硬件组成(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。(2)输入输出接口：这是微机和被控对象之间进行信息交换的纽带。(3)通用外部设备：为了扩大主机的功能而设置的，用来显示打印存储传送数据。(4)检测元件与执行机构a.在微机控制系统中，为了收集和测量各种数据，采用了各种检测元件，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，b.执行机构：控制各参数的流入量5）操作台：人机对话的纽带，通过它人们可以向计算机输入程序，修改内存数据，显示被测参数及发出各种操作命
令。
微型计算机控制系统的特点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
分布式控制系统dcs的特点？通用性强，系统组态灵活，控制功能完善，数据处理方便，显示操作集中，人机界面友好，安装简单规范化调试方便，运行安全可靠等优点。
操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？
(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。(2)直接数字控制系统
(DDC系统)：(Direct
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。(3)计算机监督控制系统
(SCC系统)：
SCC(Supervisory 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是操
作指导控制系统和DDC系统
的综合与发展。
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。
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。
?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。
键盘防抖：由于按健为机械
弹性开关，有抖动，防抖就
是让在按键正常反应时间内
机器只感应一次按键效果，
防止误操作。1，滤波防抖电
路。利用rc积分电路对干扰
脉冲的吸收作用。2双稳态
防抖电路，用俩个与非门构
成一个rs触发器。3，软件
防抖方法，利用软件延时的
方法，10-20ms后再次确认
按键是否按下。
编码键盘与非编码键盘编
码键盘本身带有实现接口主
要功能所需的硬件电路，不
仅能自动栓测被按下的键并
完成去抖动防串键等功能，
而且能提供与被按键功能对
应的键码（如ASCⅡ码）送
往CPU，而非编码键盘只简
单的提供按键开关的行列矩
阵，有关键的识别，键码的
输入与确定，以及去抖动等
功能均由软件完成。
Led数码管的显示器显示方
法1，动态显示，微机定时
的对显示器件扫描，优点使
用硬件少，价格低，但是占
用机时长。2，静态显示微型
机一次输出显示后，就能显
示该显示结果，直到下次送
新的显示模型为止。占用机
时少，显示可靠。但是使用
元件多，线路较复杂，成本
高。
光电隔离器：用于外部输入
与内部电路的隔离。光电隔
离器是通过电光电的转换来
实现对输出设备控制的，彼
此之间没有电气连接，达到
开关控制的目的，达到对干
扰信号的隔离作用。
固态继电器与继电器控制
区别：固态继电器（SSR)是
无触点开关，动作快，无火
花或电弧，控制电流范围大，
几十到上百安培，但存在压
降会发热，电流越大越严重，
安装要加散热板；继电器
（KA）是有触点的，会有火
花或电弧产生，由电磁铁驱
动，电流控制范围小，动作
时间有延迟。
脉冲宽度调速系统：对小功
率直流电机调速系统，可以
使用微型机或单片机控制，
方法是通过改变电动机电枢
电压的接通与断开时间的比
值（占空比）来控制电动机
速度，脉冲宽度调制pwm，
脉冲作用下，电机得电加速，
失电减速，改变通断时间，
变可使电机转速相对稳定。
数字滤波与模拟滤波什么
优点？(1)数字滤波是用程
序实现的，不需要增加任何
硬设备，
2，可以多个通道共用，可以
降低成本，还可以提高可靠性
和稳定性。(2)可以对频率很低
的信号实现滤波，而模拟滤波
器由于受电容容量的影响，频
率不能太低。(3)灵活性好，方
便。可以用不同的滤波程序实
现不同的滤波方法。
常用滤波方法
1、程序判断滤波法
A、方法：根据经验判断，
确定两次采样允许的最大偏
差值（设为A）每次检测到
新值时判断：如果本次值与
上次值之差<=A,则本次值
有效如果本次值与上次值
之差>A,则本次值无效,放弃
本次值,用上次值代替本次
值B、优点：能有效克服
因偶然因素引起的脉冲干扰
C、缺点无法抑制那种周期
性的干扰平滑度差
2、中值滤波法
A、方法：连续采样N次（N
取奇数）把N次采样值按
大小排列取中间值为本次
有效值
B、优点：能有效克服因偶
然因素引起的波动干扰对
温度、液位的变化缓慢的被
测参数有良好的滤波效果
C、缺点：对流量、速度等
快速变化的参数不宜
3、算术平均滤波法
A、方法：连续取N个采样
值进行算术平均运算N值
较大时：信号平滑度较高，
但灵敏度较低N值较小时：
信号平滑度较低，但灵敏度
较高N值的选取：一般流
量，N=12；压力：N=4 B、
优点：适用于对一般具有随
机干扰的信号进行滤波这
样信号的特点是有一个平均
值，信号在某一数值范围附
近上下波动C、缺点：对
于测量速度较慢或要求数据
计算速度较快的实时控制不
适用比较浪费RAM
4、滑动平均滤波法
A、方法：把连续取N个采样值看成一个队列队列的长度固定为N 每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则) 把队列中的N 个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果N 值的选取：流量，N=12；压力：N=4；液面，N=4~12；温度，N=1~4
B、优点：对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高适用于高频振荡的系统
C、缺点：灵敏度低对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差不适用于脉冲干扰比较严重的场合比较浪费RAM
5、加权平均值滤波法
A、方法：相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法” 连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值然后计算N-2个数据的算术平均值N值的选取：3~14
B、优点：融合了两种滤波法的优点对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
C、缺点：测量速度较慢，和算术平均滤波法一样比较浪费RAM
标度变换：在微机控制系统中，生产中的不同量纲的各种参数要经过变送器转换成ad转换器所能接受的的0-5v的电压信号，又转化为8为二进制数字量，为进一步显示记录打印报警等，必须将这些数字量转化为不同的单位，以便操作人员对生产过程进行监事和管理。
什么情况下标度变换程序用工程量的实际值还需要经
过一次变换，为了实现上述
变换，可把它设计成专门的
工作程序，把各个不同的参
数所对应的数字量放在存储
器中，然后当某一参数进行
标度变换时，只要调用标度
变换子程序即可。
量程自动转换技术：传感器
提供的信号范围很宽，为了
