准确
度。A/D转换器的转换精度取决于量化误差q、微分线性 度误差DNLE和积分线性度误差INLE 。 积分线性度误差INLE: 在满量程输入范围内，偏离理想转
A/D转换器
PUSH DS
STI MOV AX,DATA
MOV AX,250AH
INT 21H MOV DX,220H
MOV DS,AX
MOV DX,220H IN AL,DX;读数 MOV ADTEMP,AL
MOV AL,21H;发EOI 命令 OUT 20H,AL POP DS;恢复现场 POP DX POP AX IRET
A B C G2A VCC y0 y1 y2
G2B y3 G1 Y7 y4 y5
* 1 * * * 1 1 1 1 1 1 1 1 0 * * * * 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
地
y6
设计时，根据具体接口芯片的要求，AO、 A1用作端口地址。
A/D转换器
例 ： AD574与ISA总线前62根信号线（即PC/XT总线）的接口
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
74LS138 16芯译码器
• A.B.C为选择端 G1、G2A、G2B为允许端 G2=G2A+G2B
G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
计算机控制技术复习大作业及答案
《计算机控制技术》复习大作业及参考答案一、选择题（共20 题）1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ A ）转换。
A．A/D 转换器 B ．双向可控硅C. D/A转换器D .光电隔离器2.若系统欲将一个D/A 转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（D ）器件完成控制量的切换工作。
A.锁存器锁存B .多路开关C．A/D 转换器转换 D ．反多路开关3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CHEW （A ）0A．比较小 B ．比较大 C ．取零值 D ．取负值4.在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（B ）。
A．阳极 B ．阴极C.阴极或阳极D .先送阴极再送阳极5.电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（B ）实现的。
A.改变定子的通电方向和通电占空比B.改变转子的通电方向和通电占空比C.改变定子的通电电压幅值D.改变转子的通电电压幅值6.计算机监督系统（SCC中，SCC^算机的彳^用是（B ）A.接收测量值和管理命令并提供给DD计算机B.按照一定的数学模型计算给定植并提供给DD计算机C.当DDC#算机出现故障时，SCC^算机也无法工作D. SCC^算机与控制无关7.键盘锁定技术可以通过（ C ）实现。
A.设置标志位B.控制键值锁存器的选通信号C. A和B都行D.定时读键值8.RS-232-C 串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C ）。
A．0．3 伏以下 B ．0．7 伏以上C．-3 伏以下 D ．+3伏以上9.在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（D ）提高信/躁比。
A.只能通过模拟滤波电路B.只能通过数字滤波程序C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（ B ）。
A.步进电机可以直接接受数字量B.步进电机可以直接接受模拟量C.步进电机可实现转角和直线定位D.步进电机可实现顺时针、逆时针转动11.在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（D ）。
计算机控制系统课后答案
计算机控制系统课后答案1. 概述计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统，它采用计算机硬件和软件的协同作用，对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的任务。
本文将回答计算机控制系统课后习题，以帮助读者加深对该课程的理解。
2. 习题答案2.1 什么是计算机控制系统？计算机控制系统是指利用计算机硬件和软件的协同作用，对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的系统。
其核心是计算机的控制程序，通过对输入信号的处理和对输出信号的控制，实现对被控对象的精准控制。
2.2 计算机控制系统的组成计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成：•输入设备：用于采集被控对象的状态信息，将其转化为数字信号输入到计算机中。
•输出设备：将计算机产生的控制信号转化为可被被控对象接受的信号。
•中央处理单元（CPU）：负责执行控制程序，对输入信号进行处理和判断，并产生相应的控制信号。
•存储器：用于存储控制程序和控制数据。
•总线：用于传输控制信号和数据，连接CPU、存储器和输入输出设备。
2.3 计算机控制系统的特点•精确性：计算机控制系统能够对被控对象进行精确的控制，实时调整控制参数，确保控制过程的稳定性和准确性。
