计算机控制技术习题集复习

第一章：1.1什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？硬件由主机、外设、输入输出通道、检测元件和执行机构组成，软件则由系统软件和应用软件两部分组成。

1.2计算机控制系统怎么分类，按功能分为几类？可以按系统的功能、控制规律或控制方式等分类。

按功能分类可以分为一下几类：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统1.4计算机控制系统的发展趋势主要表现在哪几个方面？1）以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流；2）PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展；3）面向测管一体化的DCS系统；4）控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展。

计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统(DCS)后，将朝着现场总线控制系统(FCS)的方向发展。

第二章：2.1单片机检查判断A/D转换结束的方法程序延时方式（同步方式）通过查阅手册了解A/D转换一个数据所需时间，在CPU启动A/D转换之后，执行一个固定延时程序，延时应大于或等于A/D的转换时间，然后CPU再读取A/D的转换结果程序查询方式转换完成EOC信号通过并行端口，送入CPU。

在CPU启动A/D转换之后CPU不断查询A/D的转换结束信号一旦该信号有效，CPU读取A/D转换结果中断方式用A/D转换结束信号向微机系统发出中断申请，CPU采用中断方式读取A/D转换结果。

2.2逐次逼近式A/D转换注释：每一次的相加或者相减均为上一个数据的1/2的值，若V0<Vi，则下一个值加，若V0>Vi，则下一个值相减。

设定试探值为二进制数码2.3P27程序第三章：3.2说明矩阵式键盘按键按下的识别原理。

3.3键盘有哪两种工作方式，他们各自的工作原理及特点是什么？有扫描方式和中断方式两种工作方式。

扫描方式工作原理及特点：扫描方式又可以分为编程扫描和定时扫描编程扫描是指特定的程序位置段上安排键盘扫描程序读取键盘状态，此时用户可以输入数据和控制命令定时扫描是指利用单片机内部或扩展的定时器产生定时中断，在中断中进行键盘扫描。

不论哪一种扫描方式，键盘程序都应当完成以下任务：判断键是否被按下，按键消抖处理，判断按键位置等中断方式：当无键按下时，CPU处理其他工作而不必进行键的扫描；当有键被按下时，通过硬件电路向CPU申请键盘中断，在键盘中断服务程序中完成键盘处理。

该种方法可提高CPU的工作效率。

3.4LED的静态显示方式与动态显示方式有何区别？各有什么优缺点？静态显示方式：所有的位选线com连接到一起接低电平(共阴极)或接高电平(共阳极)，每一位LED的段选线连接到一个8位显示输出口上，这样N位显示器共需要8×N根显示输出线，显示时位与位之间是相互独立的。

静态显示方式具有显示亮度高，显示稳定，控制方便等优点，但当显示的位数较多时，占用的I/O口线较多。

动态显示与静态显示相比需要的I/O口线少，功耗小，但控制程序较复杂，显示亮度低3.5写出表3-1中仅显示小数点“.”的段码第四章：4.1 逐点比较法查补4.1.1 直线查补设欲加工第一象限直线OE，终点坐标为e x=5，e y=3，试用逐点比较法插补该直线。

解：总步数n＝5＋3=8F=0，表3-2列出了直线插补运算过程，插补开始时刀具在直线起点，即在直线上，故轨迹见图3-2。

不同象限的直线插补对第二象限，只要用|x|取代x，就可以变换到第一象限，至于输出驱动，应使x轴向步进电动机反向旋转,而y轴步进电动机仍为正向旋转。

同理，第三、四象限的直线也可以变换到第一象限。

插补运算时，用|x|和|y|代替x、y。

输出驱动则是：在第三象限，点在直线上方，向-y方向进给，点在直线下方，向-x方向进给；在第四象限，点在直线上方，向-y方向进给，点在直线下方，向+x方向进给。

四个象限的进给方向如图3-4所示。

图3-4 四象限进给方向现将直线4种情况偏差计算及进给方向列于表3-1中，其中用L表示直线，四个象限分别用数字1、2、3、4标注。

表3-1 xy平面内直线插补的进给与偏差计算4.1.2圆弧插补设有第一象限逆圆弧AB，起点为A（5，0），终点为B（0，5），用逐点比较法插补AB。

解： n =|5-0|+|0-5|＝10开始加工时刀具在起点，即在圆弧上，0F =0。

加工运算过程见表3-3，插补轨迹见图3-7。

图3-7 圆弧插补轨迹4.2数字积分法DDA 法参考 4.2.1 DDA 法直线插补设有一直线OA ，起点在坐标原点，终点的坐标为（4，6）。

试用DDA 法直线插补此直线。

解：Vx J =4，Vy J =6，选寄存器位数N ＝3，则累加次数n=23＝8，运算过程如表3-5所示，插补轨迹如图3-14所示。

图3-14 DDA 直线插补轨迹表3-5 DDA 直线插补运算过程4.2.2 DDA 法圆弧插补设有第一象限逆圆弧AB ，起点A （5，0），终点E （0，5），设寄存器位数N 为3，试用DDA 法插补此圆弧。