保证送到计算机的信号一
致，同时为了减少硬件设备，
使用了可编程增益放大器，
通用性很强，方法倍数可以
通过程序控制，使ad转换器
满量程信号达到均一化，大
大的提高了测量精度。
位置型pid增量型pid1）位
置式PID控制的输出与整个
过去的状态有关，用到了误
差的累加值；而增量式PID
的输出只与当前拍和前两拍
的误差有关，因此位置式
PID控制的累积误差相对更
大； （2）增量式PID控
制输出的是控制量增量，并
无积分作用，因此该方法适
用于执行机构带积分部件的
对象，如步进电机等，而位
置式PID适用于执行机构不
带积分部件的对象，如电液
伺服阀。 （3）由于增量
式PID输出的是控制量增
量，如果计算机出现故障，
误动作影响较小，而执行机
构本身有记忆功能，可仍保
持原位，不会严重影响系统
的工作，而位置式的输出直
接对应对象的输出，因此对
系统影响较大。
积分饱和现象；积分饱和的
产生 1、当偏差产生跃变
时，位置型PID算式的输出
将急剧增大或减小，有可能
超过执行机构的上（下）限，
而此时执行机构只能工作在
上限。 2、系统输出需要
很长时间才达到给定值，在
这段时间内算式的积分项将
产生一个很大的积累值。
3、当系统输出超过给定值
后，偏差反向，但由于大的
积分积累值，控制量需要相
当一段时间脱离饱和区。因
此引起系统产生大幅度超
调，系统不稳定。
消除方法：
遇限削弱积分法 基本思
路：在计算P(k)时，根据上
一时刻的控制量P(k-1)是否
超过限制范围，若超出则根
据偏差决定是否累计积分项
（若未进入超调区域则不累
计积分项，否则开始累计积
分项），否则累计积分项。
有效偏差法 基本思路：当
位置型PID算式的控制输出
超过限制范围时，控制量只
能取边界值。有效偏差法的
实质是将相当于边界控制量
的偏差值作为有效偏差值进
行积分。
积分分离法：即在系统误差
较大时，取消积分作用，在
误差减小到一定值后，再加
上积分作用。这样就可以即
减小了超调量，改善动态特
性，又保持了积分作用。
直接数字控制：从被控量的
实际特性出发，直接根据采
样系统理论来设计数字控制
器。是根据采样系统的特点
进行分析和综合，并到处相
应的控制规律的，利用计算
机软件的灵活性，可以实现
从简单到复杂的各种控制。
而pid调节具有局限性，特
定场合无法取到好的效果。
1 《微机控制技术》复习题A 一、 简答题 1. 画出典型计算机控制系统的基本框图。 2. 连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？ 3. 简述计算机控制系统的一般控制过程。 4. 增量型PID 控制算式具有哪些优点？ 5. 简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。 6. 什么是采样或采样过程？ 7. 线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？ 8. 何为积分饱和现象？ 9. 等效离散化设计方法存在哪些缺陷？ 10. 何为最少拍设计？ 11. 什么是信号重构？ 12. 写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传 递函数的极点有何影响？ 13. 给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。 14. 简述采样定理的基本内容。 15. 写出位置型及增量型PID 的差分控制算式。 二、 设被控对象传递函数为) 1()(p +=s s K s G ，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数。
2 三、 已知被控对象传递函数为 ) 13)(15.0(10)(++=s s s G ，试用“二阶工程最佳”设计法确定模拟控制器G c (s )，分别写出其位置式及增量式数字PID 的控制算式。 四、 已知广义被控对象:) 1(1e 1)(+-=-s s s s G Ts , 给定T =1s 针对单位斜坡输入设计最小拍有纹波控制系统, 并画出系统的输出波形图。 五、 已知某连续控制器的传递函数为 2n 22n n ()2D s s s ωωξω=++ 试用双线性变换法求出相应的数字控制器的脉冲传递函数)(z D ，并给出控制器的差分形式。其中1s T =。 六、 已知离散控制系统的结构如下所示，采样周期s T 2.0=，输入信号21()12r t t t =++，求该系统的稳态误差。 七、 已知某系统连续控制器的传递函数 ) 2)(1(2)(++=s s s D 试分别用阶跃响应和脉冲响应不变法求)(s D 的等效数字控制器，并写出相应的差分方程表达式。其中采样周期1s T =。 八、 已知系统框图如下所示： T =1s r (t ) y (t ) T
一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共30分。） 1、以下几项不属于微机控制系统硬件的是（）。 A、计算机 B、过程输入通道及接口 C、过程输出通道及接口 D、程序设计系统 2、DCS是指（）。 A、集散型控制系统 B、直接数字控制系统 C、监督计算机控制系统 D、现场总线控制系统 3、以下几项不属于微机控制系统发展方向的是（）。 A、集成化 B、单一化 C、小型化 D、智能化 4、模拟信号到采样信号的转换过程称为（）。 A、采样过程 B、量化过程 C、滤波过程 D、隔离过程 5、电路接到采样信号后，输出电压V o达到指定跟踪误差范围内所需的时间称为（）。 A、孔径时间 B、保持时间 C、捕捉时间 D、采样时间 6、下列几项不属于ADC0809的主要性能的是（）。 A、工作频率为500HZ B、分辨率为12位二进制数 C、模拟输入电压范围是0V—5V D、允许输入8路模拟电压 7、下列8155的引脚中，（）为8155片内I/O和RAM选择线。 A、ALE B、RESET C、CE D、IO/M 8、（）是一种把电脉冲信号转换成相应的直线位移或角位移的执行元件。
A、伺服电机 B、固态继电器 C、步进电机 D、变频器 9、由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。 A、A/D转换器 B、双向可控硅 C、D/A转换器 D、光电隔离器 10、下列不属于人机接口设备的是（）。 A、光盘 B、键盘 C、LED显示器 D、打印机 11、下列不属于数字PID控制器参数整定任务所确定内容的是（）。 A、Kp B、Ti C、Td D、Tm 12、下列不属于抑制干扰的措施是（）。 A、接地 B、屏蔽 C、断电 D、隔离 13、下列不属于共模干扰的抑制方法的是（）。 A、变压器隔离 B、滤波 C、浮地屏蔽 D、光电隔离 14、在计算机控制系统中，为了避免控制动作过于频繁，消除由于频繁动作所引起的系统振荡和设备磨损，对于一些精度要求不太高的场合，可以采用（）。 A、带死区的PID控制 B、常规PID控制 C、积分分离的 PID控制 D、微分分离的PID控制 15、对于失控的CPU，最简单的处理方法是（）。 A、设置软件陷阱 B、掉电保护 C、睡眠 D、人工复位 二、填空题（每空1分，共30分。） 1、模拟量输入通道中常用的放大器有、和 三种放大器。 2、采样保持器有和两种工作模式。 3、根据不同的用途，交流伺服电机可以采用以下三种控制方法____________ 、____________ 和。 4、所谓PID控制是指____________ 、____________ 和 控制。
