计算机控制技术试卷及答案仅供参考

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计算机控制技术试卷及答案

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计算机控制技术试卷1.简答题(30分)(1)计算机与外设交换数据的种类及传送方式?(6分)(2)什么叫输入/输出通道?它是由哪些部分组成的?(6分)(3)一个典型的顺序控制系统由哪几部分组成?(7分)(4)试比较逐点比较法和数字积分法的优缺点?(6分)(5)什么叫积分饱和现象?应如何防止?(5分) 2.设计题(20分)(1)针对一个8位数据总线、16位地址总线的CPU ,使用8205地址译码器扩展16个I/O 接口与24K 存储器,图示并写地址范围。

(10分)(2) 有一个8位满量程10V 的逐次逼近A/D 转换器,若从输入端接入3.2V 的模拟电压,试用列表与图示的方法表示转换的过程。

(10分) 3.插补题(30分)(1)设加工第一象限逆圆弧AB ,已知起点A (6、0),终点B (0、6)。

试用逐点比较法圆弧插补计算并作出走步轨迹图。

(15分)1O 7O(2)已知第一象限直线OA,起点O(0、0),终点A(6、7)。

试用数字积分器插补法实现这条直线并做出走步轨迹图(累加器位数n=4)。

(15分)4.分析题(20分)(1)炉温DDC系统的结构图如图1所示。

温度信号经热电偶变成毫伏级的电压信号后,经温度变送器放大并转换成电流信号,再经电阻网络转换成电压信号送入A/D转换器;单片机构成的数字控制器的输出送D/A转换器转化成模拟电压,经功率放大器放大后送到晶闸管调压器,触发晶闸管并改变其导通角的大小,从而控制电阻炉的加温电压。

结合该系统说明此计算机控制系统设计的步骤。

(10分)图1 炉温DDC系统结构图(2)论述计算机控制系统中电磁干扰的种类以及抗干扰的措施。

(10分)答案1.简答题(30分)(1)计算机与外设交换数据的种类:数字量(1分)、模拟量(1分)和开关量(1分)。

传送方式有三种:①程序查询方式(1分);②中断控制方式(1分);③直接存贮器存取(DMA)方式(1分)。

(2)在微型计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道称为输入输出通道(2分)。

《计算机控制技术》题目(含答案)

《计算机控制技术》题目(含答案)

《计算机控制技术》复习资料一、填空题1、计算机控制是自动控制发展中的(高级)阶段,是自动控制的(重要分支)。

2、计算机在信息处理、(逻辑分析)、决策判断、(输入输出)管理等各个方面显示出突出的优点。

3、计算机控制系统利用计算机的(硬件)和(软件)代替自动控制系统的控制器。

4、自动控制是指在(没有人)直接参与的前提下,应用(控制装置)自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程,使他们具备相应的功能。

5、在控制系统中如果给定值是(恒定不变)的,则此系统称为(定值)控制系统。

6、若系统控制(变量)的变化规律为已知函数,并被事先确定,则此类控制为(程序)控制系统。

7、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号,给定信号(决定)着系统输出量的变化;而扰动则(破坏)给定信号对系统输出量的控制。

8、计算机控制过程是在(外部)作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个(平衡或稳定)状态的过程,称为瞬态过程或系统响应。

9、自动控制的瞬态过程有两种典型形式,一种是(收敛)的,对应的系统运行是稳定的;另一种是(发散)的,对应的系统是不稳定的。

10、在计算机控制系统中为了达到控制目标,可以采用(模拟)化设计方法和(离散)化设计方法来设计控制器。

11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准(总线)技术和开放式( 体系)结构的计算机。

12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为:(数据)总线、( 地址)总线、控制总线、电源总线。

13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他(智能)设备之间进行( 通信)的连线。

14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗(电磁)干扰、防震、防潮、( 耐高温)等性能。

15、可编程序控制器是(继电器)逻辑控制系统与( 微型)计算机技术相结合的产物。

16、大多数PLC采用继电控制形式的(梯形图)编程方式,继承了传统(控制)线路的清晰直观容易掌握。

17、整体式的(PLC)把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成)在一个小箱体内构成一台完整的PLC。

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计算机控制技术练习题(附答案)一、填空题(每空2分,共20分)1.闭环负反馈控制的基本特征是。

