计控试题及答案

一、问答题：

1、采样过程是什么？

答：将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。

2、什么叫做量化过程？

答：用一组数码来逼近离散模拟信号的幅值，将其转化成数字信号。

3、什么要用采样保持器？

答：为了保证A/D 转换精度，就要在A/D 转换之前加上采样保持电路，使得在A/D 转

换期间保持输入模拟信号不变。

4、在进行数据采集时为什么要满足采样定理？

f完全恢复出原始信号。

答：满足采样定理，就可以通过理想的低通滤波器，由采样信号*)(t

5、什么叫做I/O 接口的独立编址方式？

答：将存储器的地址空间和I/O 接口地址空间分开设置，互不影响。

二、某8088最大模式系统中，需扩展8255A 四片，指定各芯片的地址范围分别是90~93H、

94~97H、98~9BH、9C~9FH, 采用74LS译码器，试设计接口地址译码电路。

解：

三、要求：

1、将下图中CPU 换为89C51单片机，不改变地址线的连接方式，画出电路图；

2、确定8 个通道的端口地址；

3、编写程序，对第8 通道的模拟量进行转换，把转换结果存在30H 存储器中。

解：1.

2.通道端口地址：78H ～ 7FH`

3.程序：

MOV AL, 30H OUT 7FH, AL

D 0 D 7 /RD /WR

89C51

P 0.6 P 0.7 P 0.5 P 0.4 P 0.3 P 0.2 P 0.1 P 0.0

G 1 /G 2A

/G 2B Y 7 C 74LS138 B A

≥1 ≥1

EOC V CC V REF(+) D 0

D 7 IN0

ADC

0808 IN1 0809

OE

START

ALE IN7 CLK C B

A GND V REF(-)

接8259A

时钟

+5V

……

八路模拟电压输入

数据总线

D 0 D 7 /RD /WR CPU A 6 8088 A 7

A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0

G 1 /G 2A

/G 2B Y 7 C 74LS138 B A

≥1 ≥1

EOC V CC V REF(+) D 0

D 7 IN0

ADC

0808 IN1 0809

OE

START

ALE IN7 CLK C B

A GND V REF(-)

接8259A

时钟

+5V

……

八路模拟电压输入

数据总线

四、 某8086 最大模式系统中，需扩展8255A 、8253和DAC0832芯片各一片。采用

74LS138 译码器，若已指定给各芯片的地址范围是： 8255A E0H 、E2H 、E4H 、E6H 、 8253 E1H 、E3H 、E5H 、E7H 、 DAC0832 F0H

试设计接口扩展的译码电路（除74LS138 外, 可增加必要的其他逻辑电路芯片。

1．某连续控制系统的校正装置的传递函数为

8

()(4)

D S s s =

+

试用差分变换法（后向差分）、双线性变换法，求该装置的递推输出序列。（设输入为()e t ，输出为()u t ）

2．已知某连续控制器的传递函数为

12()s

D S s

+=

现用PID 算法来实现它，试分别求其相应的位置型和增量型PID 算法输出表达式。设采样周期1T s =。

3．用零阶保持器法求环节1

()D S s

=

的差分方程。 4．已知某连续控制器的传递函数为

121()1T s

D S T s

+=

+

试用差分变换法（后向差分），求该装置的递推输出序列。（设输入为()e t ，输出为()u t ）

5．概念题

1）试述采样周期T 的选择原则

2）防止积分整量化误差的方法有哪两种？

3）数字控制器与模拟调节器相比较有什么优点？

4）增量型PID 控制算法与位置型PID 控制算法相比较，有哪些优点？ 5）防止积分饱和的方法有哪两种？

1．某连续控制系统的校正装置的传递函数为

8

()(4)

D S s s =

+

试用差分变换法（后向差分）、双线性变换法，求该装置的递推输出序列。（设输入为()e t ，输出为()u t ，采样周期1T s =） 解：差分变换法：

2()88

()()(4)4U s D S E s s s s s

=

==++ ∴2(4)()8()s s U s E s +=

即2

()4()8()s U s sU s E s += 化成微分方程

22()()

48()d u t du t e t dt dt

+=

22

2()()2(1)(2)d u t u k u k u k dt T --+-≈；()()(1)

du t u k u k dt T --≈ ∴

2()2(1)(2)()(1)

48()u k u k u k u k u k e k T T

--+---+=

2

2418()(1)(2)() 1.2(1)0.2(2) 1.6()

141414T T u k u k u k e k u k u k e k T T T

+=---+=---++++

双线性变换法：

111211

1112212212

12122121118

8168242()()|[4]

848(48)32z T z z z s T T z z T T z T z z z D z D s T z T z z z -----+------------=++++++====++-+---