《微型计算机控制系统》试卷及答案(共十六卷).docx
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1、试题(一学年第学期)课程名称计算机控制技术使用班级开课学院电气学院考试日期题号*二三四五六七八总分核查人签名得分阅卷教师一、填空题(20分)1 .计算机在控制中的典型应用方式有、O2 .的作用是将传感器得到的电信号转变为适用于计算机接口使用的标准的电信号。3 .目前市场上PC总线类型有、EISA总线、VESA总线等。4 .适用于实时性要求不高,操作任务单一控制场合的I/O控制方式为o5 .ADC0809是一种式A/D转换的器件。6 .若A/D转换器的数字量的位数为12,满量程输入为5V,则该转换器的分辨为o7 .在模拟量输出通道中,为了使执行部件得到连续的输出保持信号,应有o8 .外设和存储器
2、之间直接高速交换数据的I/O控制方式是o9 .在PlD控制中,如果有足够的时间,(比例项、积分项、微分项)可以消除稳态误差。10 .香农(Shannon)采样定理的公式为:。11.设计数字控制器的两类设计方法是:和o12 .防止积分饱和的方法有:、o二、简答题(18分)1.试简述PlD控制器比例系数K,、积分时间常数7;和微分时间常数心的变化对闭环系统控制性能的影响?(6分)中S,盘孙祖忠出孙大学试题第2页2.对照下图请回答CD4514B和MC1413分别是什么器件?并简述其工作原理。(6分)DCBA忑VCCLEmWSXUY11Y10Y9Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y03.对照下图(八)、
3、b)所示SSR输入电路,请简述其工作原理。(6分)TTLCMOS31SSR42IC输出信号SSR导通三、已知某连续控制系统的控制器的传递函数为:D(三)=K(1+Ti5)(1+T25),设采样周期为7,试用差分法写出数字控制算式。(10分)四、已知某连续系统的传递函数为。(三)=I+O?+05*,若采用数字PlD算法实现时,设采样周期T=0.2s,试分别求出位置型和增量型PID算法的输出表达式。(12分)(7+l)(7+l)五、设被控对象由二个惯性环节组成,其传递函数的形式为:G(三)Ts2)(15分)(1)试用二阶工程设计法设计数字控制器;(2)试求该数字控制器的控制算式。六、被控对象的广
4、义脉冲传递函数为:G(三)=368Z(1+0.718Z),已知:采样周期丁=心,(l-Z1)(l-0.368Z1)系统输入H(三)为单位速度函数。试设计快速有波纹系统的数字控制器的脉冲传递函数。(三),系统输出C(三),数字控制器输出。(三),并画出U(三)和C(三)输出序列图(15分)。七、下列程序清单以C语言编写,其中:N采样值个数,*X采样值数组首地址(10分)分析程序回答以下问题:(1)该程序可实现什么功能?(2)语句if(*(X+j)*(X+j+l)t=*(X+j);*(X+j)=*(X+j+l);*(X+j+l)=t;的作用是什么?程序清单:doubleMF(double*X,in
5、tN)inti,j;doublet;for(i=0;iN-l;i+)for(j=0;j*(X+j+l)(t=*(X+j);*(X+j)=*(X+j+l);*(X+j+l)=t;)return*(X+(N-1)2);)RET计算机控制技术参考答案一、1.操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、分级计算机控制系统现场总线控制系统2.变送器3.PCLXT、ISA4.查询控制方式5.逐次逼近式6.1.2mA7.输出保持器8.DMA方式9.积分项102aIK模拟化设计方法、离散化设计方法12、遇限削弱积分法积分分离法二、略三、化成微分方程:(与力(。+(7+%)+)=KeQ)差分得:竿u
6、k)-2(k-1)+uk-2)+TIjM(Q-w(-l)+u(k)=Ke(k)整理得:立(左)+(2Tz+qEW)T1T2+TTl+TT2四、DO)=21+0.25sv70.2s增量型Pm控制算式:AMZ)=%6(%)+/6(%_1)+%6(%_2)=6.5e(三)-7e(k-l)+2.5e(k-2)位置型尸)控制算式:u(k)=H(Z1)+AM(三)=M(Z-l)+6.5e(%)-7e(Z-l)+2.5e(k-2)五、JD(三)=至1其中丁=11,TSG(三)=D(三)Gc(三)=MS+1)-G乎S+1)nT=2KT;得:O(三)=小+1同,s22KTs2sTs2rVZSZ用差分法离散可得:
7、用左)=u(k-1)+a。6*)-a1e(k-1)+a2e(k-2)其中:/=KP(I+,+寸),a1=Kp(l+,“2=KF,上式中d=0,u=0,V=2,j=2,q=2且jq所以夕=d+=0f片(2)=1I=V-j+q=2-B(三)-叫2-1+m1z2e(三)=11(=lI-Z-1Vf1Z-1=l-z-1(三)=ZTF2z1-m1z1+m2z2由e(三)=l-(三)得:叫=2,相2=1e(三)=(1z1)2(三)=2z+l)(4s+l)42)(16分)(1)试用二阶工程设计法设计数字控制器;(2)试求该数字控制器的控制算式。六、被控对象的广义脉冲传递函数为:G(三)=368Zjl+S718
8、Z;),已知:采样周期了二心,(l-Z1)(l-0.368Z1)系统输入H(三)为单位速度函数。试设计快速无波纹系统的数字控制器的脉冲传递函数O(三),系统输出C(三),数字控制器输出。(三)。(16分)微型计算机控制技术参考答案一、L操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、分级计算机控制系统现场总线控制系统2.XT、ISA3.查询控制方式、中断控制方式、DMA控制方式4.模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道5.42%a6.1.2mA7.逐次逼近式8.输出保持器9.模拟化设计方法、离散化设计方法10.积分项11.遇限削弱积分法积分分离法12.串模干扰、共模干
9、扰二、L(八)图为正端输入,输入端4接低电平,输入端3接控制信号,控制信号为高电平则SSR导通,控制信号为低电平则SSR关断;(b)图为负端输入,输入端3接正电源,输入端4接控制信号,控制信号为低电平则SSR导通,控制信号为高电平则SSR关断;2.增大比例系数KP,一般将加快系统的响应,在有静差的情况下有利于减小静差,但过大的比例系数会使系统有较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏;增大积分时间4,有利于减小超调,减小振荡,使系统更加稳定,但系统静差的消除将随之减慢;增大微分时间常数心,亦有利于加快系统响应,使超调量减小,稳定性增加,但系统对扰动的抑制能力减弱,对扰动有较敏感的响应。三、化成微分
10、方程:(心力)+(+心)+)=Ke)差分得:整理得:*网左)一2伏一1)+(左一2)+手出一(01)+“出=或出v(k)T2Ke(k)+(2TJ2+TTi+TT2)u(k-I)T1T2+TT1+TT1(k2)四、Oo)=21+0.25sv70.2sKp=23=0.25,(=0.2%=?=2.5增量型尸m控制算式:A(左)=%6(左)+%6(左一1)+/6(左_2)=6.5e(4)7e(左一l)+2.5e(l2)位置型Pm控制算式:(k)=(左一1)+A(左)=(左一l)+6.5e(左)一7e(左一l)+2.5e(左一2)五、D(三)=-TiS其中6=(1,1向s(浮s+1)w=三尸F2K却;得
11、2、KpTSIT-T2Ts2K,/用差分法离散可得:uk=uk-1)+aek-a1e(k-1)+a2e(k-2)其中:Q0=KpQ+十*),a1=Kp(l+,&二易咪e(三)=11(l-,z-1)(l-z-1)qF1z-i=(l-z-i)2(1+f1z-i)(三)=z-d11(l-7.z1)F2z-i=(1+0.718z1)2(m1z1+m2z2)由e(三)=l-(2)得:=0.592+l)G+l)s2)(14分)(1)试用二阶工程设计法设计数字控制器;(2)试求该数字控制器的控制算式。六、被控对象的广义脉冲传递函数为:G(三)=368Zjl+S718Z;),已知:采样周期了二心,(1-Z1