2.闭环控制系统里,不同输出与输入之间的传递函数分母。

3.惯性环节的主要特点是,当其输入量发生突然变化时,其输出量不能突变,而是按变化。

4.静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标,静态误差系数越大,精度。

5.系统的相稳定裕度γM,定义为开环频率特性在截止频率ωc处。

6.离散系统稳定性与连续系统不同,它不仅与系统结构和参数有关,还与系统的有关。

7.零阶保持器是一个相位滞后环节,它的相频特性φ(ω)= 。

8.若已知闭环系统自然频率为ωn,经验上,采样频率ωs应取。

9.通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。

10.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。

二、选择题(每题2分,共10分)1.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。

2.控制算法直接编排实现与串联编排实现相比,有限字长所引起的量化误差。

A 较大;B 较小;C 相当。

3.某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ,可知该系统是。

A稳定的;B不稳定的;C 临界稳定的。

4.若以电机轴的转角为输入量,电机轴的转速为输出量,则它的传递函数为环节。

A 积分;B 微分;C 惯性。

5.在确定A/D变换器精度时,通常要求它的精度应传感器的精度。

A 大于;B 小于;C 等于。

三、简答题(每小题5分,共20分)1.图1为水箱水位自动控制系统,试说明基本工作原理。

图12.已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1,试问该系统为几型系统,系统的开环放大系数为多少?3.试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。

4.试表述采样定理,并说明若一高频信号采样时不满足采样定理,采样后将会变成何种信号。

四、(10分)已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=ωn 2/s(s+2ζωn )实测求得单位阶跃响应的σ%=4.3%,t s =2.5秒,试写出闭环传递函数并求ωn ,ζ为多少。

《计算机控制技术》课程知识 复习 学习材料 试题与参考答案

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《计算机控制技术》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选(本大题共60小题,每小题1分,共60分)1.CD4097的INH端接+5V,C、B、A端依次接111B,(D)被选通。

A.X组的IN/OUT7通道B.Y组的IN/OUT7通道C.X组和Y组的IN/OUT7通道D.没有通道2.计算机内的溢出是指其运算结果(C)A.无穷大B.超出了计算机内存单位所能存储的数值范围C.超出了该指令所指定的结果单元所能存储的数值范D.超出了运算器的取值范围3.下面关于微型计算机控制技术的叙述,正确的是(D)A.微型计算机控制技术只能用于单片机系统B.任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术C.微型计算机控制技术不能用于自动化仪表D.微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表4.采用ADC0809构成模拟量输入通道,ADC0809在其中起(D)作用。

A.模拟量到数字量的转换B.数字量到模拟量的转换C.模拟量到数字量的转换和采样-保持器D.模拟量到数字量的转换和多路开关5.计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是(B)。

A.接受测量值和管理命令并提供给DDC计算机B.按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D.SCC计算机与控制无关的转换和多路开关6.8255A与外设间每个端口的数据线为(B)A.4位B.8位C.16位D.32位7.CD4051的INH端接地,C、B、A端依次接101B,(C)被选通。

A.IN/OUT1至IN/OUT5共5个通道B.IN/OUT4通道C.IN/OUT5通道D.没有通道8.关于现场总线控制系统,下面的说法中,不正确的是(C)。

A.省去了DCS中的控制站和现场仪表环节B.采用纯数字化信息传输C.只有同一家的FCS产品才能组成系统D.FCS强调“互联”和“互操作性9.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10.闭环控制系统是指(B)A.系统中各生产环首尾相接形成一个环B.输出量经反馈环节回到输入端,对空置产生影响C.系统的输出量供显示和打印D.控制量只与控制算法和给定值相关11.一个10位的A/D转换器(量化精度0.1%),孔径时间10μs,如果要求转换误差在转换精度类,则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为(B)A.15HzB.16HzC.17HzD.14Hz12.下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是(D)。

计算机控制技术期末复习试题附答案

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计算机控制技术期末复习试题附答案一、选择题1. 下面哪个不是计算机控制系统的组成部分?A. 控制器B. 传感器C. 运算器D. 计算机主机答案:D2. 控制器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:B3. 在控制系统中,传感器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:A4. 控制器与执行器之间的信息传递通常采用哪种形式?A. 电信号B. 光信号C. 音频信号D. 无线信号答案:A二、填空题1. 在控制系统中,PID是什么的缩写?答案:比例-积分-微分2. 当一个过程变量小于或大于设定值时,控制器需要发出一个____信号来调节执行器。

答案:控制3. 开环控制系统中,控制器完全依赖于____来判断并调节执行器。

答案:设定值三、解答题1. 请解释闭环控制系统和开环控制系统的区别。

答案:闭环控制系统和开环控制系统是两种基本的控制系统结构。

闭环控制系统通过传感器获得反馈信息,将反馈信息与设定值进行比较后进行调节,以使系统输出接近设定值。

开环控制系统则没有反馈环节,控制器仅仅根据设定值来调节执行器。

闭环控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性,能够减小外界干扰对系统的影响,但由于需要进行反馈调节,系统可能存在一定的响应延迟。