解：Vx J =0，Vy J ＝5，寄存器容量为：2N =23＝8。

运算过程见表3-6，插补轨迹见图3-17。

表3-6 DDA 圆弧插补插补计算举例图3-17 DDA 圆弧插补轨迹第五章：5.1在计算机系统数据处理过程中，常用的查找方法有哪些？分别简述各种方法的基本原理。

（简答题）常用的查找方法有顺序查找法：从表头开始比较关键字，如果两者相同表示查到；否则，继续比较直到表尾；如果直到表尾仍然查不到，则查找失败。

直接查找法：要求关键字和数据项(也称记录)的存储地址间有一定的映射关系，可以通过运算直接求得符合关键字的数据项的位置。

直接查找法的数据结构应满足的条件是：一是关键字与存储地址之间要满足一定的函数关系;二是关键字数值应集中，否则内存的利用率不高。

折半查找法：假设有序表按升序排列，先取数组的中间值mid=n/2，与要查找的关键字K的值进行比较，若相等则找到。

若K小于mid，则说明K在0~mid之间，将mid/2的值赋给mid，再比较；若K大于mid，说明K在mid+1~n之间，此时将(n-mid-1)/2的值赋给mid，再比较。

如此比较下去，则可逐次逼近要搜索的关键字K，直到找到为止。

分块查找法：分块查找是介于顺序查找和折半查找之间的一种折中查找法。

它的基本原理是：将一组关键字均匀地分成若干块，块间按大小排序，块内关键字不排序，如图5-1所示。

图中，将12个关键字分成３块，第一块的所有关键字都比第二块中的任何一个关键字小，第二块的所有关键字都比第三块的任何一个小，依此类推，即按块排序，但每个块内的关键字不排序。

除此之外，还要建立一个由各块中最大的关键字组成的最大关键字表。

5.2课本P82 题目5.5计算：某温度控制系统，其温度变化范围为：-20°C~~+50°C，经温度变送器变换为1~~5V 电压信号，送至12位A/D转换器AD574（AD574的输入范围为0~~5V）计算：（1）当AD574的转换结果为800H时，对应的系统温度是多少？（2）当系统的温度是30°C时，AD574的A/D转换结果是多少？假设某检测系统在一个周期内连续采样9次的信号数据为：-2，8，6，3，4，-1，5，7，2。

对信号分别用下面的数字滤波技术处理，请求出对应的结果： （1）中值滤波法，求出本次采样的有效数据？ （2）算术平均值滤波，求出该周期的采样值？（3）加权平均值滤波，设9个数据的权值分别为：0.1，0.1，0.15，0.15，0.2，0.1，0.1，0.05，0.05。

求出该周期的采样值？方法：（1）中值滤波法：将采样结果按照大小顺序排列，取其中间值作为本次采样的有效数据（2）算术平均滤波：算术平均值滤波是要寻找一个y ，使该值与各采样值x i(i =1,2,3,…,N )间误差的平方和为最小,即由一元函数求极值可得（3）加权平均值滤波：对于所有的采样值来说，所占的比例是相同的，亦即滤波结果取每次采样值的1／N 。

但有时为了提高滤波效果，将各采样值取不同的比例(即权)，然后再相加，此方法称为加权平均法，其计算公式如下：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=∑=Ni i x y E 12)(m in ∑==Ni ix Ny 11∑=-=Ni n i x w y 11111=∑-=n i i w式中，w0，w1，w2，…，wn-1为各次采样值的权系数，它体现了各个采样值在平均值中所占的比例，可根据具体情况决定。

一般采样次数越靠后，其占的比例越大，这样可增加新的采样值在平均值中所占的比例。

第六章：P96页6.16.36.5P86页流程图第七章：7.1计算机系统设计的基本原则是什么？可靠性高、操作性好、实时性强、通用性好、经济效益和性价比高。

7.2 计算机控制系统的调试包括哪几个方面？硬件调试。

按照设计方案制作好样机厚，便可以进行硬件调试，包括脱机检查和联机调试软件调试硬件、软件联合调试现场调试7.3 简述计算机控制系统的设计步骤。

设计计算机控制系统的具体步骤如下：(1)计算机控制系统总体方案的设计；(2)计算机及接口的选择；(3)控制算法的选择；(4)计算机控制系统硬件设计；(5)计算机控制系统软件设计；(6)计算机控制系统的调试。