计算机控制技术课后习题答案(施保华版)
计算机控制技术课后习题与答案
在模拟量输入通道中，A/D转换器将模拟信号转换成数字量总需要一定的时间，完成一次A/D转换所需的时间称之为孔径时间。对于随时间变化的模拟信号来说，孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差，即为孔径误差。
7、采样保持器的作用是什么?是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器?为什么?
（1）A/D转换过程(即采样信号的量化过程)需要时间，这个时间称为A/D转换时间。在A/D转换期间，如果输入信号变化较大，就会引起转换误差。所以，一般情况下采样信号都不直接送至A/D转换器转换，还需加保持器作信号保持。保持器把t=kT时刻的采样值保持到A/D转换结束。
当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时用双积分式转换器可以削弱串模干基于rs485总线扩展卡的硬件设计方案可编程控制器rs485rs485总线扩rs485其它智能装置智能io模块智能调节器rs485rs485rs485ipc系统总线基于rs232rs485转换模块的硬件设计方案可编程控制器rs485转换器rs232rs485其它智能装置智能io模块智能调节rs485rs485rs485ipc扰的影响
计算机控制技术课后题答案整理版（1到5章基本都有了）
第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的？画出方框图并说明各部分的作用。
答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成；框图P3。
1）工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。
2）PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道，在两者之间起到纽带和桥梁的作用。
3）生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。
2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？（1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。
3.计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？（1）操作指导控制系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。
（2）直接数字控制系统(DDC) （属于计算机闭环控制系统）优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
（4）集散控制系统优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
（5）现场总线控制系统优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。
（6）PLC+上位系统优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。
附加：计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
计算机控制技术课后习题答案
第一章1．微型计算机控制系统与连续控制系统的主要异同点是什么？答：将连续控制系统中的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机系统。
控制系统中引入微型计算机后，控制规律便可由程序实现，微型计算机执行相应的程序，实现对被控参数的控制。
在连续控制系统中，系统的控制规律是由硬件电路实现的，改变控制规律就要改变硬件；而在微型计算机控制系统中，控制规律是通过程序实现，改变控制规律只需改变程序。
在微型计算机控制系统中，微型计算机的输入和输出都是数字信号，而变换发送单元送出的信号，以及大多数执行机构所能接收的信号，都是模拟信号。
因此，系统中需要有A/D转换器和D/ A转换器。
连续控制系统不断地测量，经过反馈及补偿后，对生产过程产生连续不断的控制。
微型计算机控制系统是采样控制系统。
微型计算机每隔一个采样周期T会对被控参数进行一次测量，根据一定控制规律算出控制量后，去控制生产过程。
在两次采样时刻之间，微型计算机对被控参数不进行测量，其输出控制量自然也保持不变。
当用一台微型计算机控制多个参数时，微型计算机按巡回测量控制方式工作。
2.从微型计算机参与控制的方式上，微型计算机控制系统可分为哪几类？各有什么特点？答:可分为数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、监督算机控制系统（SCC）、分散型控制系统（DCS）。
数据采集系统（DAS）：数据采集系统中微型计算机通过模拟量、开关量输入通道进行数据采集，将采集到的数据进行分析处理，以实现生产过程中的集中监视及实现生产过程的操作指导。
该系统中的微型计算机不直接参与生产过程控制，不会对生产过程产生直接影响。
直接数字控制系统（DDC）：微型计算机通过模拟量输入通道、数字量输入通道进行数据采集，然后按照一定的控制规律进行实时决策，最后通过模拟量输出通道、数字量输出通道输出控制信号，实现对生产过程的直接控制。