开环控制系统较为简单,但容易受到干扰的影响,对系统稳定性要求较高。

四、简答题1. 请简述计算机控制技术在工业自动化中的应用。

答案:计算机控制技术在工业自动化中广泛应用,其主要作用是实现对生产过程的自动控制。

通过传感器获取实时数据,计算机控制系统可以实时监测和控制生产过程中的各项参数,将实际数值与设定值进行比较,并通过执行器调节控制。

这种自动化控制能够提高生产效率、降低成本,同时还可以减少人为操作中的误差,提高产品的质量稳定性。

在工业生产中,计算机控制技术广泛应用于各种制造过程中,如汽车制造、电子设备制造、化工生产等。

通过计算机控制技术,可以实现生产过程中的自动监测、自动调节、自动报警等功能,从而提高生产效率,降低生产成本,提高产品的一致性和稳定性。

计算机控制技术试卷及答案

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计算机控制技术试卷及答案一、填空题(20分)1、在现代工业中,计算机控制系统至少起到实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出三个基本功能。

2、计算机控制系统具有各种各样的结构和形式,按不同的划分方法有不同的分类,若按计算机参与的控制形式可分为开环控制和闭环控制;若按采用的规律可分为顺序控制、常规控制和高级控制、智能控制等。

3、信息传递中信号的形式有连续模拟信号、离散模拟信号、连续信号和离散数字信号。

4、计算机控制系统中内部总线可分为数据总线、地址总线、控制总线、电源总线。

5、D/A转换器的主要性能指标有分辨率、绝对精度、稳定时间、相对精度、线性误差。

6、通信协议的关键要素是语法、语义、时序。

7、数据传输的方式按信号是否被调制可分为基带传输与频带传输;按数据的时空顺序可分为串行传输与并行传输;按发送方是否发送同步脉冲可分为异步传输与同步传输。

8、数据交互技术可分为线路交换技术、报文交换技术、分组交换技术,其中线路交换技术包括线路建立、数据传送和线路拆除三个阶段。

9、计算机网络按所跨地域分为局域网、广域网、城域网;按网络的拓扑结构形式分为星型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。

10、计算机网络互联设备有中继器、网桥、路由器和网关。

二、简答题1、计算机控制系统的基本组成及作用。

(P3)要点:主机、外设、输入输出接口、通信设备、现场仪表等2、采样定理的内容。

( P15)3、总线的通信方式有哪些?各自的特点是什么?(P36)4、叙述双积分式A/D转换器的工作原理。

(P51)5、常用的人机交互设备有哪些?各自的特点是什么?(P64-78)6、简述多路复用技术有哪些?各自有何特点?(P85)7、常用的通信介质有哪些?各自有何特点?(P100-102)8、从资源共享的观点解释计算机网络的定义及基本特征(P106)9、过程控制系统计算机网络的应用原则有哪些?(P161)10、计算机控制系统中常用的数字滤波方法有哪些?各自的计算公式是什么? (P165-166)11、计算机操作系统的五大功能是什么?(P224)三、论述题1、计算机控制系统的设计原则和步骤(教材P265-268)2、总线的裁决方式及算法(教材P35-36)四、设计题设计一串行输入12位D/A转换接口电路,并写出程序代码。

计算机控制技术题库(附答案)

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计算机控制技术题库(附答案)计算机控制技术练习题(附答案)⼀、填空题(每空2分,共20分)1.闭环负反馈控制的基本特征是。

2.闭环控制系统⾥,不同输出与输⼊之间的传递函数分母。

3.惯性环节的主要特点是,当其输⼊量发⽣突然变化时,其输出量不能突变,⽽是按变化。

4.静态误差系数是系统在典型外作⽤下精度的指标,静态误差系数越⼤,精度。

5.系统的相稳定裕度γM,定义为开环频率特性在截⽌频率ωc处。

6.离散系统稳定性与连续系统不同,它不仅与系统结构和参数有关,还与系统的有关。

7.零阶保持器是⼀个相位滞后环节,它的相频特性φ(ω)= 。

8.若已知闭环系统⾃然频率为ωn,经验上,采样频率ωs应取。

9.通常把叠加在被测信号上的⼲扰信号称为。

10.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。

⼆、选择题(每题2分,共10分)1.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。

2.控制算法直接编排实现与串联编排实现相⽐,有限字长所引起的量化误差。

A 较⼤;B 较⼩;C 相当。

3.某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ,可知该系统是。

A稳定的;B不稳定的;C 临界稳定的。

4.若以电机轴的转⾓为输⼊量,电机轴的转速为输出量,则它的传递函数为环节。

A 积分;B 微分;C 惯性。

5.在确定A/D变换器精度时,通常要求它的精度应传感器的精度。

A ⼤于;B ⼩于;C 等于。

三、简答题(每⼩题5分,共20分)1.图1为⽔箱⽔位⾃动控制系统,试说明基本⼯作原理。

图12.已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1,试问该系统为⼏型系统,系统的开环放⼤系数为多少?3.试简单说明系统稳定性与稳态误差相互⽭盾的关系。

4.试表述采样定理,并说明若⼀⾼频信号采样时不满⾜采样定理,采样后将会变成何种信号。

大学课程《计算机控制技术》试题及答案

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大学课程《计算机控制技术》试题及答案一、选择题(本题共10小题,每小题 1.5分,共15分)1. DAC0832的VREF接-5V,IOUT1接运算放大器异名端,输入为1000000B ,输出为()。