•灵活性：通过编写不同的控制程序，可以实现对不同对象的控制，具有很高的灵活性。
•可靠性：计算机控制系统具有自主诊断和故障处理能力，当出现故障时，能够自动检测、定位和修复错误，提高了系统的可靠性。
•扩展性：计算机控制系统可以根据需要增加或替换硬件设备，增加系统的功能和性能。
•可维护性：计算机控制系统通常使用模块化设计，方便对系统进行维护和升级。
2.4 计算机控制系统的应用领域计算机控制系统广泛应用于工业自动化领域，例如：•工业生产线控制：计算机控制系统可以对生产线上的各个环节进行监控和控制，提高生产效率和产品质量。
•交通信号控制：计算机控制系统可以对交通信号灯进行精确控制，实现交通流量的调度和优化。
•智能家居系统：计算机控制系统可以对家庭设备进行智能控制，实现远程操控和自动化管理。
计算机控制系统课后答案,李华
计算机控制系统课后答案1. 介绍本文是针对计算机控制系统课后作业的答案汇总。
在课程中涉及到的问题和概念将会一一解答和说明，帮助读者更好地理解和掌握计算机控制系统。
2. 问题解答2.1 列举计算机控制系统的应用领域。
计算机控制系统广泛应用于以下领域：- 工业自动化控制：用于控制工业生产线上的各种设备和工艺过程。
- 交通运输系统：包括地铁、公交、航空、航天等领域的运输工具的控制。
- 农业自动化：应用于农业机械和设备的控制，提高农业生产效率。
- 医疗设备控制：用于医疗设备的自动控制和监测。
- 建筑智能化：用于建筑内部的照明、供暖、空调等控制系统。
- 安防、监控系统：包括视频监控、入侵报警等各种安全系统的控制。
2.2 计算机控制系统的组成结构是什么？计算机控制系统的基本组成结构包括： - 传感器：用于将被控制对象的状态转换为电信号，并输入到控制系统中。
- 执行器：根据控制系统的指令，执行相应的动作，控制被控制对象。
- 控制器：对传感器采集到的数据进行处理和分析，并产生相应的控制指令。
- 通信网络：用于传输控制指令和传感器数据的通信网络。
- 计算机：负责控制器的运行和算法的执行，对控制系统进行监控和管理。
2.3 什么是开环控制系统和闭环控制系统？它们的区别是什么？开环控制系统是指控制器只根据预先设置的控制指令，对被控制对象进行控制，而不对被控制对象的输出进行测量和反馈。
因此，开环控制系统的控制效果受到外界扰动和被控制对象本身性能变化的影响。
闭环控制系统是指控制器在对被控制对象进行控制的同时，通过测量被控制对象的输出信号，并与设定值进行比较，产生反馈信号进行控制调节。
闭环控制系统能够根据被控制对象实际输出的变化来调整控制指令，使控制效果更加稳定和准确。
区别： - 开环控制系统没有反馈环路，只根据预先设置的控制指令对被控制对象进行控制；闭环控制系统设有反馈环路，通过测量被控制对象的输出进行调节。
任务二计算机控制系统设计举例
优点分析
高效性
计算机控制系统能够快 速、准确地处理大量数 据，提高了控制效率。
灵活性
系统可以根据需要进行 软件编程和修改，适应
不同的控制需求。
远程控制
通过网络技术，可以实 现远程监控和控制，方
便管理。
可靠性
计算机控制系统具有较高 的稳定性和可靠性，减少
了故障发生的概率。
缺点分析
成本较高
• 计算机控制系统设计举例的挑战：在任务二中，我们也遇到了一些挑战，如系 统稳定性、实时性和安全性等问题。为了解决这些问题，我们采用了多种技术 手段，如优化算法、提高硬件性能和加强安全防护等。
• 计算机控制系统设计举例的未来发展方向：随着技术的不断进步和应用需求的 不断提高，计算机控制系统设计将朝着更加智能化、网络化和安全化的方向发 展。未来，计算机控制系统将更加注重用户体验和个性化需求，同时不断拓展 应用领域，为人类创造更加美好的生活。
保证安全可靠
在系统设计时充分考虑安全性和可靠 性，确保系统在各种情况下都能稳定 运行，防止意外事故发生。
设计步骤
2. 硬件选型与配置
根据需求分析结果，选择合适的 传感器、控制器和执行器等硬件 设备，并进行配置。
1. 系统需求分析
明确控制系统的功能需求和技术 指标，分析被控对象的特性和环 境因素。
3. 软件设计
计算机控制系统设计和实施成 本较高，需要投入大量资金。
依赖性
系统高度依赖于计算机软硬件 ，一旦出现故障，可能影响整 个控制系统的正常运行。
技术难度
系统设计和维护需要专业的技 术人员，技术难度较大。
安全风险
计算机控制系统存在一定的安 全风险，如数据泄露、黑客攻
击等。
【第二版】计算机控制系统(康波 李云霞)第2章
采样定理（香农定理）
● 定理：若连续信号为有限带宽（频率分量最 大值为ωm），当采样频率ωs ≥2ωm 时，原 连续信号完全可以用其采样信号来表征（采样 信号可以不失真地代表原连续信号）。
● 物理含义： ωs ≥2 ωm，对连续信号中所 含的最高频率的正弦分量来讲，能够做到1个 振荡周期内采样两次以上。
频率混叠现象的消除
前置滤波器：串在采样开关前面的模拟低通滤波器， 又叫做抗混叠滤波器。
F( j)
F ( j)
s 2
前置
采样
s 2 滤波max
max
采样
T F*( j) 恢复
T F( j)
恢复 T F ( j)
s 2
s 2
s 2
s 2
s 2
(n)
1 0
n 0; n 0;
它在数字系统中所起的作用和模拟系统中的冲激函
数 (t) 所起的作用相似。所不同的只是在n=0时，其
值为1，而不是无穷大。
延迟kT
(n
kN
)
1 0
n kN n kN
采样过程的描述
连续信号：f (t)
T τ
开 结开 结 始 束始 束 采 采采 采 样 样样 样