由于该系统中夺得微型计算机直接参与生产过程的控制，故要求微型计算机系统实时性好、可靠性高和环境适应性好。
计算机控制技术教材习题解答
计算机控制技术习题解答第一章什么是计算机控制系统计算机控制系统由哪几部分组成答：计算机控制系统就是利用计算机通常称为工业控制计算机,简称工业控制机来实现生产过程自动控制的系统;计算机控制系统的组成：计算机控制系统由计算机工业控制机和生产过程两大部分组成;、微型计算机控制系统的特点是什么微机控制系统与常规的自动控制系统相比,具有如下特点：a.控制规律灵活多样,改动方便b.控制精度高,抑制扰动能力强,能实现最优控制c.能够实现数据统计和工况显示,控制效率高d.控制与管理一体化,进一步提高自动化程度计算机控制系统结构有哪些分类指出这些分类的结构特点和主要应用场合;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;.计算机控制系统的控制过程是怎样的计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：1实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测,并输入给计算机;2实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的控制规律,决定下一步的控制过程;3实时控制：根据决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务;.实时、在线方式和离线方式的含义是什么答：所谓实时,是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去了意义;在计算机控制系统中,生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式；生产过程不和计算机相连,且不受计算机控制,而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式;操作指导、DDC和SCC系统的工作原理如何它们之间有何区别和联系1操作指导控制系统：在操作指导控制系统中,计算机的输出不直接作用于生产对象,属于开环控制结构;计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理,计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时计算机就起到了操作指导的作用;其原理框图如图所示;图操作指导控制系统原理框图2直接数字控制系统DDC系统：DDCDirect Digital Control系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行控制运算,然后通过输出通道控制执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求;DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式;其原理框图如图所示;图 DDC系统原理框图3计算机监督控制系统SCC系统：SCCSupervisory Computer Control系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况,因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制,系统不能运行在最佳状态,而SCC 系统不仅可以进行给定值控制,并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等;SCC系统的原理框图如图所示;图 SCC系统原理框图SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展;1.7计算机控制系统的发展趋势是什么计算机控制将在以下方面得到发展：1推广应用成熟的先进技术,普及应用可编程序控制器PLC,广泛使用智能调节器,采用新型的DCS和FCS；2大力研究和发展智能控制系统;当前最流行的控制系统有：分级递阶智能控制系统,模糊控制系统,专家控制系统,学习控制系统,神经控制系统;1．以工业PC 为基础的低成本工业控制自动化将成为主流2．PLC在向微型化、网络化发展3．面向测控管一体化设计的DCS系统4．控制系统正在向现场总线FCS方向发展5．计算机控制软件正向先进控制方向发展第二章什么是过程通道过程通道有哪些分类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;按信息传递的方向来分,过程通道可分为输入过程通道和输出过程通道；按所传递和交换的信息来分,过程通道又可分为数字量过程通道和模拟量过程通道;数字量过程通道由哪些部分组成各部分的作用是什么数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道;数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成;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;其中：输入调理电路将来自控制装置或生产过程的各种开关量,进行电平转换,将其通断状态转换成相应的高、低电平,同时还要考虑对信号进行滤波、保护、消除触点抖动,以及进行信号隔离等问题;简述