A. +5VB. +2.5VC. -5VD. -2.5V2. 采用ADC0809构成模拟量输入通道,ADC0809在其中起()作用。

A. 模拟量到数字量的转换B. 数字量到模拟量的转换C. 模拟量到数字量的转换和采样/保持器D. 模拟量到数字量的转换和多路开关3. 系统采用程序判断滤波,实验发现总有一些杂波残留,原因是()。

A.取样次数太少B.△Y取值太大C.△Y取值太小D.相邻两次采样值间的差小于△Y4. 当键盘与单片机间通过INT0中断方式接口时,中断服务程序的入口地址是2040H,只有()才能正常工作。

A.把2040H存入0003H B.把2040H存入000BHC.把AJMP 2040H的机器码存入0003H D.把AJMP 2040H的机器码存入000BH 5. 在PID调节系统中,若想增强微分作用,正确的作法是()。

A.加大系数T I B.加大系数K PC.加大系数K I D.加大系数T6. 在计算机控制系统中,T的确定十分重要,原因是()。

A.T太大,系统精度不够 B.T太大,积分作用过强C.T太小,微分作用太强 D.T太小,积分作用过弱7. 在计算机交流电机控制系统中,需要解决的问题是()。

A.将交流变成直流后并放大 B.将直流变成交流后并放大C.设单向开关,使直流电通过并放大D.设双向开关,使交流电通过并放大8. 在微型机控制系统中的模拟量输出通道中,最关键的器件是( )。

A.多路开关 B. 光电隔离器 C.A/D转换器 D.D/A转换器9. 若系统中采样保持器的保持电容值比较小,则其()。

A.采样速度快但保持性能差 B.采样速度及保持性能与电容值无关C.采样速度慢但保持性能好 D.采样速度及保持性能只与电压有关10.RS—232C的电气特性规定使用 ( )。

《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)

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《计算机控制技术》(机械工业出版社范立南、李雪飞)习题参考答案第1章1.填空题(1) 闭环控制系统,开环控制系统(2) 实时数据采集,实时决策控制,实时控制输出(3) 计算机,生产过程(4) 模拟量输入通道,数字量输入通道,模拟量输出通道,数字量输出通道(5) 系统软件,应用软件2.选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3.简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替,再加上A/D转换器、D/A转换器等器件,就构成了计算机控制系统,其基本框图如图所示。

计算机控制系统由计算机(通常称为工业控制机)和生产过程两大部分组成。

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部分。

生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。

(2)操作指导控制系统:其优点是控制过程简单,且安全可靠。

适用于控制规律不是很清楚的系统,或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。

其缺点是它是开环控制结构,需要人工操作,速度不能太快,控制的回路也不能太多,不能充分发挥计算机的作用。

直接数字控制系统:设计灵活方便,经济可靠。

能有效地实现较复杂的控制,如串级控制、自适应控制等。

监督计算机控制系统:它不仅可以进行给定值的控制,还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。

其中SCC+模拟调节器的控制系统,特别适合老企业的技术改造,既用上了原有的模拟调节器,又可以实现最佳给定值控制。

SCC+DDC的控制系统,更接近于生产实际,系统简单,使用灵活,但是其缺点是数学模型的建立比较困难。

集散控制系统:又称分布式控制系统,具有通用性强、系统组态灵活,控制功能完善、数据处理方便,显示操作集中,调试方便,运行安全可靠,提高生产自动化水平和管理水平,提高劳动生产率等优点。

缺点是系统比较复杂。

计算机集成制造系统:既能完成直接面向过程的控制和优化任务,还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。

计算机控制技术试卷及答案

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一、填空题置,仍然不能消除偏差时,由于积分作用,尽管计算PID差分方程式所得1.工业控制机是指按生产过程控制的的运算结果继续增大或减小,但执行特点和要求而设计的计算机,它包括机构已无相应的动作硬件和软件两个组成部分。

三、选择题计算机控制系统中常用的控制器有 2.1.下列不属于数字控制方式的是(可编程序控制器、工控机、单片机、)A、点位控制、智能调节器等。

DSPB、直线控制C、网格控制在计算机控制系统中,被测信号有单D、轮廓控制3.2.8位的端对地输入和双端不对地输入两种输A/D转换器分辨率为()A、0.01587 入方式。

B、0.007874C、0.003922 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开D、0.00097753.位逐次逼近式A/D专家控制系统大致可以分为()转换器。

关的8①专家自整定控制 5.模拟量输入通道的任务是把从系统②专家自适应控制③专家监督控制中检测到的模拟信号,变成二进制数④混合型专家控制⑤仿人智能控制字信号,经接口送往计算机。