ωs ≥2ωm时，不重叠， ωs < 2ωm时，频谱混叠
采样信号的频谱：采样频率为 s
s 2max
T F*( j)
s
max max
s
s
s 2max
T F *( j)
s max
maxs
频率混叠 s
内容提要
2.1 CCS中的信号种类 2.2 CCS中的信号转换过程分析 2.3 信号的恢复与重构 2.4 信号的量化
计算机控制技术：9.2 计算机控制系统设计与实现(二)
(4)系统具有掉电保护、报警、参数设置和工艺曲线修改 设置功能。
(5)系统具有表格、图型、曲线等显示和打印功能。
9.3.2 系统总体方案的设计
1.发酵罐测控点的分布及管线结构 本系统有10个发酵罐，每个发酵罐上有5个检测点和3
个控制点，其中包括上段温度TTa、中段温度TTb、下段温 度TTc、罐内上部气体压力PT、液位LT、上段冷带调节阀 TVa、中段冷带调节阀TVb、下段冷带调节阀TVc。
9.3.3 系统硬件和软件的设计
2.系统软件的设计
(3)标度变换程序 ①温度的标度变换
y 50 (20) (x 819) (20) (0.021368x 37.5) C 4095 819
②压力的标度变换
P 0.25 0 ( x 819 ) 0 ( 7.63126 105 x 0.0625 )MPa 4095 819
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一 起的，比如线性方程组的 求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具体算法介绍了算法 的三种基本结构：顺序、条件和循环，以及基本的算法语句，最后集中介绍了辗转相除法 与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定 决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样调查知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样 本的方法、方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活 中的统计数据，通过边框的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体会抽样不是简单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是否可靠。 然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系统抽样、分 层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将 在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次 数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验， 给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何 概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Exc el软件产生（取整数值的）随机数的方法， 以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试 验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频 率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。
《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)
4．设计题(1)解：电路原理图如下图所示：程序清单如下：MOV DPTR，#7FFFH ；8255A初始化，方式0MOV A，#98H ；PC3~PC0输出方式，PC7~PC4输入方式MOVX @DPTR，AKEY1：ACALL KS1JNZ LK1NI：ACALL DL6ms ；调用延时子程序，延时6msAJMP KEY1LK1：ACALL DL6ms ；延时12msACALL DL6msACALL KS1JNZ LK2ACALL DL6msAJMP KEY1LK2：MOV R2，#FEH ；扫描模式→R2（按列逐列扫描）MOV R4，#00H ；R4为列计数器LK4：MOV DPTR，#7FFEH ；扫描模式→8255A的PC口MOV A，R2MOVX @DPTR，AMOVX A，@DPTR ；读8255A的PC口JB ACC.7，LONE ；转判1行，ACC.7=1，说明0行无键闭合MOV A，#00H ；0行有键闭合，首键号0→AAJMP LKPLONE： JB ACC.6，LTWO ；转判2行MOV A，#04H ；1行有键闭合，首键号4→AAJMP LKPLTWO： JB ACC.5，LTHR ；转判3行MOV A，#08H ；2行有键闭合，首键号8→AAJMP LKPLTHR：JB ACC.4，NEXT ；转判下一列，MOV A，#0CH ；3行有键闭合，首键号12→ALKP：ADD A，R4 ；求键号=列号+行首键号PUSH ACC ；键号进栈保护LK3：ACALL DL6ms ；判断键释放否ACALL KS1JNZ LK3 ；A=0，说明键释放POP