计算机控制系统习题
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2、与模拟控制系统相比计算机控制系统有哪些特点？ 3、简述计算机控制系统的控制过程及工作方式，何为“实时性”？ 4、简述计算机控制系统过程输入输出通道的主要功能和组成。 5、数字PID算法中，比例、积分、微分三个环节的作用是什么，试简要说明。 6、数字PID算法中对积分项的改进有哪几种？对微分项的改进算法有哪些？试 给出其中三种并简要说明设计思想。
D 6AH 106
此时对炉温的分辨率为： 1350 6.62 C 255 51
T
D Dmin Dmax Dmin
(Tmax
Tmin ) Tmin
106 51 (1350 0) 0 255 51
364
1、简述模拟量输入、输出通道的组成及各部分的作用。
7. 在电机速度闭环控制系统中，电机速度传感器的可测范围为50-1500 转/分钟，线性输出电压范围为0-5V，某时刻输出的转速值经ADC0809转 换后对应数字量为150，计算ADC0809的分辨率并求此时的转速值。
8. 某温度测量仪表的量程为0-100°C,利用51系列单片机和ADC0809进 行AD转换。在某一时刻计算机采样并经过数字滤波后的数字量为24H， 求此时对应的温度值为多少？(设仪表的量程是线性的)
2）计算系统所能分辨的最小压力值。
2. 某控制系统采用连续化方法设计数字控制器，系统的采用周期是 T=0.5S，对应的模拟调节器的传递函数为
D(s) U (s) s+1 s 0.2
E(s)
1）采用后向差分法将控制器离散化。 2）将该D(z)用计算机来实现，给出u(k)的差分方程表达式。 3) 设e(k-1)=3，e(k)=2，u(k-1)=50，u(k)=?
8088CPU
DAC 0832
D0~D7
D0~D7 ILE
+5V
A2~A9 A1 A0
IOW
译码器
≥1
≥1
CS
Rfb
WR1
WR2 Iout1 XFER Iout2
-A
+
百度文库
Vout
5. 判断DAC0832的输出电压的极性，推导输出VOUT2的表达式并分析输 出电压的范围。
DAC 0832
Vref Rfb
1. 某系统的模拟采样通道的电路如下图所示，左边的惠斯通电 桥用于测量压力 （ R03为应变电阻 ），可测压力范围为 0.101.4MPa,电桥两端线性输出电压差为0-80mV，经一级差动放大， 二级同相放大5倍后，由12位A/D转换后输入计算机，ADC参考电 压为5V，量程为0-5V。
1)经ADC转换后最大和最小值分别为多少？当采样的数字量为 1638时，对应的压力值为多少？
13、计算机控制系统中积分饱和现象是什么？它是怎么引起的？ 14、写出三种改进型PID算法并简要说明其思想。 15、试简要说明什么叫数字滤波？试给出三种数字滤波算法的设计思想 16、FCS和传统的DCS系统在结构体系有什么不同？ 17、集散控制系统(DCS)的优点，其体系结构分为哪几部分？。 18、DAC0832有哪三种工作模式，并说明其特点。
Iout1 Iout2
R1=2R
-
A1 +
R3=2R
I1 B I2
I3
A R2=R B -
Vout1 I2
A2 +
Vout2
6. 1)写出位置式PID和增量式PID数字调节器的表达式。 2)某PID系统测得的某时刻参数为: e(k)=5,e(k-1)=8,e(k-2)=13,Ts=8ms, Ti=40ms,Td=16ms,Kp=0.125,u(k-1)=10,求u(k)
7、计算机控制系统按功能和结构特点主要分成几类？ 8、分别说明数字控制器离散化和连续化设计的思想和步骤？ 9、数字控制器的连续化设计中，控制器有哪几种离散化方法？试给出三种离 散化方法及离散化公式。
10、试简要说明计算机控制系统的主要硬件组成和软件组成，并给出几种常用 的计算机控制系统主机。
11、数字控制器采样周期的选择应注意的方面。 12、什么是最少拍控制，最少拍控制算法的三种典型输入信号是什么？最少拍 控制算法有哪些局限性？
3. 已知某系统对炉温进行测量，炉温的变化范围为0-1000°C，用8位 的A/D转换器进行转换后送入计算机。
1) 试给出此时系统对炉温变化的分辨率。 2) 若炉温的起点温度为600°C，要保证同样的系统对炉温的分辨率 ，试问此时至少应采用几位的A/D转换器。
4. 下 图 为 8088CPU 和 DAC0832 的 接 口 ， 分 析 在 下 图 这 种 接 口 方 式 下 ， DAC0832是属于那种工作方式？判断分析DAC0832的输出电压的极性， 推导输出VOUT的表达式并分析输出电压的范围。
10. 在单位阶跃输入信号作用下，分析并推导普通PID中微分项和不 完全微分算法中微分项是如何起作用的。
11.设已知信号f(t)的拉普拉斯变换F(s)=10/[s(s+10)]，设系统采样 周期为T，试用部分分式法求其Z变换F(z)。[注：根据查表公式，1/s 对应的Z变换为z/(z-1)，1/(s+a)对应的Z变换为z/(z-e-aT)。]
9. 写出积分分离PID算法的表达式。2）若PID控制系统在某时刻测得 的控制器输入参数为e(k-2)=5V，e(k-1)=2V，e(k)=1V，设积分分离 阈值e0=0.12V， KP=5，KI=5，KD=3，u(k-1)=10V，计算当前时刻输出 u(k)，并判断此时系统采用的是PID还是PD控制方式。3）若其它参数 不变，令e(k)=0.1V，计算当前u(k)，并判断此时系统采用的控制方 式。
D 6AH 106
此时对炉温的分辨率为： 1350 6.62 C 255 51
T
D Dmin Dmax Dmin
(Tmax
Tmin ) Tmin
106 51 (1350 0) 0 255 51
364
1、简述模拟量输入、输出通道的组成及各部分的作用。
7. 在电机速度闭环控制系统中，电机速度传感器的可测范围为50-1500 转/分钟，线性输出电压范围为0-5V，某时刻输出的转速值经ADC0809转 换后对应数字量为150，计算ADC0809的分辨率并求此时的转速值。
8. 某温度测量仪表的量程为0-100°C,利用51系列单片机和ADC0809进 行AD转换。在某一时刻计算机采样并经过数字滤波后的数字量为24H， 求此时对应的温度值为多少？(设仪表的量程是线性的)
2）计算系统所能分辨的最小压力值。
2. 某控制系统采用连续化方法设计数字控制器，系统的采用周期是 T=0.5S，对应的模拟调节器的传递函数为
D(s) U (s) s+1 s 0.2
E(s)
1）采用后向差分法将控制器离散化。 2）将该D(z)用计算机来实现，给出u(k)的差分方程表达式。 3) 设e(k-1)=3，e(k)=2，u(k-1)=50，u(k)=?