计算机控制系统设计性实验报告 学生姓名:学号： 学院:自动化工程学院 班级: 题目:
设计性实验撰写说明 正文：正文内容层次序号为： 1、1.1、1.1.1 2、2.1、2.1.1……。 1、选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计的指导思想。 2、方案论证(设计理念)：说明设计原理（理念）并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。 3、过程论述：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。 4、结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。 5、结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合。 6、设计心得体会。 课程设计说明书（报告）要求文字通顺，语言流畅，无错别字，用A4纸打印并右侧装订。
《计算机控制系统》设计性实验 一、通过设计性实验达到培养学生实际动手能力方法及步骤： 对系统设计方法可以从“拿到题目”到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行全方位的启发。让学生掌握对不同的控制系统设计方法和基本思想，从工程角度对待设计题目，尽量做到全面认识理解工程实际与实验室环境的区别，逐步引入工程思想，提高学生设计技巧和解决实际问题的能力。 1、了解和掌握被控制对象的特性； 2、选择合理的传感器（量程、精度等）； 3、计算机控制系统及接口的设计（存储器、键盘、显示）； 4、制定先进的、合理的控制算法； 5、结合控制系统的硬件系统对软件进行设计； 6、画出系统硬件、软件框图； 7、系统调试。 二、具体完成成品要求： 1、对传感器、A/D、D/A、中央处理器、显示、键盘、存储器的选型大小等； 2、实现系统硬件原理图用Protel或Proteus、MATLAB软件（框图）仿真设计； 3、达到课题要求的各项功能指标； 4、系统设计文字说明书； 5、按照学号循环向下作以下7个题目。 三、系统控制框图： 控制系统硬件框图
一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号 写在相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共30分。） 以下几项不属于微机控制系统硬件的是（ 计算机 B 、 过程输出通道及接口 D 、 DCS 是指（）。 集散型控制系统 监督计算机控制系统 1、 A 、 C 、 2 、 A 、 C 、 3、 A 、 C 、 4、 A 、 C B 、 D 过程输入通道及接口 程序设计系统 直接数字控制系统 现场总线控制系统 以下几项不属于微机控制系统发展方向的是（）。 集成化 B 、 小型化 D 、 模拟信号到采样信号的转换过程称为（ 采样过程 B 、 滤波过程 D 、 单一化 智能化 ）o 量化过程 隔离过程 电路接到采样信号后，输出电压Vo 达到指定跟踪误差范围）。 孔径时间 B 、保持时间 捕捉时间 D 、采样时间 下列几项不属于ADC0809 的主要性能的是（）。 工作频率为500HZ B 、分辨率为12位二进制数 模拟输入电压范围是0V —5V D 、允许输入8路模拟电压 下列8155的引脚中，（）为8155片 B 、RESET CE D 、IO/M （）是一种把电脉冲信号转换成相应的直线位移或角位移的执行元件。 第1页共6页 A 、伺服电机 B 、固态继电器 C 、步进电机 D 、变频器 9、 由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ ） 转 换。 A 、A/D 转换器 B 、双向可控硅 C 、D/A 转换器 D 、光电隔离器 10、 下列不属于人机接口设备的是（）o A 、光盘 B 、键盘 C 、LE D 显示器 D 、打印机 11、 下列不属于数字PID 控制器参数整定任务所确定）。 A 、Kp B 、Ti
1 《微机控制技术》复习题B 一、判断题 （ ）1、串行通信与串行D/A 转换是一回事，都是将并行数据串行输出。 （ ）2、一般来说，采用双端输入的差动运算放大器、或光耦器件有利于抑制共模干扰。 （ ）3、对于带纯滞后环节的控制系统，使用史密斯纯滞后补偿原理后，可以将纯滞后部分等效于反馈环之外，消除其纯滞后环节对系统稳定性的影响。 （ ）4、如果按大林提出的简单修正算法来消除振铃现象，则对系统的稳态输出无影 响，但对动态性能有影响。 （ ）5、模拟调节器相对于数字调节器更容易实现复杂控制规律。 （ ）6、逐次逼近式A/D 转换器与计数器式A/D 转换器相比，后者转换速度更快。 （ ）7、进入I/O 通道的干扰按其对电路的作用形式，通常可分为串模和共模干扰。 （ ）8、在选择PID 参数时，引出控制度的概念，当控制度等于“2”时，数字控制 器与模拟控制器的控制效果相当。 （ ）9、要使二阶系统输出获得理想动态品质，其闭环幅频满足的条件是()1,A ω=相 频满足的条件是()0o ωΦ=。 （ ）10、A/D 转换器的分辨率与转换精度是一回事，分辨率高，则转换精度也高。 （ ）11、对于斜坡输入信号设计的最小拍无差系统，对于其它输入信号仍然是最小拍无差的。 （ ）12、大林把控制量()u k 以二分之一的采样频率振荡的现象称为“振铃现象”。 （ ）13、最少拍有波纹系统的缺陷之一是输出在采样点上的值与输入不相等。 （ ）14、要实现最少拍无波纹控制，在被控对象()c G s 含有足够积分环节的前提下， ()z Φ还应包含()G z 的单位圆上和单位圆外的零点。 （ ）15、为了实现最少拍无差控制，)(Z e Φ的表达式中需含有()G Z 的全部极点。 二、填空题 1、常用的I/O 控制方式是 ， 、 。 2、微型计算机控制系统中解决中断优先级的办法是 ， ， 。 3、满足实时控制要求的使用条件是 。 4、最短响应时间是 。
山东科技大学2010-2011学年第二学期《计算机控制技术》考试试卷 一、简答题（每题4分，共40分） 1、简述计算机控制的典型形式有几种。 2、简述接口和过程通道的定义。 3、绘制计算机控制系统框图。 4、简要说明PID控制器的P、I、D作用。 5、简述数字滤波方法的种类。 6、简要回答DDC的含义。 7、简单说明模数转换和数模转换的物理意义。 8、简要说明采样定理的物理意义。 9、简要介绍采样保持器的作用，举一个例子。 10、采样周期的选定应注意什么问题？ 二、计算题（每题10分，共10分） 利用后向差分法和双线性变换法将下式进行离散化。并写出差分方程和绘制程序流程图。 三、计算题（每题20分，共20分） 将离散化，求取位置算法和增量算法表达式，并绘制实时性较高的程序编写流程图。 四、计算题（每题10分，共10分） 若加工第一象限OA，起点O（0，0），终点A（11,7）。要求： （1）按逐点比较法插补进行列表计算； （2）做出走步轨迹图，并标明进给方向和参数。 五、设计题 假设ADC0809的端口地址经编译器译码得到为FOH，画出8051与ADC0809的连接器，并写出从IN7路采集信号的程序。 六、计算题（每题10分，共10分） 已知模拟调节器的传递函数，采用数字PID算式实现，试分别写出相应的连续位置型PID和增量型PID算式及其各自的离散化方程。设采用周期T=0.2s。