ACC ；键号→ACJNE A，#09H，COM ；AJMP DIGPRO ；等于9，转数字键处理COM：JNC FUNPRO ；大于9，转功能键处理AJMP DIGPRO ；小于9，转数字键处理RETNEXT： INC R4 ；列计数器加1MOV A，R2 ；判断是否扫描到最后一列JNB ACC.3，KND ；若ACC.3=0，说明已经到最后一列RL A ；扫描模式左移一位，准备扫描下一列MOV R2，AAJMP LK4KND：AJMP KEY1KS1：MOV DPTR，##7FFEH ；全“0”→扫描口PC口MOV A，#00HMOVX @DPTR，AMOVX A，@DPTR ；读PC7~PC4状态CPL AANL A，#0F0HRETDL6ms：MOV R5，#0CHDL1：MOV R6，#0FFHDL2：DJNZ R6，DL2DJNZ R5，DL1RET(2)ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP LK1ORG 0300HMAIN: MOV DPTR，#7FFFH ；8255A初始化，方式0MOV A，#98H ；PC3~PC0输出方式，PC7~PC4输入方式MOVX @DPTR，A…LK1：ACALL DL6ms ；延时12msACALL DL6msACALL KS1JNZ LK2AJMP KNDLK2：MOV R2，#FEH ；扫描模式→R2（按列逐列扫描）MOV R4，#00H ；R4为列计数器LK4：MOV DPTR，#7FFEH ；扫描模式→8255A的PC口MOV A，R2MOVX @DPTR，AMOVX A，@DPTR ；读8255A的PC口JB ACC.7，LONE ；转判1行，ACC.7=1，说明0行无键闭合MOV A，#00H ；0行有键闭合，首键号0→AAJMP LKPLONE： JB ACC.6，LTWO ；转判2行MOV A，#04H ；1行有键闭合，首键号4→AAJMP LKPLTWO： JB ACC.5，LTHR ；转判3行MOV A，#08H ；2行有键闭合，首键号8→AAJMP LKPLTHR：JB ACC.4，NEXT ；转判下一列，MOV A，#0CH ；3行有键闭合，首键号12→ALKP：ADD A，R4 ；求键号=列号+行首键号PUSH ACC ；键号进栈保护LK3：ACALL DL6ms ；判断键释放否ACALL KS1JNZ LK3 ；A=0，说明键释放POP ACC ；键号→ACJNE A，#09H，COM ；AJMP DIGPRO ；等于9，转数字键处理COM：JNC FUNPRO ；大于9，转功能键处理AJMP DIGPRO ；小于9，转数字键处理RETNEXT： INC R4 ；列计数器加1MOV A，R2 ；判断是否扫描到最后一列JNB ACC.3，KND ；若ACC.3=0，说明已经到最后一列RL A ；扫描模式左移一位，准备扫描下一列MOV R2，AAJMP LK4 KND ： RETIKS1： MOV DPTR ，##7FFEH ；全“0” →扫描口PC 口 MOV A ，#00H MOVX @DPTR ，AMOVX A ，@DPTR ；读PC7~PC4状态 CPL AANL A ，#0F0H RETDL6ms ：MOV R5，#0CH DL1： MOV R6，#0FFH DL2： DJNZ R6，DL2DJNZ R5，DL1 RET(3) 设计思路：设置一个标志模型单元，比如20H 单元，令20H.3、20H.2、20H.1和20H.0分别为四位数据的标志位，如果该位为0，且不显示，则对应的标志位置1，在取数据前将该单元清0。
精品文档-计算机控制技术(第二版)(温希东)-第2章
(4)数字量输出通道。有的执行部件只要求提供数字量，例 如步进电机的控制电机启停和报警信号等，这时应采用数字量输 出通道。
应该注意，过程通道是以经过通道的信号形式来划分的，并 不以连续的对象来划分，如模拟对象的模拟量可以转换为频率信 号(V—F变换)，连接于数字输入通道，而数字输出通道完全可以 接直流电动机，组成脉冲调宽控制(PWM)。
拾取、转换、滤波、保护、隔离以及输出信号的驱动等问题。 对于开关量输入信号的转换、滤波、保护、隔离以及开关量
输出信号的驱动等，前面已有详细讨论，这里主要讨论一下开关 量输入信号的拾取方式。
39
(1)开关状态型开关量输入信号的拾取。这是最常见的一种 开关量输入形式，如生产设备或过程中某个开关或继电器的断开 与闭合等。这种类型的开关量可通过前面已介绍的转换电路将开 关的状态转换为电平的高低。
11
3．输入/输出电气接口 典型的开关量输入/输出电气接口的功能主要是滤波、电平 转换、隔离和功率驱动等，关于这些内容，将在后面详细介绍。
12
2．2．2 开关量输入信号的调理 开关量输入通道的基本功能就是接收外部的状态信号，这些
状态信号是以逻辑“1”或逻辑“0”形式出现的，其信号可能是 电压、电流或开关的触点。在有些情况下，外部输入的信号可能 会引起瞬时的高电压、过电压、接触抖动以及噪声等干扰。为了 将外部的开关量信号输入到计算机，必须将现场输入的状态信号 经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能接收的逻辑信 号，这就是开关量输入信号调理的任务。
8
2．2．1 开关量输入/输出通道的一般结构形式 开关量输入/输出通道一般由三部分组成：CPU接口逻辑、输