8088CPU
DAC 0832
D0~D7
D0~D7 ILE
+5V
A2~A9 A1 A0
IOW
译码器
≥1
≥1
CS
Rfb
WR1
WR2 Iout1 XFER Iout2
-A
+
百度文库
Vout
5. 判断DAC0832的输出电压的极性，推导输出VOUT2的表达式并分析输 出电压的范围。
DAC 0832
Vref Rfb
1. 某系统的模拟采样通道的电路如下图所示，左边的惠斯通电 桥用于测量压力 （ R03为应变电阻 ），可测压力范围为 0.101.4MPa,电桥两端线性输出电压差为0-80mV，经一级差动放大， 二级同相放大5倍后，由12位A/D转换后输入计算机，ADC参考电 压为5V，量程为0-5V。
1)经ADC转换后最大和最小值分别为多少？当采样的数字量为 1638时，对应的压力值为多少？
13、计算机控制系统中积分饱和现象是什么？它是怎么引起的？ 14、写出三种改进型PID算法并简要说明其思想。 15、试简要说明什么叫数字滤波？试给出三种数字滤波算法的设计思想 16、FCS和传统的DCS系统在结构体系有什么不同？ 17、集散控制系统(DCS)的优点，其体系结构分为哪几部分？。 18、DAC0832有哪三种工作模式，并说明其特点。
Iout1 Iout2
R1=2R
-
A1 +
R3=2R
I1 B I2
I3
A R2=R B -
Vout1 I2
A2 +
Vout2
6. 1)写出位置式PID和增量式PID数字调节器的表达式。 2)某PID系统测得的某时刻参数为: e(k)=5,e(k-1)=8,e(k-2)=13,Ts=8ms, Ti=40ms,Td=16ms,Kp=0.125,u(k-1)=10,求u(k)
7、计算机控制系统按功能和结构特点主要分成几类？ 8、分别说明数字控制器离散化和连续化设计的思想和步骤？ 9、数字控制器的连续化设计中，控制器有哪几种离散化方法？试给出三种离 散化方法及离散化公式。
10、试简要说明计算机控制系统的主要硬件组成和软件组成，并给出几种常用 的计算机控制系统主机。
11、数字控制器采样周期的选择应注意的方面。 12、什么是最少拍控制，最少拍控制算法的三种典型输入信号是什么？最少拍 控制算法有哪些局限性？
3. 已知某系统对炉温进行测量，炉温的变化范围为0-1000°C，用8位 的A/D转换器进行转换后送入计算机。
1) 试给出此时系统对炉温变化的分辨率。 2) 若炉温的起点温度为600°C，要保证同样的系统对炉温的分辨率 ，试问此时至少应采用几位的A/D转换器。
4. 下 图 为 8088CPU 和 DAC0832 的 接 口 ， 分 析 在 下 图 这 种 接 口 方 式 下 ， DAC0832是属于那种工作方式？判断分析DAC0832的输出电压的极性， 推导输出VOUT的表达式并分析输出电压的范围。
10. 在单位阶跃输入信号作用下，分析并推导普通PID中微分项和不 完全微分算法中微分项是如何起作用的。
11.设已知信号f(t)的拉普拉斯变换F(s)=10/[s(s+10)]，设系统采样 周期为T，试用部分分式法求其Z变换F(z)。[注：根据查表公式，1/s 对应的Z变换为z/(z-1)，1/(s+a)对应的Z变换为z/(z-e-aT)。]
9. 写出积分分离PID算法的表达式。2）若PID控制系统在某时刻测得 的控制器输入参数为e(k-2)=5V，e(k-1)=2V，e(k)=1V，设积分分离 阈值e0=0.12V， KP=5，KI=5，KD=3，u(k-1)=10V，计算当前时刻输出 u(k)，并判断此时系统采用的是PID还是PD控制方式。3）若其它参数 不变，令e(k)=0.1V，计算当前u(k)，并判断此时系统采用的控制方 式。