两种硬件消抖电路的工作原理;采用积分电路的硬件消抖电路,首先利用积分电路将抖动的高频部分滤出,其次利用施密特触发器整形;采用RS触发器的硬件消抖电路,主要是利用RS触发器的保持功能实现消抖;简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用;光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成,如下图所示;输入电流流过二极管时使其发光,照射到光敏三极管上使其导通,完成信号的光电耦合传送,它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离;光电耦合器电路图模拟量输入通道由哪些部分组成各部分的作用是什么模拟量输入通道一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑电路组成;1I/V变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力,减少了信号的衰减,为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便;2多路转换器：用来切换模拟电压信号的关键元件;3采样保持器：A/D 转换器完成一次A/D 转换总需要一定的时间;在进行A/D 转换时间内,希望输入信号不再变化,以免造成转换误差;这样,就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器;4A/D 转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量,能够完成这一任务的器件,称为之模/数转换器Analog/Digital Converter,简称A/D 转换器或ADC;对理想多路开关的要求是什么理想的多路开关其开路电阻为无穷大,其接通时的导通电阻为零;此外,还希望切换速度快、噪音小、寿命长、工作可靠;采样保持器有什么作用 试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响;采样保持器的作用：A/D 转换器完成一次A/D 转换总需要一定的时间;在进行A/D 转换时间内,希望输入信号不再变化,以免造成转换误差;这样,就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器;保持电容对数据采集系统采样保持的精度有很大影响;保持电容值小,则采样状态时充电时间常数小,即保持电容充电快,输出对输入信号的跟随特性好,但在保持状态时放电时间常数也小,即保持电容放电快,故保持性能差；反之,保持电容值大,保持性能好,但跟随特性差;在数据采样系统中,是不是所有的输入通道都需要加采样保持器为什么不是,对于输入信号变化很慢,如温度信号；或者A/D 转换时间较快,使得在A/D 转换期间输入信号变化很小,在允许的A/D 转换精度内,就不必再选用采样保持器;A/D 转换器的结束信号有什么作用根据该信号在I/O 控制中的连接方式,A/D 转换有几种控制方式它们在接口电路和程序设计上有什么特点A/D 转换器的结束信号的作用是用以判断本次AD 转换是否完成;常见的A/D 转换有以下几种控制方式,各自特点如下延时等待法:EOC 可不和I/O 口连接,程序设计时,延时大于ADC 转换时间后,取数据;保持等待法:EOC 与READY 相连,EOC 无效时,自动插入等待状态;直至EOC 有效时,取数据;查询法: EOC 可以和任意I/O 口连接,程序设计时,反复判断EOC 是否有效,直至EOC 有效时,取数据; 中断响应法: EOC 与外部中断相连,AD 转换结束后,发中断申请,在中断服务程序中取数据;假设被测温度变化范围为0o C ～1200o C,如果要求误差不超过,应选用分辨率为多少位的A/D 转换器 选择依据：124.0120012log ≈⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥n 设计8路模拟量采集系统;请画出接口电路原理图,并编写相应的8路模拟量数据采集程序; 本例给出用8031、DAC0809设计的数据采集系统实例;把采样转换所得的数字量按序存于片内RAM 的30H~37H 单元中;采样完一遍后停止采集;其数据采集的初始化程序和中断服务程序如下：初始化程序：MOV R0,30H ；设立数据存储区指针MOV R2,08H ；设置8路采样计数值SETB IT0 ；设置外部中断0为边沿触发方式SETB EA ；CPU 开放中断SETB EX0 ；允许外部中断0中断MOV DPTR,FEF8H ；送入口地址并指向IN0LOOP ： MOVX DPTR,A ；启动A/D 转换,A 的值无意义HERE ： SJMP HERE ；等待中断中断服务程序：MOVX A,DPTR ；读取转换后的数字量MOV R0,A ；存入片内RAM 单元INC DPTR ；指向下一模拟通道INC R0 ；指向下一个数据存储单元DJNZ R2,INT0 ；8路未转换完,则继续CLR EA；已转换完,则关中断 CLR EX0 ；禁止外部中断0中断RETI ；中断返回INT0： MOVX DPTR,A ；再次启动A/D 转换RETI；中断返回 模拟量输出通道由哪几部分组成各部分的作用是什么模拟量输出通道一般由接口电路、D/A 转换器、功率放大和V/I 变换等信号调理电路组成;1D/A 转换器：模拟量输出通道的核心是数/模转换器Digital/Analog Converter,简称D/A 