A、①②③⑤B信号接地方式应采用一点接地方式,6.、②④⑤C、②③④⑤而不采用多点接地方式。

D、①③④⑤4.一个8位的按极点配置设计的控制器通常有两7.A/D转换器(量化精度0.1%)部分组成,一部分是状态观测器,另,孔径时间3.18μm,如果要求转换误差在转换精度内,则允许转换的一部分是控制规律。

正弦波模拟信号的最大频率为(模块化程序设计一般包括自顶向下)8.A 和自底向上两种设计方法。

、5Hz B、50Hz C、100HzD堆栈和队列的共同特线性表、9.数组、、500Hz5.某热处理炉温度点是要求连续的存储单元来顺序存放变化范围为0~1350℃,经温度变送器变换为1~5V数据元素。

的电压送至ADC0809,ADC0809计算机控制系统的输入变送器和输10.的输入范围为0~5V,出执行机构的信号统一为0~10mA DC当t=KT时,ADC0809的转换结果为6A,此时炉温为(。

计算机控制技术题库(附答案)

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计算机控制技术练习题(附答案)一、填空题(每空2分,共20分)1.闭环负反馈控制的基本特征是。

2.闭环控制系统里,不同输出与输入之间的传递函数分母。

3.惯性环节的主要特点是,当其输入量发生突然变化时,其输出量不能突变,而是按变化。

4.静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标,静态误差系数越大,精度。

5.系统的相稳定裕度γM,定义为开环频率特性在截止频率ωc处。

6.离散系统稳定性与连续系统不同,它不仅与系统结构和参数有关,还与系统的有关。

7.零阶保持器是一个相位滞后环节,它的相频特性φ(ω)= 。

8.若已知闭环系统自然频率为ωn,经验上,采样频率ωs应取。

9.通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。

10.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。

二、选择题(每题2分,共10分)1.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。

2.控制算法直接编排实现与串联编排实现相比,有限字长所引起的量化误差。

A 较大;B 较小;C 相当。

3.某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ,可知该系统是。

A稳定的;B不稳定的;C 临界稳定的。

4.若以电机轴的转角为输入量,电机轴的转速为输出量,则它的传递函数为环节。

A 积分;B 微分;C 惯性。

5.在确定A/D变换器精度时,通常要求它的精度应传感器的精度。

A 大于;B 小于;C 等于。

三、简答题(每小题5分,共20分)1.图1为水箱水位自动控制系统,试说明基本工作原理。

图12.已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1,试问该系统为几型系统,系统的开环放大系数为多少?3.试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。

4.试表述采样定理,并说明若一高频信号采样时不满足采样定理,采样后将会变成何种信号。

四、(10分)已知单位负反馈系统开环传递函数为 G(s)=ωn 2/s(s+2ζωn )实测求得单位阶跃响应的σ%=4.3%,t s =2.5秒,试写出闭环传递函数并求ωn ,ζ为多少。

《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)

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《计算机控制技术》(机械工业出版社范立南、李雪飞)习题参考答案第1章1.填空题(1) 闭环控制系统,开环控制系统(2) 实时数据采集,实时决策控制,实时控制输出(3) 计算机,生产过程(4) 模拟量输入通道,数字量输入通道,模拟量输出通道,数字量输出通道(5) 系统软件,应用软件2.选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3.简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替,再加上A/D转换器、D/A转换器等器件,就构成了计算机控制系统,其基本框图如图所示。

计算机控制系统由计算机(通常称为工业控制机)和生产过程两大部分组成。

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部分。

生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。

(2)操作指导控制系统:其优点是控制过程简单,且安全可靠。

适用于控制规律不是很清楚的系统,或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。

其缺点是它是开环控制结构,需要人工操作,速度不能太快,控制的回路也不能太多,不能充分发挥计算机的作用。

直接数字控制系统:设计灵活方便,经济可靠。

能有效地实现较复杂的控制,如串级控制、自适应控制等。

监督计算机控制系统:它不仅可以进行给定值的控制,还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。

其中SCC+模拟调节器的控制系统,特别适合老企业的技术改造,既用上了原有的模拟调节器,又可以实现最佳给定值控制。

SCC+DDC的控制系统,更接近于生产实际,系统简单,使用灵活,但是其缺点是数学模型的建立比较困难。

集散控制系统:又称分布式控制系统,具有通用性强、系统组态灵活,控制功能完善、数据处理方便,显示操作集中,调试方便,运行安全可靠,提高生产自动化水平和管理水平,提高劳动生产率等优点。

缺点是系统比较复杂。

计算机集成制造系统:既能完成直接面向过程的控制和优化任务,还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。

大学课程《计算机控制技术》试题及答案

大学课程《计算机控制技术》试题及答案

大学课程《计算机控制技术》试题及答案一、选择题(本题共10小题,每小题 1.5分,共15分)1.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()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CH应取值()。

A.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()。

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()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计算机的作用是()A.接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机B.按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D.SCC计算机与控制无关7. 键盘锁定技术可以通过()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()。

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,()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()。