详细答案 一、 1、计算机控制系统的典型形式: (1)操作指导控制系统。优点：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控 制多个对象。 （2）直接数字控制系统（DDC），实时性好，可靠性高和适应性强。 （3）监督控制系统（SSC），是生产过程始终处于最优工况。 （4）分型控制系统（DCS），分散控制，集中操作，分级管理。 （5）现场总线控制系统（FCS），降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构 2、接口定义：接口是连接通道与计算机的中间设备，经接口联系，通道便于接受微机的控制，使用它可 达到由微机从多个通道中选择特定通道的目的。 过程通道：过程通道是主机与工业生产过程之间信号的传递和转换的连接通道。 4、比例控制作用：对当前时刻的偏差信号e(t)进行放大或衰减，控制作用的强弱取决于比例 系数；特点：它能迅速反应误差，从而减小误差，加快响应速度。 缺点：不能消除静态误差，过大甚至造成系统不稳定。 积分控制作用：通过对误差累积的作用影响控制量，并通过系统的负反馈作用减小偏差； 特点：与e(t)存在全部时段有关，只要有足够的时间,积分控制将能够消除稳态误差。 缺点：不能及时地克服扰动的影响 微分控制作用：反应e(t) 变化的速度，在偏差刚刚出现时产生很大的控制作用，具有超前控制作用； 作用：有助于减小超调和调整时间，改善系统的动态品质; 缺点：不能消除系统的稳态误差。 5、数字滤波方法的种类： 1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法） 优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 缺点：无法抑制那种周期性的干扰平滑度差 2、中位值滤波法 优点：能有效克服因偶然因素引起的波动干扰；对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果缺点：对流量、速度等快速变化的参数不宜 3、算术平均滤波法 优点：适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波。这样信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动 缺点：对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用，比较浪费RAM 4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） 优点：对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，适用于高频振荡的系统 缺点：灵敏度低，对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差，不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差，不适用于脉冲干扰比较严重的场合，比较浪费RAM 5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） 优点：融合了两种滤波法的优点，对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差缺点：测量速度较慢，和算术平均滤波法一样，比较浪费RAM 6、限幅平均滤波法 优点：融合了两种滤波法的优点，对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
第一章 第二章 三、练习题 28. 设12位D/A转换器DAC1210与8031接口电路连接，如图示： (1).说明电路控制原理 (2).设数据存放在DABUFF为首地址的连续两个存储单元，试编写一完成D/A转换的程序。 答：DAC1210是12位的D/A转换器，单片机的数据线接DAC1210的高八位DI4—DI11，数据线的P0.4到P0.7接DAC1210的数据线的低4位DI0---DI3.DAC1210连线接成双缓冲形式。 地址码写高8位数据时译码器Y2有效，则B1/B2=1,写高8位数据，地址是1400H 写低4位数据时译码器Y3有效，则B1/B2=0,写低4位数据，地址是1C00H 将12位数据同时送到12位DA转换电路，译码器Y4有效，地址是2400H 解答（2） MOV R0,#DABUFF ;DABUFF是内存的首地址 MOV A,@R0 ；首地址存放高8位数据 INC R0 MOV DPTR,#1400H MOVX @DPTR,A ；送高8位数据 MOV A,@R0 取低4位数据（高4位是有效数据，低4位为0） MOV DPTR,#1C00H； MOVX @DPTR,A 送低4位数据 MOV DPTR,#2400H MOVX @DPTR,A 打开第二级缓冲，将数据送到DA转换电路。
29.试用DAC0832芯片设计一个能够输出频率为50HZ的脉冲波电路及程序。 1.数据线:单片机（AT89C51)的P0.0-P0.7连接DAC0832的D0-D7 2.地址线:单片机的A8(P2.0) 接CS 片选信号,地址是0FEFFH. 3.控制线:单片机写信号接WR1. 单缓冲控制形式. 2：输出NN个方波的程序。 START: MOV DPTR,#0FEFFH MOV A,#0 MOV R2，#NN
一、]t b 填空题 1.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两个组成部分。 2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。 3.在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。 5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。 6.信号接地方式应采用一点接地方式，而不采用多点接地方式。 7.按极点配置设计的控制器通常有两部分组成，一部分是状态观测器，另一部分是控制规律。 8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。 9.线性表、数组、堆栈和队列的共同特点是要求连续的存储单元来顺序存放数据元素。 10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。 二、名词解释 1.采样过程按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号，变成在时刻0、T、2T、…kT的一连串脉冲输出信号的过程 2.地线”是信号电流流回信号源的地阻抗路径 3.数字程序控制就是计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制 4.数据是描述客观事物的数、字符，以及所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合 5.积分饱和如果执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作 三、选择题（合计15分，每题3分） 1.下列不属于数字控制方式的是（C ） A、点位控制 B、直线控制 C、网格控制 D、轮廓控制 2.8位的A/D转换器分辨率为（ C ） A、0.01587 B、0.007874 C、0.003922 D、0.0009775 3.