入缓冲器和输出锁存器、输入/输出电气接口(亦即开关量输入信 号调理和输出信号驱动电路)。一般情况下，各种开关量输入/输 出通道的前两部分往往大同小异，不同之处主要在于输入/输出 (I／O)电气接口。典型的开关量输入/输出通道结构如图2-2所示 。
兰州理工大学计算机控制技术第二章作业
第二章作业（用C51实现）1.如下图，利用开关K 实现显示从0-9递增，每按一次显示加1，加到10时返回到0显示，周而复始循环。
#include<reg51.h>char i;code char tab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4F,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};void int(void)interrupt 2{i++if (i<10)P1=tab[i];else {i=0;P1=0x3f;}}main(){i=0;EA=1;EX1=1;IT1=1;P1=0x3f;while(1);}2.设系统时钟频率为12MHz ，利用定时器中断实现1）P1.1输出周期为1s 的方波；2）P1.0输出周期为2s ，占空比为20%的脉冲信号。
以上要求可以在一个程序中实现，也可以在两个程序中实现。
解：#include<reg51.h>sbit P1_0=Pl^0;sbit P1_1=P1^1;int a;int b;+5V8751INT0P1.7void int(void)interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;a++;b++;}void main(void){a=0;b=0;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TFO=O;TRO=1;EA=1;ETO=1；while(l){if(a==10){Pl 1=^P11;a=0;}if(b==8)Pl_0=0;else if(b==40){P1_0=1;b=0;}}}3.如下图，利用外部中断INT0实现：首先通过P1.7口点亮发光二极管，然后外部输入一脉冲串，则发光二极管亮、暗交替。
解：#include<reg51.h>sbit P1_7=P1^7;void int(void)interrupt 0{P1_7=!P1.7;}void main(void){P1_7=0;EA=1;EX0=1;ITO=1;while(l);}4.如下图，用51单片机的串行口外接并入串出芯片CD4014扩展并行输入口，当开关S 闭合时读入开关组S0-S7的信息。
计算机控制系统复习题答案
《计算机控制系统》课程复习题答案一、知识点：计算机控制系统的基本概念。
具体为了解计算机控制系统与生产自动化的关系；掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性；理解计算机控制系统的分类和发展趋势。
回答题：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如下：2.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。
3.简述计算机控制系统的组成；答：计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成，计算机系统又由硬件和软件组成。
4.简述计算机控制系统的特点；答：计算机控制系统与连续控制系统相比，具有以下特点：⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
⑵计算机控制系统修改控制规律，只需修改程序，一般不对硬件电路进行改动，因此具有很大的灵活性和适应性。
⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
⑷计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
⑸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。
⑹采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化。
5.简述计算机控制系统的类型。
答：（1）操作指导控制系统；（2）直接数字控制系统；（3）监督计算机控制系统（4）分级计算机控制系统二、知识点：计算机控制系统的硬件基础。
具体为了解计算机控制系统的过程通道与接口；掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用，掌握输入/输出接口电路：并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法，能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。
回答题：1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。
2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。
答：W78系列,如W7805、7812、7824等；W79系列，如W7805、7812、7824等4.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。
计算机控制系统课本答案