12、)(1-O.368Z1)系统输入H(三)为单位速度函数。试设计快速有波纹系统的数字控制器的脉冲传递函数O(三)(10分)。七、DACo832与8086CPU的连接如下图所示,试判断:(16分)1 .DAC0832工作于单缓冲工作方式还是双缓冲工作方式?2 .DAC0832工作于单极性电压输出方式还是双极性电压输出方式?3 .所给出的模拟量范围是多少?4 .DAC0832片选地址是08H,用C语言编程,启动D/A转换8086CPUMllOWR地址译码计算机控制技术标准答案1、操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统2、标度变换器3、XT总线、ISA总
13、线、PCI总线4、DMAI/O控制5、逐次逼近式6、1.2mA7.输出保持器8、查询I/O控制9.积分项10、2ax11.、模拟化设计法、直接设计法12、遇限削弱积分法积分分离法1、共模干扰是指同时加到计算机控制系统两个输入端上的公有的干扰电压。措施有:采用共模抑制比高的、双端输入的运算放大器做被测信号的前置放大器;采用光电耦合器或隔离变压器;采用隔离放大器。2、系统的适应性差;对参数变化的灵敏度大;控制作用易超出限定范围;在采样点之间有波纹。_3、(1)、查询外围设备状态,若外设准备好,则fT与丽低电平有效译码器选通地址,输入缓冲器导通,输入数据(2小(2)、查询外围设备状态,若外设准备好,
14、则/75与标低电平有效译码器选通地址,输出锁存器导通,输出数据。(2分)(3)、采用查询式I/O方式,由程序定时巡回查询外设的状态。(2分)三、化成微分方程:7;心力+(+%)+=Ke差分得:T1T2T2u(k)-2u(k-l)+w(-2)+u(k)-u(k-I)+u(k)=Ke(k)整理得:四、“小)二Lkwhqtz+M+F)(i)-2)r0)=21+0.25sv)0.2sKp=2,ZD=0.25,7;=0.2%=KPb+A午J=6.50=-再11+2午=-7/=KP午=2.5增量型产。控制算式:(左)=0&(左)+q1e(jc1)+q2e(k2)=6.5e(左)一7e(左一1)+2.5e(
15、k2)位置型产。控制算式:(k)=(左一1)+Au(左)=(左一1)+6.5e(左)一7e(左一1)+r.5ek2)五、(1)、ZXS)=至立TisG(三)=MGc(三)=而S(JS+1)D(三)=1(7分)2*、KpT-TITs2K,LSJ用差分法曷散可得:(k)=u(k1)CLOe(k)U(k1)ge(左2)其中:Qo=KP(I+,),a1=Kp(l+),a2=Kp-(7分)六.(三)=Zl(o+(DIZl)(l)=o+1=l(5W=户K再nT=2Kj得:Ts2=(三)_0.545(1-0.5Z-1)(1-0.368Z-1)益Q(三)(5刀)G(三)1-(三)(1-Z-1)(1+O.718
16、Z1)七.1、单缓冲工作方式(4分)2、单极性电压输出方式(4分)3、一50V(4分)4、outportb(08H,i)(4分)命题人:大学试题课程名称计算机控制技术开课学院电气学院(一学年第学期)题号*二三四五六七八总分核查人签名得分阅卷教师一、填空题(20分)1 .模拟量输入通道主要包括、四个部分。2 .I/O接口通常有两种编址方式,一种是:,另一种是:o3 .计算机采集被控对象状态信息的方式通常有、和三种.4 .计算机输入输出通道又称位过程通道,过程通道一般可分*、O5 .在PID控制中,控制只能减小稳态误差而不能消除稳态误差。6 .若数字量的位数n=8,满量程为5.12V,则最低有效位
17、LSB)所对应的模拟电压为.7 .DAC0832是一种基于电阻网络进行D/A转换的器件。8 .在模拟量输出通道中,为了使执行部件得到连续的输出保持信号,应有O9 .计算机和外部的通信方式分为和两种基本方式。10 .用高级语言编写出的源程序经编译后得到的目标代码,比用汇编语言编写的源程序经编译后得到的目标代码要(填“长”或短”)。11.防止积分饱和的方法有:、O12.进入I/O通道的干扰按其对电路的作用方式,通常可分为和o二、简答题(10分)1 .计算机控制系统由哪几部分组成?(5分)2 .试简述PlD控制器比例系数K,、积分时间常数7;和微分时间常数心的变化对闭环系统控制性能的影响?(5分)
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