专家控制系统大致可以分为（D ） ①专家自整定控制②专家自适应控制③专家监督控制④混合型专家控制⑤仿人智能控制 A、①②③⑤ B、②④⑤ C、②③④⑤ D、①③④⑤ 4.一个8位的A/D转换器(量化精度0.1%)，孔径时间3.18μm，如果要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为（B ） A、5Hz B、50Hz C、100Hz D、500Hz 5.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的电压送至ADC0809，ADC0809的输入范围为0~5V，当t=KT时，ADC0809的转换结果为6A，此时炉温为（C ） A、588.98℃ B、288.98℃ C、361.23℃ D、698.73℃ 四、简答题（合计20分，每题5分） 1.什么是干扰，干扰来源，抗干扰措施。 答：就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。外部干扰和内部干扰。硬件措施，软件措施，软硬结合的措施 2.逐点比较法插补原理。 答：所谓逐点比较法插补，就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看这
一、填空题 1.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两个组成部分。 2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。 3.在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。 5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。 8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。 10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。 ------------------------------------------------------------------------------------- 1.计算机系统由和两大部分组成。计算机、生产过程 2.集散控制系统（DCS）的结构模式为：.操作站—控制站—现场仪表 3.变送器输出的信号为或的统一信号。0~10mA、4~20mA 10.采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1、实时的概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时系统必定是在线系统。 2、典型的工业生产过程可分为：连续过程、离散过程、批量过程。 3、计算机控制系统的典型型式：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、综合自动化控制系统。 4、计算机控制系统的发展趋势：控制系统的网络化、智能化、扁平化、综合化。 5、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。 6、在计算机控制系统中，模拟量输入通道的任务是把系统中检测到的模拟信号，变成、二进制数字信号，经接口送往计算机。 7、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用看门狗、电源监控（掉电检测及保护）、复位等方法。 9、香农采样定理：如果模拟信号（包括噪声干扰在内）频谱的最高频率为f max，只要按照采样频率f≥2f max进行采样，那么采样信号y* (t)就能唯一地复观y(t). 10、程序设计通常分为5个步骤，即问题定义、程序设计、编码、调试、改进和再设计。 二、名词解释 信号调理——为了将外部开关量信号输入到计算机、必须将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号，这些功能称为信号调理。 有源I/V变换——主要是利用有源器件运算放大器、电阻来实现将变送器输出的标准电流信号变换成标电压信号。 积分分离——在PID控制中，为了提高控制性能，当偏差e(k)较大时，取消积分作用（采用PD 控制）；当偏差e(k)较小时才将积分作用投入（采用PID控制）。 模糊集合——在人类思维中，有许多模糊的概念，如大、小、冷、热等，都没有明确的内涵和外延的集合。 软件陷阱——就是一条引导指令，强行将捕获的程序引向一个指定的地址，在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。
《模拟电子技术》模拟试题一 一、填空题：（每空1分共40分） 1、PN结正偏时（导通），反偏时（截止），所以PN结具有（单向）导 电性。 2、漂移电流是（温度）电流，它由（少数）载流子形成，其大小与（温 度）有关，而与外加电压（无关）。 3、所谓理想二极管，就是当其正偏时，结电阻为（0 ），等效成一条直线；当其反 偏时，结电阻为（无穷），等效成断开； 4、三极管是（电流）控制元件，场效应管是（电压）控制元件。 5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结（正偏），集电结（反偏）。 6、当温度升高时，晶体三极管集电极电流Ic（变小），发射结压降（不变）。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是（共基）、（共射）、（共集） 放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点，采用（电压并联）负反馈，为了稳 定交流输出电流采用（串联）负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数AF=（1/（1/A+F）），对于深度负反馈放大电路的 放大倍数AF=（ 1/ F ）。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=（）BW，其中BW=（）， （）称为反馈深度。 11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号，称为（）信号， 而加上大小相等、极性相反的两个信号，称为（）信号。 12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的（）失真，而采用（）类互补 功率放大器。 13、OCL电路是（）电源互补功率放大电路； OTL电路是（）电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数（），输入电阻（），输出电阻（） 等特点，所以常用在输入级，输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制（）漂移，也称（）漂移，所以它广泛应用于（） 电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为（），未被调制的高频信号 是运载信息的工具，称为（）。 17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=（），电路符号是（）。 二、选择题（每空2分共30分） 1、稳压二极管是一个可逆击穿二极管，稳压时工作在（）状态，但其两端电压 必须（），它的稳压值Uz才有导通电流，否则处于（）状态。 A、正偏 B、反偏 C、大于 D、小于 E、导通 F、截止 2、用直流电压表测得放大电路中某三极管各极电位分别是2V、6V、2.7V，则三个电 极分别是（），该管是（）型。 A、（ B、 C、E） B、（C、B、E） C、（E、C、B） D、（NPN） E、（PNP） 3、对功率放大器的要求主要是（）、（）、（）。 A、U0高 B、P0大 C、功率大 D、Ri大 E、波形不失真