转换器或DAC;它是指将数字量转换成模拟量的元件或装置;2V/I 变换：一般情况下,D/A 转换电路的输出是电压信号;在计算机控制系统中,当计算机远离现场,为了便于信号的远距离传输,减少由于传输带来的干扰和衰减,需要采用电流方式输出模拟信号;许多标准化的工业仪表或执行机构,一般是采用0～10mA 或4～20mA 的电流信号驱动的;因此,需要将模拟电压信号通过电压/电流V/I 变换技术,转化为电流信号;采用74LS138、DAC0832运算放大器和CD4051等设计D/A 转换接口电路,设定DAC0832的端口地址为200H,CD4051的端口地址为201H;要求：1画出D/A 转换接口电路；2编写D/A 转换程序;解 1 D/A 转换接口电路；地址线A9 A8……A1 A0=10……00时端口地址0200H,选通DAC0832地址线A9 A8……A1 A0=10……01时端口地址0201H 选通CD40512 编写D/A 转换程序;DOUT PROC NEARMOV DX,200HMOV CX,8MOV AH,0MOV BX,OFFSET BUFNEXT: MOV AL,BXOUT DX,ALINC DXMOV AL,AHOUT DX,ALCALL DELAYINC AHDEC DXINC BXLOOP NEXTRETDOUT ENDP 第三章试求下列函数的z 变换125()e t f t t -=解 223(1)[](1)T z z Z t z +=-由位移定理2(t)1e akT f -=- 解：)(1()(1)()aT aT z e F z z z e ---=-- 3()sin f t t t ω=由Z 变换的性质 421()(2)F s s =+ 解：222()()TT zTe F z z e --=- 5()()K F s s s a =+ 解 将FS 展开成部份分式将上式进行z 反变换并整理即得 61()(2)s F s s s +=+ 解： 111()[]22F s s s =++ 将上式进行Z 反变换得;、试求下列函数的z 反变换 1(z)0.1z F z =- 解：查表可得 ()(0.1)kT f kT = k=0,1,2,…. 2(1e )()(1)(e )T T z F z z z ---=-- 答：()1kT f kT e-=- k=0,1,2, (32)(2)()(1)z z F z z +=- 解：将Fz/z 展开为下列部份分式之和留数法123,1r r ==于是 23()(1)1z z F z z z =+-- z 反变换即得：()31f kT k =+ k=0,1,2,…. 4223()21z z F z z z -+=-+ 解： 用长除法可得用部分分式法 56()(1)(5)z F z z z =++ 解：Z 反变换得：求下列函数的终值;1220.792()(1)(0.4160.208)z F z z z z =--+ 解 1110.792()lim(1z )()lim110.4160.208z z z f F z z -→→∞=-==-+ 22()(0.1)(0.8)z F z z z =-- 答： 11()lim(1z )()0z f F z -→∞=-=. 用z 变换法求解下列差分方程其中()u kT 为单位阶跃序列,系统输出的初始条件为(0)1() 2.4y y T ==，;解：对系统的差分方程进行Z 变换,于是有由上式,系统的Z 域表示式为将()[1()]1z U z Z k z ==- 以及初始条件代入并进行部份分式展开得 对他们取Z 反变换则可求得：系统的零输入响应系统的零状态响应故在输入信号作用下,系统的时间响应为：. 已知线性离散系统的方框图如图所示,试求系统的闭环脉冲传递函数解于是 12110100.950()10.9050.905z z z G G z z z z z -⎛⎫=-= ⎪---⎝⎭ 由12120.950()0.9500.905()0.9501()0.9500.95010.905KKG G z K z z KG G z z KK z -Φ===+-++- 已知离散控制系统的结构如图所示,当求当T = 1 s 时,能使系统稳定的K 值的范围; 答： 通过Z 变换得开环传递函数因为T=1所以 222[(1)(12)]()4(1)(2)K e z e e G z z z e ---++-+=--- 由上式可得系统的闭环传递函数为闭环方程为22222()4[(1)4(1)][(13)4]D Z z K e e z K e e ----=+--++-+ 由系统稳定的条件1z <求解得K 的取值范围为设有单位反馈误差采样系统,连续部份传递函数为输入()1()r t t =,采样周期 1 s T =,试求1输出z 变换()Y z ；2采样瞬时的输出响应*()y t ；3输出响应的终值()y ∞;解1依题意得2*()0.1597()0.4585(2)0.842(3) 1.235(4)y t t T t T t T t T δδδδ=-+-+-+-+3判断系统稳定性3n = 奇数D1=>0, D-1=<0列朱列表 0262.497649.64b b =<= 不稳定闭环系统不稳定,求终值无意义;。
计算机控制技术课后习题答案(施保华版)
宗旨：计算机控制系统属于闭环离散控制系统，用差分
方程表达。
TS 1 e 注意：如果F（s）存在零阶保持器，即：F ( s ) G( s) s 1 1 那么其Z变换为： (1 z )Z[ G(S )] S
• Z变换的求法：级数求和法、部分分式展开法、留数法、查表