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、逆时针转动二、填空题(本题共15个空,每空1分,共15分)1. 香农定理告诉我们,采样频率越高,采样数据描绘的曲线实际曲线。

计算机控制技术试卷及答案(仅供参考)

计算机控制技术试卷及答案(仅供参考)

一、填空题(合计20分,每题2分)1、工业控制机就是指按生产过程控制得特点与要求而设计得计算机,它包括硬件与软件两个组成部分.2、计算机控制系统中常用得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与双端不对地输入两种输入方式。

4、ADC0809就是一种带有8通道模拟开关得8位逐次逼近式A/D转换器。

5、模拟量输入通道得任务就是把从系统中检测到得模拟信号,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、按极点配置设计得控制器通常有两部分组成,一部分就是状态观测器,另一部分就是控制规律。

8、模块化程序设计一般包括自顶向下与自底向上两种设计方法。

9、线性表、数组、堆栈与队列得共同特点就是要求连续得存储单元来顺序存放数据元素。

10、计算机控制系统得输入变送器与输出执行机构得信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC.1、计算机系统由计算机与生产过程两大部分组成。

2、集散控制系统(DCS)得结构模式为:操作站-控制站—现场仪表3、变送器输出得信号为或得统一信号。

、0~10mA、4~20mA4、模拟输出通道得结构型式主要取决于输出保持器得构成方式。

5、数控系统一般由数控装置、驱动装置、可编程控制器与检测装置等。

1.6、设线性定常系统得输出方程为,y(t)以最少得N拍跟踪参考输入r(t),必须满足条件、y(N)=Cx(N)=7、常用得状态观测器有3种:预报观测器、现时观测器、降阶观测器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得指令前插入两条NOP指令,以保证弹飞得程序迅速纳入正确轨道.10、采用双绞线作信号引线得目得就是减少电磁感应1、实时得概念不能脱离具体得过程,一个在线得系统不一定就是一个实时系统,但一个、实时系统必定就是在线系统。

2、典型得工业生产过程可分为:连续过程、离散过程、批量过程3、计算机控制系统得典型型式:操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、综合自动化控制系统。

计算机控制技术试卷及答案-(1)

计算机控制技术试卷及答案-(1)

计算机控制系统试卷一答案一、简答题(每小题5分,共50分)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. 根据采样过程的特点,可以将采样分为哪几种类型?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。

3. 简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。

答:(1)比例调节器:比例调节器对偏差是即时反应的,偏差一旦出现,调节器立即产生控制作用,使输出量朝着减小偏差的方向变化,控制作用的强弱取决于比例系数K P。

比例调节器虽然简单快速,但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。

加大比例系数K P可以减小静差,但是K P过大时,会使系统的动态质量变坏,引起输出量振荡,甚至导致闭环系统不稳定。

(2)积分调节器:为了消除在比例调节中的残余静差,可在比例调节的基础上加入积分调节。

积分调节具有累积成分,只要偏差e不为零,它将通过累积作用影响控制量u,从而减小偏差,直到偏差为零。

积分时间常数T I大,则积分作用弱,反之强。

增大T I将减慢消除静差的过程,但可减小超调,提高稳定性。

引入积分调节的代价是降低系统的快速性。

(3)微分调节器:为加快控制过程,有必要在偏差出现或变化的瞬间,按偏差变化的趋向进行控制,使偏差消灭在萌芽状态,这就是微分调节的原理。

微分作用的加入将有助于减小超调,克服振荡,使系统趋于稳定。

4. 采样保持器LF398工作原理图如下图,试分析其工作原理。

计算机控制技术题库(附答案).

计算机控制技术题库(附答案).

计算机控制技术练习题(附答案)一、填空题(每空2分,共20分)1.闭环负反馈控制的基本特征是。

2.闭环控制系统里,不同输出与输入之间的传递函数分母。

3.惯性环节的主要特点是,当其输入量发生突然变化时,其输出量不能突变,而是按变化。

4.静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标,静态误差系数越大,精度。

5.系统的相稳定裕度γM,定义为开环频率特性在截止频率ωc处。

6.离散系统稳定性与连续系统不同,它不仅与系统结构和参数有关,还与系统的有关。

7.零阶保持器是一个相位滞后环节,它的相频特性φ(ω)= 。

8.若已知闭环系统自然频率为ωn,经验上,采样频率ωs应取。

9.通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。

10.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。

二、选择题(每题2分,共10分)1.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。

2.控制算法直接编排实现与串联编排实现相比,有限字长所引起的量化误差。

A 较大;B 较小;C 相当。

3.某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ,可知该系统是。

A稳定的;B不稳定的;C 临界稳定的。

4.若以电机轴的转角为输入量,电机轴的转速为输出量,则它的传递函数为环节。

A 积分;B 微分;C 惯性。

5.在确定A/D变换器精度时,通常要求它的精度应传感器的精度。

A 大于;B 小于;C 等于。

三、简答题(每小题5分,共20分)1.图1为水箱水位自动控制系统,试说明基本工作原理。

图12.已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1,试问该系统为几型系统,系统的开环放大系数为多少?3.试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。