太原理工大学现代科技学院 数字电路逻辑设计课程 实验报告 专业班级 学 号 姓 名 指导教师 张博 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………… …
太原理工大学现代科技学院
课程设计四路彩灯显示系统 一、设计目的 ⑴熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。 ⑵掌握计数、译码器的工作原理及应用。 ⑶熟悉移位寄存器的工作原理、典型应用和调试方法。 二、设计任务与要求 设计一个4路彩灯控制器，要求： 开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。 ⑴开机后可自动从初始状态按规定程序进行循环演示。 ⑵彩灯花形又3个节拍组成。 第一节拍：逐次渐亮，灯亮时间1S，共用4S。 第二节拍；4路彩灯按逆序渐灭，也需4S。 第三节拍；4路彩灯同时亮0.5S，然后同时变暗0.5S，要进行4次，所需时间也为4S，3个节拍完成一个循环。 ⑶彩灯用发光二级管（LED）模拟。 三、设计仪器与器件 ⑴数字电路实验箱。 ⑵器件：74LS04、74LS08、74LS10、74LS32(两片)、74LS161、74LS194
分析以上设计任务，该控制系统完成如图1所示的控制流程，系统结构框图如图2所示。 图1：四路彩灯控制流程图 图2：四路彩灯控制系统结构框图
（1）74LS161的功能表 74LS194的功能表
（2）根据电路图 根据74LS161的功能表310Q Q Q LD ??= 所以只要1=LD ，则芯片一直运行记数功能，132M Q Q =+，10M M = ，所以01=M 时，10=M 实现右移，10=Q 当11=M 时，00=M ，实现左移，03=Q 设161的输出分别为，0Q 1Q 2Q 3Q ，194的输出分别为A Q B Q C Q D Q 输出：n n A n A Q CP Q Q 31?↑+=+，n n B n B Q CP Q Q 3 1?↑+=+ n n C n C Q CP Q Q 31?↑+=+，n n D n D Q CP Q Q 3 1?↑+=+ 3Q 为1时，与CP 脉冲经过与门，随着CP 脉冲的变换，与门输出结果发生变 换，8种情况，即明暗各变换4次。 （3）根据以上分析，得到状态转移图
一、填空：（每空１分，共３０分） １、计算机基本的五个组成部分是、、、和。 ２、工业控制计算机的各类有工业控制机、工业控制机和。 ３、计算机内，数的表示方法有数、数和数三种。 ４、单片机可以分为单片机和单片机两种机型。 ５、单片机在开发系统时，可以使用语言、语言和语言。 ６、ＭＣＳ－５１系列单片机中共有七种寻址方式，分别是寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址。 ７、在汇编语言中，分支语句是通过语句来实现的。 ８、循环语句是指按某种规律重复执行的程序语句。 ９、在执行完子程序，返回继续执行生程序前恢复其原有内容，这称为。 １０、一个完整的中断处理有中断、中断、中断和中断。 二、选择：（每题２分，共２０分） １、一个完整的计算机系统是由和软件两部分组成的。 Ａ主机Ｂ硬件Ｃ程序Ｄ外设 ２、计算机内部一律采用进制数存储数据。 Ａ十Ｂ八Ｃ二Ｄ十六 ３、伪指令是程序员发给汇编程序的指令，也称命令。 Ａ二进制Ｂ汇编Ｃ高级Ｄ人工命令 ４、顺序控制就是依次执行、无分支、无循环和调用。 Ａ从上到下Ｂ从下到上Ｃ从里到外Ｄ从外到里 ５、有条件跳转语句可以分为语句和多分支语句。 Ａ跳转语句Ｂ单分支语句Ｃ顺序语句Ｄ转移语句 ６、ＣＰＵ和外部通信有通信和串行通信。 Ａ并行Ｂ异步Ｃ同步Ｄ位传送 ７、总线按功能和规范分为总线、内总线和外总线。 Ａ数据Ｂ地址Ｃ片Ｄ控制 ８、地址总线的宽度为位。 Ａ８Ｂ４Ｃ３２Ｄ１６ ９、５１系列单片机内部４个双向的并行Ｉ/Ｏ端口，共根引脚。 Ａ３２Ｂ１６Ｃ８Ｄ６４ １０、两个字长的二进制位数是。 Ａ８Ｂ１６Ｃ３２Ｄ６４ 三、名词解释：（每题４分，共２０分） １、微处理器： ２、工业控制计算机（ＩＰＣ）：
《微机控制技术》复习题B 一、选择题 1. 防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是。 A．可以用硬件电路或软件程序实现B．只能用滤波电路或双稳态电路实现 C．只能用软件程序实现D．只能用延时程序实现 2. LCD显示的关键技术是解决驱动问题，正确的作法是。 A．采用固定的交流电压驱动 B．采用直流电压驱动 C．采用交变电压驱动 D．采用固定的交变电压驱动 3. 小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是 A．改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向 B．改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向 C．在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向 D．在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向 4. 在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能。 A．采用增量型PID调节B．采用带死区的PID调节 C．采用PI调节D．采用I D调节5. 若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统，使最高位发光其余位不发光的报警模型是。 A．1000B B．0001B C．1111B D．0000B 6. 关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的说法是。 A. EOC呈高电平，说明转换已经结束 B. EOC呈高电平，可以向CPU申请中断 C. EOC呈高电平，表明数据输出锁存器已被选通 D. EOC呈低电平，处于转换过程中 7. 采样/保持器的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V,输出端为。 A．从2.3V变至2.6V B．从2.3V变至2.45V并维持不变 C．维持在2.3V D．快速升至2.6V并维持不变 8. 计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是 A．接收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植并提供给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 9. 键盘锁定技术可以通过实现。 A．设置标志位B．控制键值锁存器的选通信号 C．A和B都 D．定时读键值 10．引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中,不正确的是。 A．偏差的正、负决定调节作用的方向 B．偏差的大、小决定调节作用的强、弱 C．偏差为零，调节作用为零 D．偏差太大，调节失效 二、填空题 1．DDC系统的最大优点是______________________________。 2．采样/保持器有两种工作方式。在采样方式中，采样-保持器的输出__________________ 。在保持状态时，采样-保持器的输出_________________________。 3．在PID控制系统中， I的作用主要是_____________，它一般不单独使用的原因是 ______________。
