计算机控制考试题目

简答题
计算机控制系统的典型形式有哪些各有什么优缺点
答：（1）操作指导控制系统
优点：结构简单，控制灵活，安全。

缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。

（2）直接数字控制系统（DDS）
优点：实时性好，可靠性高，适应性强。

（3）监督控制系统（SCC）
优点：生产过程始终处于最优工况。

（4）分散控制系统（DCS）
优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

（5）现场总线控制系统（FCS）
优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。

国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。

（6）综合自动化系统。

P8
.实时、在线方式和离线方式的含义是什么
(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。

(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。

(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算
机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。

工业控制机由哪几部分组成各部分的重要作用是什么工业控制机的特点是什么答：工业控制机主要由以下几部分组成：
1、硬件组成：
（1）主机板：进行必要的数值计算，逻辑判断，数据处理。

（2）内部总线：内部各部分进行信息传递的公共通道，是一组信号线的集合。

（3）外部总线：与其他计算机和智能设备进行信息传送的公共通道。

（4）人--机接口（5）系统支持功能：监控定时器、电源掉电检测、保护重要数据的后台存储器体、实时日历时钟、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。

2、软件组成：
（1）系统软件：实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序。

（2）支持软件：汇编语言、高级语言、编译程序、编辑程序、调试程序、诊断程序。

（3）应用软件：过程输入程序、过程控制程序、过程输出程序、人—机接口出程序。

工业控制机的特点如下：（1）可靠性高和克维修性好（2）环境适应性强（3）控制的实时性好（4）晚含的输入输出通道（5）丰富的软件
（6）适当的计算精度和运算速度
什么是接口、接口技术和过程通道
答：接口是计算机与外设交换信息的桥梁，包括输入接口和输出接口。

接口技术是研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术。

过程通道是计算机与生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。

三项步进电机有哪几种工作方式分别画出每种工作方式的各项通电顺序和电压波
形图。

解：有三种工作方式：
1）三相单三拍工作方式
各相的通电顺序为A→B→C,各相通电的电压波形
（2）三相双三拍工作方式
双三拍工作方式各相的通电顺序为AB→BC→CA。

3）三相六拍工作方式
在反应式步进电机控制中，把单三拍和双三拍工作方式结合起来，就产生了六拍工作方式，其通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA。

什么是模块化程序设计和结构程序设计程序设计通常分哪5个步骤
答：模块化程序设计：是把一个复杂的系统软件，分为若干个功能模块，每个模块执行单一的功能，并且具有单入口单出口结构。

结构化程序设计：是一种程序设计技术，它采用自顶向下逐步求精的设计方法和单入口单出口的结构控制。

程序设计的5个步骤：
综合题
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路数字量输出接口。

请画出接口电路原理图，并分别编写数字量输入与输出程序。

答：电路原理图见书本第29页（图和图）。

数字量输入程序（设片选端口地址为port）：
MOVDX，portINAL,DX
数字量输出程序：
MOVAL,DATA
MOVDX,port
OUTDX，AL
用8位A/D转换器ADC0809通过8255A与PC总线工业控制接口，实现8路模拟量的采集，请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序。

答：原理图见书本上第49页（图）
8路模拟量采样程序：
ADC0809PROCNEAR
MOVCX,8
CLD
MOVBL,00H
LEADI,DATABUF
NEXT:MOVDX,02C2H
MOVAL,BL
OUTDX,AL
INCDX
MOVAL,00000111B//输入启动信号
OUTDX,AL
DECDX
NOSC:INAL,DX
TESTAL,80H
JNZNOSC//
NOEOC:INAL,DX
TESTAL,80H
JZNOEOC//EOC=0，等待
MOVDX,02C0H//读转换结果
INAL,DX
STOSDATABUF
INCBL//修改模拟通道地址
LOOPNEXT
RET
ADC0809ENDP
一个8位A/D转换器，孔径时间为100s。

如果要求转换误差在A/D转换精度（%）内，求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少解:
采用DAC1210和PC/ISA总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转换程序。

P50
(1)按逐点比较法插补进行列表计算；
(2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

解：由题意可知xe=11,ye=7，F0=0，我们设置一个总的计数器Nxy,其初值应为。

Nxy=|7-0|+|11-0|=18，则插补计算过程如表3—1所示。

根据插补计算过程表所作出的直线插补走步轨迹图如下图所示
设加工第一象限的圆弧AB，起点A（6，0），终点B（0，6）。

要求：(1)按逐点比较法插补进行列表计算；(2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

解：插补计算过程如表3—2所示。

终点判别仍采用第二种方法，设一个总的计数
器Nxy ，每走一步便减1操作，当Nxy=0时，加工到终点，插补运算结束。

下图为插补过程中的走步轨迹
某系统的连续控制器设计为试用双线形变换法、前向差分法、后向差分法分别求出数字控制器D （Z ），并分别给出三种方法对应的递推控制算法。

P104 答：双线形变换法：由带入D （s ）表达式中得到：
已知模拟调节器的传递函数为：
，试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算法，设采样周期T=。

P107 答：根据()10.17()()10.85U s s D s E s s +==+，得到()()0.085
()0.17()du t de t u t e t dt dt
+=+ 令m=
位置型算式：()0.298(1) 1.298()0.596(1)u k u k e k e k =-+--
增量型算式：
被控对象的传递函数为采样周期T=1s ，要求：P131
(1)采用Smith 补偿控制，求取控制器的输出ku ；
解：采用Smith 补偿控制广义对象的传递函数为
4-12 在下图所示的计算机串级控制系统中，已知采样周期为T ，且有
1201211()1a a z a z D z z ----+=-，1
0121
()1b b z D z z ---=- 其中，01201,,,,a a a b b 是使1()D z 和2()D z 能够实现的常数，试写出计算机串级控制
算法。