4.试表述采样定理,并说明若一高频信号采样时不满足采样定理,采样后将会变成何种信号。

四、(10分)已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=ωn 2/s(s+2ζωn )实测求得单位阶跃响应的σ%=4.3%,t s =2.5秒,试写出闭环传递函数并求ωn ,ζ为多少。

《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)

《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)

《计算机控制技术》(机械工业出版社范立南、李雪飞)习题参考答案第1章1.填空题(1) 闭环控制系统,开环控制系统(2) 实时数据采集,实时决策控制,实时控制输出(3) 计算机,生产过程(4) 模拟量输入通道,数字量输入通道,模拟量输出通道,数字量输出通道(5) 系统软件,应用软件2.选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3.简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替,再加上A/D转换器、D/A转换器等器件,就构成了计算机控制系统,其基本框图如图所示。

计算机控制系统由计算机(通常称为工业控制机)和生产过程两大部分组成。

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部分。

生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。

(2)操作指导控制系统:其优点是控制过程简单,且安全可靠。

适用于控制规律不是很清楚的系统,或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。

其缺点是它是开环控制结构,需要人工操作,速度不能太快,控制的回路也不能太多,不能充分发挥计算机的作用。

直接数字控制系统:设计灵活方便,经济可靠。

能有效地实现较复杂的控制,如串级控制、自适应控制等。

监督计算机控制系统:它不仅可以进行给定值的控制,还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。

其中SCC+模拟调节器的控制系统,特别适合老企业的技术改造,既用上了原有的模拟调节器,又可以实现最佳给定值控制。

SCC+DDC的控制系统,更接近于生产实际,系统简单,使用灵活,但是其缺点是数学模型的建立比较困难。

集散控制系统:又称分布式控制系统,具有通用性强、系统组态灵活,控制功能完善、数据处理方便,显示操作集中,调试方便,运行安全可靠,提高生产自动化水平和管理水平,提高劳动生产率等优点。

缺点是系统比较复杂。

计算机集成制造系统:既能完成直接面向过程的控制和优化任务,还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。

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一、填空题(合计20分,每题2分)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。

二、名词解释(合计30分,每题5分)1.采样过程按一定的时间间隔T,把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号,变成在时刻0、T、2T、…kT的一连串脉冲输出信号的过程。

2.地线是信号电流流回信号源的地阻抗路径。

”3.数字程序控制就是计算机根据输入的指令和数据,控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制4.数据是描述客观事物的数、字符,以及所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合。

5.积分饱和如果执行机构已到极限位置,仍然不能消除偏差时,由于积分作用,尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应的动作三、选择题(合计15分,每题3分)1.下列不属于数字控制方式的是( C )A、点位控制B、直线控制C、网格控制D、轮廓控制2.8位的A/D转换器分辨率为( C )A、0.01587B、0.007874C、0.003922D、0.00097753.专家控制系统大致可以分为(D )①专家自整定控制②专家自适应控制③专家监督控制④混合型专家控制⑤仿人智能控制A、①②③⑤B、②④⑤C、②③④⑤D、①③④⑤4.一个8位的A/D转换器(量化精度0.1%),孔径时间3.18µm,如果要求转换误差在转换精度内,则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为( B )A、5HzB、50HzC、100HzD、500Hz5.某热处理炉温度变化范围为0~1350℃,经温度变送器变换为1~5V的电压送至ADC0809,ADC0809的输入范围为0~5V,当t=KT时,ADC0809的转换结果为6A,此时炉温为(C )A、588.98℃B、288.98℃C、361.23℃D、698.73℃四、简答题(合计20分,每题5分)1.什么是干扰,干扰来源,抗干扰措施。

答:就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。

外部干扰和内部干扰。

硬件措施,软件措施,软硬结合的措施。

2.逐点比较法插补原理。

答:所谓逐点比较法插补,就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较,看这点在给定轨迹的上方或下方,或是给定轨迹的里面或外面,从而决定下一步的进给方向。

3.简述数字滤波技术,其算法有哪些?答:所谓数字滤波,就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。

故实质上它是一种程序滤波。

算术平均值法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法。

4.数字控制器算法的工程实现分为哪六部分?答:包括给定值处理、被控量处理、偏差处理、控制算法的实现、控制量处理、自动手动处理。

5.数字控制器的连续化设计步骤? 答:设计假想的连续控制器、选择采样周期T 、将D S 离散化为D z 、设计由计算机实现的控制算法、校验五个步骤。

一、填空题(共20分,每题2分)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、 驱动装置 、 可编程控制器 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 y (N )=Cx (N )=0r7.常用的状态观测器有3种:预报观测器、现时观测器、降阶观测器8.“若A 则B ,否则C ”,用模糊关系表示为 ()()C ×A B ×A =R U9.在一些对程序流向起决定作用的指令前插入两条 NOP 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 减少电磁感应二、选择题(共15分,每题3分)1.如果模拟信号频谱的最高频率为m ax f ,只要按照采样频率(A )进行采样,那么采样信号就能唯一的复观。