计算机控制系统课程设 计 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
课程设计报告学生姓名:学号： 学院:自动化工程学院 班级: 题目:计算机控制系统
1 题目背景与意义 设计背景 在自动控制系统的实际工程中，经常需要检测被测对象的一些物理参数，如温度、流量、压力、速度等，这些参数都是模拟信号的形式。它们要由传感器转换成电压信号，再经A/D转换器变换成计算机能够处理的信号。同样，计算机控制外设，如电动调节阀、模拟调速系统时，就需要将计算机输出的数字信号经过D/A转换器变换成外设能接受的模拟信号。本次《计算机控制系统》课程设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及单片机A/D和D/A多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、等方面的知识进一步加深认识，同时在系统设计、软件编程、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。帮助同学们增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，从而更好的掌握单片机的内部功能模块的应用以及A/D和D/A功能的实现。使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。 设计意义 通过设计此测控装置，加深对控制系统的理解，达到活学活用的目的。理论结合实践，锻炼综合运用能力。 2 设计题目介绍
设计题目 设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。标准电压/电流信号此处定为：0～5V/4～20mA 设计要求 基本要求 设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。 1. 基本要求： 1) 充分理解题目要求，确定方案。 2) 合理选择器件型号。 3) 用1号图纸1张或者采用Protel软件画出电原理图。 4) 用1号图纸1张画出软件结构框图。 5) 写出设计报告，对课程设计成品的功能进行介绍及主要部分进行分析与说明。 6) 每天写出工作日记。 2. 发挥部分： 1) 可将系统扩展为多路。可在此系统中扩展键盘、显示（LCD/LED）、
微机控制技术第三章、第四 章练习题答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
微机控制技术第三章、第四章练习题答案 第三章 3-1选择题 1、MOVX A,@DPTR指令中源操作数的寻址方式是（B） （A）寄存器寻址（B）寄存器间接寻址（C）直接寻址（D）立即寻址 2．ORG 0003H LJMP 2000H ORG 000BH LJMP 3000H 当CPU响应外部中断0后，PC的值是（B） （A）0003H （B）2000H （C）000BH （D）3000H 3．执行PUSH ACC指令，MCS-51完成的操作是（A） （A）SP+1 SP （ACC）（SP）（B）（ACC）（SP）SP-1 SP （B）（C）SP-1 SP （ACC） (SP) （D）（ACC）（SP）SP+1 SP 4、LCALL指令操作码地址是2000H，执行完相子程序返回指令后，PC= （D） （C）2000H （B）2001H （C）2002H （D）2003H 5、51执行完MOV A，#08H后，PSW的一位被置位（D） （A）（A）C （B）F0 （C）OV （D）P 6、下面条指令将MCS-51的工作寄存器置成3区（B） （A）MOV PSW，#13H （B）MOV PSW，#18H （B）SETB PSW.4 CLR PSW.3 (d) SETB PSW.3 CLR PSW.4 7、执行MOVX A，DPTR指令时，MCS-51产生的控制信号是（C） （D）/PSEN （B）ALE （C）/RD （D）/WR 8、MOV C，#00H的寻址方式是（A） （A）位寻址（B）直接寻址（C）立即寻址（D）寄存器寻址 9、ORG 0000H
微机原理与接口技术课程设计 设计题目：洗衣机控制系统设计 设计者: 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号:
一课程设计的意义 1.1 洗衣机的发展状况概述 1．洗衣机的发展史 洗衣服是每个家庭都无法逃避的家庭劳动。洗衣机的出现给人们的生活带来了相当大的方便，它的普及大大降低了大多数家庭的体力劳作。 1858年，美国人汉密尔顿·史密斯制成了第一台洗衣机。1874年，美国人比尔·布莱克斯发明了第一台人工搅动式洗衣机，使得“手洗时代”受到了挑战。1910年美国人研制出了第一台电动式洗衣机。1922年美国玛塔依格公司生产出了第一台搅拌式洗衣机。1932年美德克斯航空公司研制成功了第一台前装式滚筒式洗衣机，这台机衣机能够使洗涤、漂洗、脱水三个步骤在同一个滚中操作。与此同时，世界各地也相继出现了洗衣机。洗衣机工业快速迅猛地发展起来。 1937年第一台自动洗衣机问世。1955年日本研制出波轮式洗衣机。60年代日本出现了半自动洗衣机。70年代生产出了波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期以电脑控制的全自动洗衣机在日本问世。80年代“模糊控制”开始应用于洗衣机中，使得洗衣机能够通过模糊控制使洗衣机操作更加简单，实现智能化。近半个多世纪里，在工业发达国家，全自动洗衣机技术得到广范的应用，其年总产量及社会普及率均以达到相当高的水平。 2．我国洗衣机的发展现状 洗衣机在中国起步较晚，1978年才开始正式生产家用洗衣机。随着改革开放的不断深入，经济的持续增长，人民生活水平的普遍提高，人们对于洗衣机的认识也在不断发展，进入80年代后，中国洗衣机行业一直保持着旺盛的发展形
势。目前，洗衣机在我国城市甚至广大农村已得到大范围的普及。中国洗衣机市场正处于快速更新换代阶段，市场潜力巨大，随着家用电器的自动化、智能化发展，人们对于洗衣机的期望也越来越高。1983年，中国洗衣机产量由1978年的400台增至365万台。此后全国各处都大规模的引进国外先进洗衣机技术。中国的洗衣机发展突飞猛进，先进技术的引进、吸收和创新，极大地促进了中国洗衣机的生产能力和产业质量。经过三十年的发展，我国的洗衣机年产量已位于世界第一，将近为世界总年产量的四分之一。 1.2课程设计的意义 课程设计进一步锻炼同学们在微机原理应用方面的实际工作能力。计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧密联系实际：掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。学会面对一个实际问题，如何去自己收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地去分析和解决前进道路上的问题。《微机原理与接口技术》课程是我们电气工程及其自动化专业本科生必修的一门技术基础课程。通过该课程的学习使学生对微机系统有一个全面的了解、掌握常规芯片的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法。