• Z反变换的求法：长除法、部分分式法、留数计算法 、查表 • 差分方程的求解：和用拉氏变换解微分方程很相似。先利用初始 条件，将差分方程转换成为变量的代数方程，再求出Z反变换。
P90 3-7用DAC0832芯片设计一个能够输出频率为50Hz 的方波的电路和程序
8031
说明：
1.晶振频率（6M/12M）不同，延时子程序中工作 寄存器的初值不同且不唯一。 2.延时子程序编写还可以利用定时器（TL， TH ）完成,初始化定时器，设置初值。 3. 0832口地址不唯一，与硬件电路设计有关 4.一些基础的常用的延时程序需要积累记忆 （1ms，10ms）
F（s）含有零阶保持器
1
F(z) (1 z ) K
1
z (1 e
T T
1
)
T T 1
( z 1)( z e
)
K (1 e ze
T T
)
Hale Waihona Puke T TKK ( z 1) ze
T T 1
1
P52 2-5 用Z变换方法求解差分方程
(1) y ( k 2) 2 y (k 1) y (k ) u ( k ) 输入u (k ) k ( k 0,1,2, ) y (0) 0, y (1) 0
方法很多
START: MOV DPTR, #7FFFH MOV A, #0FFH MOVX @DPTR, A ACALL DELAY MOV A, #00H MOVX @DPTR, A ACALL DELAY AJMP ATART END
计算机控制技术课后习题答案
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论习题 1：计算机控制系统的控制过程可概括为以下三个步骤：1. 及时数据收集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。
2. 及时决策：对收集到的被控量进行分析和处理，并按预定控制规律，决定将要采取的控制策略。
3. 及时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，达成控制任务。
答案：上述三个步骤分别对应计算机控制系统的三个基本环节：数据采集、数据处理和控制执行。
这些环节确保了控制系统能够实时响应并调整被控对象的运行状态。
习题 2：计算机控制系统是由哪几部分构成？画出方块图并说明各部分的作用。
答案：计算机控制系统主要由以下几部分构成：1. 工业控制机：包括CPU、内存、输入输出接口等，负责数据处理和控制指令的执行。
2. 测量变送装置：用于检测被控量的变化，并将模拟信号转换为数字信号。
3. 执行机构：根据控制指令执行相应的动作，如调节阀门、电机启动等。
4. 被控对象：需要被控制的物理过程或设备。
方块图：```被控对象|v测量变送装置 --> 工业控制机 --> 执行机构```各部分作用：- 测量变送装置：将物理量转换为电信号，便于工业控制机处理。
- 工业控制机：进行数据处理、控制策略制定和指令输出。
- 执行机构：根据指令执行动作，实现对被控对象的控制。
习题 3：计算机控制系统的实时、在线方式和离线方式的含义是什么？答案：1. 实时：指信号的输入、计算和输出都在一定时间范围内完成，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定时间内作出反应进行控制。
2. 在线方式：生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机控制。
3. 离线方式：生产过程设备不直接与计算机连接，通过中间记录介质进行联系和控制。
第二章微型计算机控制系统习题 1：微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答案：微型计算机控制系统的硬件主要由以下几部分组成：1. CPU：核心部件，负责数据处理和控制指令的执行。
计算机控制技术课后答案选择题
计算机控制技术课后答案选择题1.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2.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3．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”4.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5．下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是（D）。
A．PLCB．PLDC．GALD．FPGA6.多路开关的作用（A）。
A．完成模拟量的切换B．完成数字量的切换C．完成模拟量与数字量的切换D．完成模拟量和数字量的切换7.采样-保持器的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V，输入端为（A）。
A．从2.3V变至2.6VB．从2.3V变至2.45V并维持不变C．维持在2.3VD．快速升至2.6V并维持不变8.CD4051的INH端接地，C、B、A端依次接101B，（C）被选通。
A．IN/OUT1至IN/OUT4共5个通道B．IN/OUT4通道C．IN/OUT5通道D．没有通道9.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IN/OUT7通道D．没有通道10．DAC0832的Vref端接-5V，Iout1接运算放大器异名端，输入为1000000B，输出为（B）。
计算机控制技术课后习题详解答案.
