计算机控制技术 试题 总结

1.若连续信号的最高频率为ωmax，按采样定理要求，采样频率ωs应 >=2ωmax。

2.通常在传感器与A/D之间加入调理电路的目的是使模拟输入电压满足A/D转换量程要求。

3.计算机控制系统的输入与输出信号主要分为数字信号与模拟信号。

4.计算机控制系统的工作过程可归纳为以下三步：实时数据采集、实时控制决策、实时输出

控制。

5.共模干扰的抑制方法主要有：变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高

共模抑制比。

6.一般数控系统组成包括：输入装置、输出装置、控制器和插补器等四大部分组成。

7.控制系统的四大要素是：给定量、执行机构、控制对象以及被控量。

8.传感器把生产过程的信号转换成电信号，然后用A／D转换器把模拟信号变成数字信号，读入计算机中，对

于这样得到的数据，一般要进行一些预处理，其中最基本的处理有线性化处理、标度变换和系统误差的自动校准。

9.计算机控制中的数字PID控制算法有数字PID位置型控制算法和数字PID增量型控制算法两

种基本形式。

10.经常采用的软件抗干扰技术包括：数字滤波技术、开关量的软件抗干扰技术、指令冗余技

术、软件陷阱技术等。

11.采用差分放大器作为信号前置放大是抑制串模干扰的方法之一。

12.通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为串模干扰。

13.若信号的动态范围为N，计算机字长n≥ log2 (1+N) 。

1、计算机控制系统由计算机和被控对象（或生产过程）两部分组成。计算机控制系统的基本工作原理可以归纳为：实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出。

3、若ω

max 为被采样的连续信号的最高频率，根据香农采样定理，采样周期必须满足 T<π/ω

max

4、人机接口的作用：一是输入程序或数据，完成各种操作控制；二是显示生产过程的工艺状况与运行结果。

6、为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入调理电路。选择D/A变换器字长时，要求计算机系统输出的最小信号应小于执行机构的死区。

9、某8位A/D转换器的输入电压为0~+5V，则输入模拟量为3V是输出的数字量是99H

1.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两个组成部分。

2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。

3.在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。

4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。

5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。

6.信号接地方式应采用一点接地方式，而不采用多点接地方式。

7.按极点配置设计的控制器通常有两部分组成，一部分是状态观测器，另一部分是控制规律。

8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。

9.线性表、数组、堆栈和队列的共同特点是要求连续的存储单元来顺序存放数据元素。

10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。

1.计算机系统由计算机和生产过程两大部分组成。

2.集散控制系统（DCS）的结构模式为：操作站—控制站—现场仪表

3.变送器输出的信号为0~10mA或4~20mA 的统一信号。

4.模拟输出通道的结构型式主要取决于输出保持器的构成方式。

5.数控系统一般由数控装置、、和检测装置等。

6.设线性定常系统的输出方程为()()t

Cx

=

t

y，y（t）以最少的N拍跟踪参考输入r（t），必须满足条件

7.常用的状态观测器有3种：、、

8.“若A则B，否则C”，用模糊关系表示为

9.在一些对程序流向起决定作用的指令前插入两条指令，以保证弹飞的程序迅速纳入正确轨道。

10.采用双绞线作信号引线的目的是

9.NOP 10.减少电磁感应

1.驱动装置、可编程控制器 6.y（N）=Cx（N）=

r

7.预报观测器、现时观测器、降阶观测器8.()()C×

A

B

×

A

=

R U

1、实时的概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个，但一个必定是在线系统。

2、典型的工业生产过程可分为：、和。

3、计算机控制系统的典型型式：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、、、综合自动化控制系统。

4、计算机控制系统的发展趋势：控制系统的、扁平化、、综合化。

5、数字量输出通道主要由、、输出口地址译码电路等组成。

6、在计算机控制系统中，模拟量输入通道的任务是把系统中检测到的，变成，经接口送往计算机。

7、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用、、等方法。

8、对于任意的极点配置，L具有唯一解的充分必要条件是。（反馈控制规律L满足方程：|zI-F+GL|=β(z)）

9、香农采样定理：如果模拟信号（包括噪声干扰在内）频谱的最高频率为f max，只要按照采样频率进行采样，那么采样信号y* (t)就能唯一地复观y(t).

10、程序设计通常分为5个步骤，即、程序设计、编码、、改进和再设计。

1、实时系统、实时系统

2、连续过程、离散过程、批量过程

3、集散控制系统、现场总线控制系统

4、网络化、智能化

5、输出锁存器、输出驱动电路

6、模拟信号、二进制数字信号

7、看门狗、电源监控（掉电检测及保护）、复位8、被控对象完全能控

9、f≥2f max 10、问题定义、调试

一、问答题（25分）

采用74LS244和74LS273与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量（开关量）输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字量输入和数字量输出程序

1、答：利用74LS245作为开关量的输入，一端接外部开关量信号输入，一端接到PC的8位数据线，利用

74LS273作为开关量的输出，一端接到PC的8位数据线，一端接开关量信号输出。程序略。

1、某炉温度变化范围为0~3000℃，要求分辨率为2℃，温度变送器的输出范围为0-5V。若A/D转换器的输

入范围也是0-5V，求A/D转换器的字长应为多少位？若A/D转换器的字长不变，现通过变送器零点迁移将信号零点迁移到800℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？（13分）

2、已知模拟调节器的传递函数为D(s) = U(s)/E(s) = (1 + 0.21s)/(1 + 0.105s)，试写出相应数字控制器

的位置型和增量型控制算式，设采样周期T = 0.1s。（12分）

1、解：Xmax = 3000, Xmin = 0, λ = 2, 由于A/D转换器的输入电压范围与温度变送器的输出电压范围都

为0-5V，所以A/D转换器的字长应为：

n = log

2 (1 + (Xmax - Xmin)/ λ) = log

2

2901 ≈ 12

若A/D转换器字长不变，改变零点偏移，此时Xmax = 3000, Xmin = 800,n = 12，系统对炉温的分辨

率为：

λ = （3000 – 800）/（212– 1）≈ 0.537℃

27、简述计算机控制系统的一般控制过程。

1）实时数据采集：对测量变送装置检测到的被控参数的瞬时值经A/D转换后进行采集。

2）实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按设定的控制规律进行运算。

3）实时控制：根据决策，适时地输出运算后控制信号，经D/A转换后驱动执行机构，完成控制任务。

10 .什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？

串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号.