计算机控制技术试卷B 一、填空题（每空2分，共10空，总共20 分）。 1．常用的AD转换方法有：计数法、双积分法，逐次逼近法。 2. 常用的AD转换的启动信号有脉冲方式和电平方式方式。 3. 8051单片机IO接口编码方式为统一编址，INTEL8088的IO编码方式为独立编址。 4. I/O通道的干扰类型包括：串模干扰和共模干扰。 5. 大林算法的设计原则是以大林算法为模型的数字控制器，使闭环系统的特性为时间滞后的一阶惯性环节，且滞后时间与被控对象的滞后时间相同。 二、选择题（每小题 2 分，共10题，总共20 分）。 1.防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是（ A ）。 A．可以用硬件电路或软件程序实现 B．只能用滤波电路或双稳态电路实现 C．只能用软件程序实现 D．只能用延时程序实现 2. LCD显示的关键技术是解决驱动问题，正确的作法是（D）。 A．采用固定的交流电压驱动 B．采用直流电压驱动3. 小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是（B） A．改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向 B．改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向 C．在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向 D．在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向 4.在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（D ）。 A．采用增量型PID调节 B．采用带死区的PID调节 C．采用PI调节 D．采用I D调节 5. 若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统，使最高位发光其余位不发光的报警模型是（ A ）。 A．1000B B．0001B C．1111B D．0000B 6. 关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的说法是（ D ）。 A. EOC呈高电平，说明转换已经结束 B. EOC呈高电平，可以向CPU申请中断 C. EOC呈高电平，表明数据输出锁存器已被选通 D. EOC呈低电平，处于转换过程中 7. 采样/保持器的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V,输出端为（A）。 A．从2.3V变至2.6V B．从2.3V变至2.45V并维持不变 C．维持在2.3V D．快速升至2.6V并维持不变 8. 计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（ B ） A．接收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植并提供给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
第一章计算机控制系统概述 1、计算机控制系统的概念是什么？ 计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。 2、计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。 3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些？ 稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性 4、计算机控制系统的主要特点有哪些？ 各项连续控制系统计算机控制系统 信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有 控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现 控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制 控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路 功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能 自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化 5、计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？ 一、按控制系统的功能及结构特点分类 ①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④计算机分级控制
⑤集散控制系统 DCS ⑥现场总线控制系统FCS 二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID 控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制 第二章 离散控制系统及Z 变换分析法 1、计算机控制系统的信号形式有哪些？ 连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT) 2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的？ 一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。则采样角频率只有满足下面的关系： ωs ≥2ωmax 采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。否则不能从f *(t)中恢复f(t)。其中，ωmax 是最高角频率，ωs 是采样角频率。它与采样频率fs 、采样周期T 的关系为： 3、简述信号的恢复过程。零阶保持器的作用是什么？其传递函数形式是什么？ 零阶保持器作用：将前一个采样时刻的采样值f(kT)恒定地保持到下一个采样时刻(k+1)T 。也就是说在区间[ kT ，(k+1)T ]内零价保持器的输出为常数。 零阶保持器的传递函数 设零阶保持器在(t)作用下的脉冲响应h(t)，而h(t)又可以看成单位阶跃函数1(t)与1(t-T)的迭加即：h(t)=1(t)-1(t-T)。 取拉氏变换，得零阶保持器的传递函数: 4、掌握常用信号的Z 变换 T f s s ππω22= =1()Ts e H s s --=