第一章计算机控制系统概述习题参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2.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。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
图1.1微机控制系统组成框图(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
计算机控制技术课后习题答案
10.设被测温度变化范围为0oC~1200oC,如果要求误差不超过0.4oC,应
选用分辨为多少位的A/D转换器？
选择依据：
11.设计出8路模拟量采集系统。请画出接口电路原理图，并编写相应
的8路模拟量数据采集程序。
终点判别 Nxy=10 Nxy=9 Nxy=8 Nxy=7 Nxy=6 Nxy=5 Nxy=4 Nxy=3 Nxy=2 Nxy=1 Nxy=0
6.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。
偏差判别
F0=0 F1<0 F2<0 F3>0 F4<0 F5=0 F6<0 F7<0 F8>0 F9<0
坐标进给
-X +Y +Y -X +Y -X +Y +Y -X +Y
偏差计算 F0=0
F1=F0-ye=-6 F2=F1+xe=-2 F3=F2+xe=2 F4=F3-ye=-4 F5=F4+xe=0 F6=F5-ye=-6 F7=F6+xe=-2 F8=F7+xe=2 F9=F8-ye=-4 F10=F9+xe=0
8 F7>0 -X F8=5-8+1=-2 x8=3,y8=5 Nxy=4
9 F8<0 +Y F9=-2+10+1=9 x9=3,y9=6 Nxy=3
计算机控制技术课后习题详解答案
第一章计算机控制系统概述习题参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2.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。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
图1.1微机控制系统组成框图(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
计算机控制技术课后习题答案
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2(1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入(2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。
P3答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
（2）方块图如下图所示：图计算机控制系统的组成框图作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③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。
3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？P2(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？P4~7（1）操作指导系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
计算机控制技术课后习题详细讲解答案
第一章计算机控制系统概述习题参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2.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。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
图1.1微机控制系统组成框图(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
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第一章答案1计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。
答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成。
（2）方块图如下图1.1所示：的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③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.计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？（1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。
