研究生复试真题

微型计算机控制技术

一、分析电路：

1）8031与DAC0832接口如图：单极性单缓冲输出方式

(1) 写出0832的输入寄存器地址及DAC寄存器地址。

(2) 利用双脉冲方式可实现同步波形输出，示波器要产生稳定的波形，加到示波器X

轴上，信号和要显示的Y信号的频率应保持一定的比例关系。X轴上要加上线性锯齿波电压，从而产生光点的水平移动。为了便于波形稳定显示，可通过两个A/D转换器同时产生同周期的X和Y信号，Y信号不一定是规则信号，为此需要进行采样处理，将采样后的数字量存放在程序存储器中形成数据表格，用查表指令取这些数据后送D/A转换器后形成Y 信号，X轴产生锯齿波信号，试写出转换程序。

二、如图，闭环数字控制系统，在单位阶跃w(t)=2(t)输入条件下，按最小拍无纹波可实现性

设计稳定工作系统；采样周期T=1，按顺序计算以下各量及有关展开式，t=kT(k=0、

1、2、3、4、5)

求：

（1）W(z)及展开式

（2）G(z)

（3）M(z)及[1-M(z)]

（4） D(z) （5） U(z)

（6） 控制量u(k)迭代算式

（7） 系统的输出Y(z)及展开式 （8） 画出w(k)及y(k)图像。

三、按达林算法设计的某系统数控器)

8.02.01)(1()

5.01(5.2)(2111--------=z z z z z D ,试问：

（１）本系统是否存在振铃现象？为什么？

（２）若存在振铃现象，设计出消除振铃因子后修改的Ｄ(Z)。若无振铃现象，则写出控制算式U(k)。

四、论述计算机控制技术的发展概况

五、简答及填空题

1.说明自动控制系统设计的通用基本原则和实施步骤？

答：自动控制系统设计的基本原则：1安全可靠 2操作维护与维修方便3实时性强

4通用性好 5经济性高

实施步骤：

1控制系统总体的方案设计：1）硬件总体方案设计 2）.软件总体方案设计 3）.系统可靠性设计4）设计说明书

2硬件的工程设计与实现：1）选择系统总线2）选择输入输出通道 3） 选择现场设备 3软件工程的设计与实现：1）程序结构规划2）资源分配3）实时控制软件设计 4控制系统的调试与运行：1）离线仿真和调试2）系统仿真3）在线调试运行 2.试写出Dahlin 算法的设计步骤

答：1根据系统性能的要求，确定闭环系统参数下，给出振铃幅度RA 的指标

2根据RA 的要求，由RA 的计算式10

//T T T T e e RA --+=确定采样周期T ，如果T 取值

较多，则取较大的那个值 3要求确定T N /τ=

4求广义脉冲传函)(z G 及期望闭环系统脉冲传函 5求数字控制器的脉冲传函)(z D

6把)(z D 化为差分方程，用计算机编对应算法程序 3.试说明Smith 补偿控制原理的思想 答：

我们为测出上图中B 点信号，以便把B 点信号反馈给控制器。假设构造一个过程的模型

虽然假想过程中得不到B ，但能得到m B ，如果没有建模及扰动误差，m B =B ，如果存在误差，有第二条反馈回路弥补上述缺点。就比如B>m B ,那么m B 反馈回去还要减掉他们的差值,最终仍然把B 的值返给控制器.

4.常态干扰是由于（ A ）引起的，共态干扰用（C ）技术可以抑制它。

A.直接叠加在信号上的干扰噪声；

B.不共地；

C.浮地；

D.滤波。 5.当系统已知且存在较大的纯滞后时，应采用（C ）；当系统存在积分饱和时应采用（A ）。

A.PD-PID 调节；

B.PID 调节；

C.Smith 预测器和PID ；

D.PI 调节。 6.A/D 转换器中，应用最普遍的是（A ）；抗干扰能力最强的是（ B ）。

A.逐次逼近式；

B.双积分式；

C.并行A/D ；

D.级联式。

六、计算题

设最小拍控制系统如图所示

r ))(z

最小拍

控制器。并讨论所设计的最小拍控制器对单位阶跃信号和单位加速度信号的适应性。

答案：

答：根据图可求出被控对象的广义脉冲传函:

])2(4

)1[(])15.0(21[)(2+-=+-=--s s e Z s s s e Z z G TS TS

=])

2(4[])2(4[22+-+-s s e Z s s Z TS

=)]2

111([]2112[

22++--++--s s s e Z s s s Z TS

=)

1)(1()

1(1

2112112---------+-z e z z e z z e T T T 将T=0.5s 代入，有

)

368.01)(1()

718.01(368.0)(1111------+=

z z z z z G 根据题意，输入信号为速度输入，r （t ）=t ，则21)1()(--=Φz z e

最小拍控制器为)

718.01)(1()

368.01)(5.01(435.5)(1

111----+---=z z z z z D 当输入为单位阶跃时，系统输出变为

n z z z z

z z z z R z Y ------+++=-+=Φ= (211)

)

2()()()(211

21 即y （0）=0，y （1）=2，y （2）=y （3）=1.经过2个单样周期y （k ）= r （k ），但当k=1，系统有100%超调。当输入为单位加速度时，系统输入序列Z 变换为

3

11122

1

)1(2)

1()

2()()()(------+-=Φ=z z z T z z z R z z Y =.....5.....75.35242322

2+++++----z T z T z T z

T

即 y （0）= 0，y （1）= 0，y （2）=T 2

，y （3）=3.5T 2

r （0）= 0，r （1）= 0.5T 2

-r （3）=4.5T 2

r （4）=8T 2

可见输入与输出始终有偏差，因此最小拍系统对信号变化自适应能力差