A.max f 2≥f B.max f 21f < C.m ax f 2f < D.max f 21≥f 2.一个10位的A/D 转换器(量化精度0.1%),孔径时间10μs ,如果要求转换误差在转换精度类,则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为( B )A.15HzB.16HzC.17HzD.14Hz3.设加工第一象限直线OA ,起点为O (0,0),终点为A (6,3),进行插补计算所需的坐标进给的总步数N xy 为( C )A.7B.8C.9D.104.( A )数字滤波方法适用于周期性干扰。

A.平均值滤波法B.中位值滤波法C.限幅滤波法D.惯性滤波法5.已知偏差e (k),积分分离阈值β,以下正确的是(B )A.当()βk e >时,采用PI 控制B.当()βk e >时,采用PD 控制C.当()β≤k e 时,采用PD 控制D.当()β≤k e 时,采用PI 控制三、名词解释(共30分,每题6分)1、接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁。

2、过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。

3.所谓量化,就是采用一组数据来逼近离散模拟信号的幅值,将其转换为数字信号。

4.自动校准是指在系统开机后或每隔一定时间自动测量基准参数,然后计算误差模型,获得并存储误差补偿因子。

5、HMI就是使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口。

四、四、简答题(共20分,每题5分)1.什么是计算机控制系统?它的工作原理是怎样的?计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。

从本质上看,计算机控制系统的工作原理可纳为以下三个步骤:实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出对计算出的控制量u(k)限幅,同时,把积分作用切除掉。

2.什么是共模干扰?如何抑制?共模干扰时指A/D转换器两个输入端上公有的干扰电压。

其抑制方法: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。

3.直线插补计算过程有哪几个步骤?偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断4.程序设计通常分为哪五个步骤?问题定义、程序设计、编码、调试、改进和再设计5.如何消除积分饱和?对计算出的控制量u(k)限幅,同时,把积分作用切除掉。

一、填空题(合计20分,每空1分)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实时系统,但一个、实时系统必定是在线系统。

2、典型的工业生产过程可分为:连续过程、离散过程、批量过程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、集散控制系统、现场总线控制系统、综合自动化控制系统。

4、计算机控制系统的发展趋势:控制系统的网络化、智能化、扁平化、综合化。

5、数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、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模拟信号,变成、二进制数字信号,经接口送往计算机。

7、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用看门狗、电源监控(掉电检测及保护)、复位等方法。

8、对于任意的极点配置,L具有唯一解的充分必要条件是被控对象完全能控。

(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f≥2f max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,即问题定义、程序设计、编码、调试、改进和再设计。

二、选择题(合计15分,每题3分)1、如图1所示,V out为8位D/A转换器的双极性输出端,若输入数字量D=11100000(B),基准参考电V REF=5V,则V out为:( C )A、4.375VB、-4.375VC、3.75VD、-3.75V2、对于电动组合仪表DDZ-Ⅲ型采用的标准电动信号是:( B )A、DC 0~10mA、DC0~20VB、DC4~20mA、DC1~5VC、DC 0~10mA 、DC1~5VD、DC4~20mA、DC0~20V3、某一个输入电路,其共模干扰电压U cm=100,U cm转换成串模干扰压为U n=10,则该电路的CMRR(常用共模抑制比)为:(A )A、20B、10C、200D、1004、q=20mV时,量化误差为±10mV,0.990~1.009V范围内的采样值,其量化结果都是:( D )A、2B、1C、100D、505、软件抗干扰技术包括:(D )①数字滤波技术、②开关量的软件抗干扰技术、③指令冗余技术、④软件陷阱A、①②③B、②③④C、①②④D、①②③④名词解释信号调理为了将外部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够接收的逻辑信号,这些功能称为信号调理。

有源I/V变换主要是利用有源器件运算放大器、电阻来实现将变送器输出的标准电流信号变换成标电压信号。

积分分离在PID控制中,为了提高控制性能,当偏差e(k)较大时,取消积分作用(采用PD控制);当偏差e(k)较小时才将积分作用投入(采用PID控制)。

模糊集合在人类思维中,有许多模糊的概念,如大、小、冷、热等,都没有明确的内涵和外延的集合。

软件陷阱就是一条引导指令,强行将捕获的程序引向一个指定的地址,在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。

四、简答题(合计20分,每题5分)1、什么叫共模干扰,其抑制方法有哪些?共模干扰也称共态干扰,是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。

抑制方法有:变压器隔离、光电隔离、浮地隔离、采用仪表放大器提高共模抑制比。

2、在计算机控制系统中,一般有哪几种地线?模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地五种。

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