4、计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？（1）操作指导系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
（4）集散控制系统优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。
（5）现场总线控制系统优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。
（6）PLC+上位系统优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。
第二章答案3计算机总线大致可分为几类？其中内部总线又可分为几类？解：按传送数据可分为串行总线和并行总线；按应用的场合可分为芯片总线、版内总线、机箱总线、设备互联总线、现场总线及网络总线；按用途可分为:计算机总线、外部设备总线、和控制总线；按总线的作用域可分为全局总线和本地总线；按标准化程度可分为标准总线和费标准总线等。
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F(z)
1 3
z
T Ts
z e-
2 3
z
4T
z e-
部分分式展开
a z (1 e - ) Ts z e 以及 aT s(s a) ( z 1)( z e - )
aT aT
Ts K a Ke e- (3) F(s) a s(s a) s(s a) aT
z (1 e - ) K K 1 (1 e - ) 1 1 K F(z) z ( ) aT aT aT a ( z 1)( z e ) a ( z 1)( z e ) a z 1 z e 1 e(4) F(s) s
Ts Ts K T1 (1 e - ) K 1 T1 s 1 s(s T ) 1 1
P109 4-3加工第一象限直线OA，起点O(0,0)，终点A(8,6)， 进行直线插补计算，作轨迹图，标明进给方向和步数。 解：xe=8，ye=6, 进给总步数：Nxy＝|8-0|+|4-0|=14 起点 F0 = 0, 象限值 xoy=1
步数 偏差判别 坐标进给 起点 1 2 3 4 5 6 F0=0 F1=-6 F2=2 F3=-4 F4=4 F5=-2 +x +y +x +y +x +y
OUT DX,AL DEC DX NOSC: IN AL, DX; 检测转换结束信号 TEST AL,80H JNZ NOSC; EOC=1, 则等待，检测EOC下降沿 NOEOC: IN AL, DX; TEST AL,80H JZ NOSC; EOC=0, 则等待，检测EOC上升沿，转换结束 MOV DX,02C0H; 读转换结果 IN AL,DX STOS DATABUF; 保存结果 INC BL; 修改模拟通道地址 LOOP NEXTA；CX-1; RET ADC0809口 －AD574的12/8接＋5V，A0接地，工作于12位 转换和读出方式。 －8255A的A口、B口工作方式0，数据输入端 －C口上半部分为输入，下半部分为输出。 PC0-PC2 － R/C，CS，CE PC7 － STS，检测转换结束 －8255A系统地址2C0H~2C3H。
位移滞后原理
变换 z 2 (Y ( z ) y (0) z 1 y (1)) 2 z (Y ( z ) y (0)) Y ( z ) U ( z ) Tz ( z 2 2 z 1)Y ( z ) U ( z ) ( z 1) 2 1 Tz Tz Tz Y ( z) 2 4 2 2 2 ( z 1) ( z 1) ( z 1) z 2 z 2 1) Tz 3 2Tz 5 3Tz 7 4Tz 9 n 1 n Tz (n 3,5,7 ) 2 f * (t) (t 3T) 2 (t 5T) 3 (t 7T) ....... n 1 3 2 , y (k ) n为奇数1,3,5,7, 2 0, n为偶数2,4,6,8, 1
方法很多
START: MOV DPTR, #7FFFH MOV A, #0FFH MOVX @DPTR, A ACALL DELAY MOV A, #00H MOVX @DPTR, A ACALL DELAY AJMP ATART END
D 单极性U o VREF 256 0 FFH 256 D, U o 5V 00 H 0 D,U o 0V
长除法
(2) y (k ) 0.4 y (k 1) u (k ) 输入u (t ) 1(t ) 当k 0时y (k ) 0
1
变换 Y ( z ) 0.4 z (Y ( z ) y (0)) U ( z ) z 1 (1 0.4 z )Y ( z ) U ( z ) z 1 部分分式法/查表结合 2 5 2 z z 1 z 3 3 z Y ( z) 1 z 1 1 0.4 z ( z 1)( z 0.4) z 1 z 0.4 y (t ) 1(t ) 0.4
OUT DX,AL NOP MOV AL,05H; 令CE=1,允许读出 OUT DX,AL MOV DX,02C0H IN AL,DX ; 读高4位DB11-DB8; AND AL, 0FH MOV BH,AL；存高4位 INC DX IN AL,DX ；读低8位DB7-DB0 MOV BL,AL INC DX MOV AL,03H OUT DX,AL; 结束读出操作
