计算机控制技术习题

• 80H=128 40H=64 10H=16
128 0 (5V 0V) 2.5098V 255 0
16 0 (5V 0V) 0.3137V 255 0
64 0 (5V 0V) 1.2549V 255 0
8、某热处理炉的温度变化范围是0~1000℃,要求分辨率为1 ℃ ，温度变送器输出范围为0~5V, 则A/D转换器的字长N应 为多少？如果字长N不变，现通过变送器零点迁移，将信号 零点迁移到200℃，此时系统对炉温变化的分辨率是多少？
ek

ek
T
1
1.425uk 0.425uk 1 4.5ek 3.5ek-1
uk 3.1579 ek 2.4561ek 1 0.2982 uk 1
uk uk uk 1 3.1579ek 2.4561ek 1 0.7018uk 1
有效，221H时，图中三态门信号有效
wk.baidu.com
IOW
AEN A0~A9
IOR D0 D1 D2
PC 扩展槽
+
译 码
器+
+5V 分频器
START ALE EOC
D7

OE
D0

ADDA IN0
ADDB ADDC IN7
VREF(+) VCC VREF() GND
CLOCK


221H D0
D7 数据总线
D0 IN0
解：分辨率q=（50-30）/ 255 = 0.078 ℃
绝对精度=1/2*q = 0.039 ℃ 相对精度=0.039/20=0.196%
q=5V/255=19.6mV 2V—102
18、某执行机构的输入变化范围为4～20mA，灵敏 度为0．05mA,应选D／A 转换器的字长为多少位?
解: (20-4)/0.05=320, n≥9, 取10
PC 扩展槽
+
译 码 器
+
+5V 分频器
START ALE EOC
D7

OE
D0

ADDA IN0
ADDB ADDC IN7
VREF(+) VCC VREF() GND
CLOCK


询问：PA0 延时：悬空 中断：IRQ2 D7
数据总线 D0
IN0
IN7
+5V
4、下图是ADC0809和PC机的接口电路，请写出查询方式下 的汇编语言程序，假设地址信号=220H时，图中译码器输出
0.065 du(t) e(t) 0.013 de(t)
dt
dt
0.065 u(k ) u(k 1) e(k ) 0.013 e(k ) e(k 1)
T
T
u(k ) u(k 1) 15.38Te(k ) 0.2[e(k ) e(k 1)]
19、简述PID控制器中的P（比例）、I（积分）、D
（微分）各调节器的作用，
• 比例，提高系数可以减小偏差，但永远不会使偏差减小到零，而且无 止境地提高系数最终将导致系统不稳定。比例调节可以保证系统的快 速性。
• 积分，积分时间越大积分作用越弱，积分调节器的突出优点是，只要 被调量存在偏差，其输出的调节作用便随时间不断加强，直到偏差为 零。在被调量的偏差消除后，由于积分规律的特点，输出将停留在新 的位置而不回复原位，因而能保持静差为零。但单纯的积分也有弱点， 其动作过于迟缓，因而在改善静态品质的同时，往往使调节的动态品 质变坏，过渡过程时间加长。积分调节可以消除静差，提高控制精度。
u(k ) u(k 1) 1.738e(k ) 0.2e(k 1)
Δ u(k ) 1.738e(k ) 0.2e(k 1)
放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
• 微分，微分时间越大微分作用越强。微分调节主要用来加快系统的相 应速度，减小超调，克服振荡，消除系统惯性的影响。
20、已知某连续控制器的传递函数为 D(s)= U (s) = 1+0.17s E(s) 1 0.085s
现用数字控制器来实现它，试分别写出其相应的位置型和增量
型PID算法输出表达式，要有推导过程， 采样周期T=0.2s。
n

log
2
1

1000 1


10
1000 200 0.78℃ 1024
9、
10、 设12位A/D转换器的满量程电压FSR为10V，则 该A/D转换器的量化单位是 __2.44mV____。
11、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 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6AH，问此时的炉内 温度为多少度?
AL，01H
M
；EOC仍为0，继续读入EOC
AL，220H；EOC为1，说明ADC0809已转换好，读入数据
5、设被测温度变化范围为0 ℃ ~1200℃,如果要求误 差不超过0.4 ℃,应选用分辨率为多少位的A/D转换器？
选择依据：
n log 1 1200 12 2 0.4
6AH=106
1350℃
A / D转换值为6AH时的温度： 106-51 （1350℃-0℃） 364℃ 255 51
1V(33H) 0FFH(5V)
1V所对应的A / D转换值：1V 255 51 33H 5V
12、某管道的流量范围0～100m3/min，经压差变送器变换为 1~5V的信号送到ADC0809进行AD转换，在某一时刻计 算机采样（8位）并经数字滤波后的数字量为(A9)H，则 此时的流量值为 m3/min
4V—1638 q=2.44mV, 量化误差4V-q*1/2~4+q*1/2
15、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 信号调理电路
。
16、 ADC0809EOC信号的作用是什么？计算机读取 ADC0809的数据时，有几种方法？
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。
IN7 +5V
START: MOV MOV OUT MOV
L： IN AND JNZ
M： IN AND JZ IN RET
AL，00H
DX，220H
DX，AL；选中IN0模拟通道，启动ADC0809开始启动
DX，221H ；读入EOC状态
AL，DX
AL，01H
L
；判断EOC为0否，
AL，DX
；EOC为0，则去判断EOC为1否？
0A9H=169
Gx G0 (Gm G0) Nx-N 0 Nm-N 0
0 (100 0) 169-51 100 0.76 255-51
76
1V所对应的A / D转换值：1V 255 51 33H 5V
13、现已知某炉温变化范围为0~1500℃，要求测试时，分辨 率为3℃，试确定A/D变换器的字长应选为多少？若A/D字长n 不变，通过变送器将测试起点迁移到600℃，试问此时系统对
1、试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响
（1）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； （2）反之，保持电容值大，保持性能好，但跟随特性差
2、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。
3、下图是ADC0809和PC机的接口电路，请 问START、ALE、OE、EOC都起什么作用
IOW
AEN A0~A9
IOR D0 D1 D2
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。 •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。
17、用ADC0808测量某罐温度，其温度波动范围30～ 50℃，线性温度变送器输出0～5V，试求测量该温度的 分辨率和精度。 已知ADC0808的精度± 1/2LSB
D(s)= U (s) = 1+0.17s E(s) 1 0.085s
U s 0.085 SU s Es 0.17SEs
ut
0.085
dut
dt


et
0.17
det
dt

uk


0.085 uk

uk
T
1

ek

0.17
1200/0.4=3000
6、用ADC0808测量某罐温度，其温度波动范围30～50℃， 线性温度变送器输出0～5V，试求测量该温度的分辨率。
• 分辨率=(50-30)/255=0.0784 ℃
7、八位D/A转换芯片，其输出设计为0～5V，试求 当CPU分别输出80H、40H、10H时，对应的输出 各为多少伏？
21 已知模拟调节器的传递函数为：D(S)=(1+0.13S)/0.065S , 试写出相应的数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采 样周期T=0.1S （后相差分法）
D(s) U (s) 1 0.13s 0.065sU (s) E(s) 0.013sE(s) E(s) 0.065s
炉温变化的分辩率为多少。
n

l og2 (1

1500) 3

9
1500 600 0.88C 1024
14、A/D前采用的某传感器的最大输出为10伏，其精度为
0.1%，试选择A/D板的字长位数及精度。
答：10位，10V/1024=0.00976V=9.76mV ±1/2LSB 12位，10V/4096=0.00244V=2.44mV ±1/2LSB