《计算机控制系统》(书号：978-7-111-34304-2)习题解答第2章习题2.11解：利用w 域内的劳斯判据，令11-+=ωωz ，代人特征方程得： 08.0)11(36.0)11()11(2.0)11()(234=+-++-++-++-+=ωωωωωωωωωD024.212.18.848.036.3)(234=++++=ωωωωωD列劳斯表：所以系统不稳定2.12解：])12.0(1[)]()([)(+-==-s s K seZ s G s G Z z G Tsh0)56()51)(54(5)(55552=+-+-+-+=----TTTTeKeK z e eK z z D当K =5时，097.03)(2=++=z z z D由朱利判据和w 域的劳斯判据，可知系统不稳定。
令11-+=ωωz ，代人特征方程0)56()11)(51)(54()11(5)(55552=+-+-+-+-+-+=----eKeK eeK z D ωωωω列劳斯表，可得使系统稳定的K 的取值范围为304.30<<K2.15解：))(1()1.11()9.0(])1(11[)]()([)(1.01.01.01.0-------+-=+-==ez z e z es s seZ s G s G Z z G sh0)()1(lim 1.0)()1(lim )(lim 2111=-==-=∞==→→→z G z K z G z K z G Kz a z v z p1)(==∞vK RT e第4章习题4.1答：为使系统输出无纹波，是以增加调节时间为代价的。
例如对于单位阶跃输入，无纹被系统2拍达到稳态，而有纹波系统一拍就能跟上输入。
4.3答：4.4答：采用惯性因子法后，系统已不可能在有限个采样周期内准确到达稳态，而只能渐近地趋于稳态，但系统对输入类型的敏感程度却因此降低了。
4.5答：大林算法的设计目标为：设计数字控制器使系统的闭环传递函数为具有纯滞后的一阶惯性环节，并使其滞后等于被控对象的滞后，即4.6答：振铃幅度RA (Ringing Amplitude )定义为数字控制器在单位阶跃输入作用下，第0拍输出幅度与第1拍输出幅度之差，即RA =u (0)-u (1)振铃现象的消除：参数选择法：合理T 0和T ，最大程度地抑制振铃。
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一问答题 (共6题，总分值60)
1. 根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？（10 分）
答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。
(1) 周期采样指相邻
两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。
(2) 同步采样如果一个系统中有多个
采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。
(3) 非同步采样
如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步
采样。
(4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样
的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。
(5) 随机采样若相邻两次采样的时
间间隔不相等，则称为随机采样。
2. 简述线性定常离散系统的能控性定义。
（10 分）
答：若对某个初始状态X（0），存在控制作用序列{u（0），u（1），…，u（n-1）}，使系统在第n步上达到到原点，即X（n）=0，则称状态X（0）能控。
3. 简述积分调节的作用（10 分）
4. 简述现场总线控制系统的基本组成。
（10 分）
答：现场总线控制系统的基本组成主要表现在6个方面：
1、现场通信网络
2、现场设备互联
3、互操作性
4、分散功能快
5、通信线供电
6、开放式互联网络
5. 等效离散化设计方法存在哪些缺陷？（10 分）
答：等效离散化设计方法存在以下缺陷：
(1) 必须以采样周期足够小为前提。
在许多实际系统中难以满足这一要求。
(2) 没有反映采样点之间的性能。
特别是当采样周期过大，除有可能造成控制系统不稳定外，还使系统长时间处于“开环”、失控状态。
因此，系统的调节品质变坏。
(3) 等效离散化设计所构造的计算机控制系统，其性能指标只能接近于原连续系统(只有当采样周期T=0时，计算机控制系统才能完全等同于连续系统)，而不可能超过它。
因此，这种方法也被称为近似设计。
6. 列举三种以上电源抗扰措施。
（10 分）
答：(1)采用交流稳压器。
当电网电压波动范围较大时，应使用交流稳压器。
若采用磁饱和式交流稳压器，对来自电源的噪声干扰也有很好的抑制作用。
（2）电源滤波器。
交流电源引线上的滤波器可以抑制输入端的瞬态干扰。
直流电源的输出也接入电容滤波器，以使输出电压的纹波限制在一定范围内，并能抑制数字信号产生的脉冲干扰。
（3)在要求供电质量很高的特殊情况下，可以采用发电机组或逆变器供电，如采用在线式UPS不间断电源供电。
(4)电源变压器采取屏蔽措施。
利用几毫米厚的高导磁材料(如坡莫合金)将变压器严密的屏蔽起来，以减小漏磁通的影响。
二计算题 (共2题，总分值40)
1. 写出从坐标原点出发的任意象限直线的逐点比较法插补的程序框图。
（20 分）
2. 已知某连续控制器的传递函数为
试用双线性变换法求出相应的数字控制器的脉冲传递函数D(z)，其中T=1s。
（20 分）。