10ms 10ms
12 MHz晶振 1s T [1 (1 50 2 2) 100] 1s 10000 s 10ms 1 50 Hz f 20ms
DELAY : MOV R0, #100 DELAY1 : MOV R1, #50 DELAY2 : DJNZ R1, DELAY2 DJNZ R0, DELAY1 RET
第二章*
宗旨：计算机控制系统属于闭环离散控制系统，用差分
方程表达。
TS 1 e 注意：如果F（s）存在零阶保持器，即：F ( s ) G( s) s 1 1 那么其Z变换为： (1 z )Z[ G(S )] S
• Z变换的求法：级数求和法、部分分式展开法、留数法、查表
• Z反变换的求法：长除法、部分分式法、留数计算法 、查表 • 差分方程的求解：和用拉氏变换解微分方程很相似。先利用初始 条件，将差分方程转换成为变量的代数方程，再求出Z反变换。
POLLING:
MOV DX,02C2H; 令CS,R/C为低电平 MOV AL,00H OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,04H； 令CE=1, 启动转换 OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,03H；令CE=0，CS, R/C＝1，启动完毕 OUT DX,AL IN AL,DX; 查询STS状态 TEST AL,80H JNZ POLLING; STS=1 则等待，检测下降沿（转换结束） MOV AL,01H；令CS＝0,R/C＝1, 准备读
P89 3-6用8位DAC芯片组成双极性电压输出电路，输 出电压范围为-5~+5V，求对应下列偏移量的输出电压 参见书P79 用8位DAC芯片组成8位D/A转换电路输出 电压 U 与输入数字量 D 之间的关系 o
单极性U o VREF
D 256
双极性U o VREF
D 128 128
D 128 128 128 (1) 80 H 128 D U o VREF 5 0V 128 128 D 128 1 128 (2) 01H 1D U o VREF 5 4.96V 128 128 D 128 127 128 (3) 7 FH 127 D U o V REF 5 0.04V 128 128
第四章
• 数字程序控制的基础（直线插补、圆弧插补） 要求：掌握直线插补的步骤、原理、计算、程序 的编写 • 数控装置执行机构的核心——步进电机/交流伺 服电机的原理和控制技术（单片机\PLC\专用的 数字控制器\控制卡）
直线插补偏差定义：Fm=ymxe-xmye Fm =0，点m在OA直线段上； Fm0，点m在OA直线段的上方； Fm<0，点m在OA直线段的下方。 第一象限逐点比较法直线插补的原理： 从直线的起点出发，当Fm0时，沿+x轴方向走一步；当 Fm<0，沿+y方向走一步；当两方向所走的步数与终点坐 标相等时，发出终点到信号，停止插补。 简化：若m为起点0，则Fm=F0=0； 若Fm>= 0，Fm+1=Fm–ye； 若Fm<0，Fm+1=Fm+xe
P90 3-7用DAC0832芯片设计一个能够输出频率为50Hz 的方波的电路和程序
8031
说明：
1.晶振频率（6M/12M）不同，延时子程序中工作 寄存器的初值不同且不唯一。 2.延时子程序编写还可以利用定时器（TL， TH ）完成,初始化定时器，设置初值。 3. 0832口地址不唯一，与硬件电路设计有关 4.一些基础的常用的延时程序需要积累记忆 （1ms，10ms）
5 3 2 3
t T
y (k ) 1 0.4
5 3 k 2 3
k
t z a T za
参见书P21表2-1结论
f (t )
*
K 0
5 2 [ (0.4) k ] (t kT ) 3 3
第三章
• 了解新型接口技术功能、种类（CAN/USB/一线总线） • 掌握在I/O控制的典型芯片：输入接口（74244）、输出 接口（74273/74373）、光耦（TLP521） • 类比单片机完成I/O接口设计 例：8255，D/A，A/D
ADC0809
PROC NEAR MOV CX,8; 循环次数 CLD; DI自动增量 MOV BL,00H ; 模拟通道地址 LEA DI,DATABUF； 字串存储地址 NEXTA: MOV DX,02C2H MOV AL,BL OUT DX,AL INC DX MOV AL,00000111B；输出启动信号，上升沿锁存地址 NOP NOP NOP MOV AL,00000110B；下降沿, 形成ALE, START 脉冲
0 0 1 2 3 4 5 6 7
长除法
Tz 3 2Tz 5 3Tz 7 4Tz 9
2 2 z z 1 Tz 4
Tz 2Tz 1 Tz 3 2Tz 1 Tz 3 2Tz 1 4Tz 3 2Tz 5 3Tz 3 2Tz 5 3Tz 3 6Tz 5 3Tz 7 4Tz 5 3Tz 7 4Tz 5 8Tz 7 4Tz 9 7 9 5Tz 4Tz
P90 3-8用74LS244和74LS273和8031设计8路数字量输入 输出接口，接口电路原理图和数字量输入输出程序