计算机控制系统(大作业) (2)
- 格式:doc
- 大小:95.50 KB
- 文档页数:3
江苏理工学院计算机控制系统考试试卷及参考答案2一、单项选择题(5’)1.假如在一个数据采集系统中,被采集的信号的最大输出是5V,最小输出信号是5mV,则所选A/D转换器的尾数至少为___。
A、8B、10C、12D、4答案:B2.在计算机控制系统里,通常当采样周期T减少时,由于字长有限所引起的量化误差将___。
A、增大B、减小C、不变D、不一定答案:A3.当线性离散系统的闭环极点位于Z平面的单位园内的左半平面时,系统的输出响应是___。
A、振荡衰减B、单调衰减C、振荡发散D、单调发散答案:A4.电机控制意味着对其转向和转速的控制,微型机控制系统的作法是通过___实现的。
A.改变定子的通电方向和通电占空比B.改变转子的通电方向和通电占空比C.改变定子的通电电压幅值D.改变转子的通电电压幅值答案:B5.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是___。
A. 0.3伏以下B. 0.7伏以上C. -3伏以下D. +3伏以上答案:C6.步进电机的控制脉冲的电压一般是___。
A、DC24VB、DC12VC、DC5VD、AC220V答案:C7.步进电机旋转角度与___有关。
A、脉冲数量B、脉冲频率C、电压D、脉冲占空比答案:A8.步进电机方向控制靠___信号。
A、开关量信号B、模拟量信号C、继电器换向D、接触器换向答案:A9.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.光电隔离器答案:A10.在一定的步进电机细分下,旋转角度和___有关。
A、频率B、脉冲数C、脉冲电压D、脉冲占空比答案:B11.电磁兼容性英文缩写___。
A、MACB、EMCC、CMED、AMC答案:B12.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入___器件完成控制量的切换工作。
A.锁存器锁B.多路开关C.A/D转换器转换D. 反多路开关答案:D13.热继电器在电路中做电动机的___保护。
《计算机控制技术》复习大作业及参考答案一、选择题(共20 题)1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经( A )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2.若系统欲将一个D/A 转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入(D )器件完成控制量的切换工作。
A.锁存器锁存B .多路开关C.A/D 转换器转换 D .反多路开关3.某控制系统中,希望快速采样,保持器的保持电容CHEW (A )0A.比较小 B .比较大 C .取零值 D .取负值4.在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至(B )。
A.阳极 B .阴极C.阴极或阳极D .先送阴极再送阳极5.电机控制意味着对其转向和转速的控制,微型机控制系统的作法是通过(B )实现的。
A.改变定子的通电方向和通电占空比B.改变转子的通电方向和通电占空比C.改变定子的通电电压幅值D.改变转子的通电电压幅值6.计算机监督系统(SCC中,SCC^算机的彳^用是(B )A.接收测量值和管理命令并提供给DD计算机B.按照一定的数学模型计算给定植并提供给DD计算机C.当DDC#算机出现故障时,SCC^算机也无法工作D. SCC^算机与控制无关7.键盘锁定技术可以通过( C )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都行D.定时读键值8.RS-232-C 串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是(C )。
A.0.3 伏以下 B .0.7 伏以上C.-3 伏以下 D .+3伏以上9.在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号,(D )提高信/躁比。
A.只能通过模拟滤波电路B.只能通过数字滤波程序C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路10.步进电机常被用于准确定位系统,在下列说法中错误的是( B )。
A.步进电机可以直接接受数字量B.步进电机可以直接接受模拟量C.步进电机可实现转角和直线定位D.步进电机可实现顺时针、逆时针转动11.在实际应用中,PID调节可根据实际情况调整结构,但不能(D )。
计算机控制系统课后答案1. 概述计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统,它采用计算机硬件和软件的协同作用,对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的任务。
本文将回答计算机控制系统课后习题,以帮助读者加深对该课程的理解。
2. 习题答案2.1 什么是计算机控制系统?计算机控制系统是指利用计算机硬件和软件的协同作用,对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的系统。
其核心是计算机的控制程序,通过对输入信号的处理和对输出信号的控制,实现对被控对象的精准控制。
2.2 计算机控制系统的组成计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成:•输入设备:用于采集被控对象的状态信息,将其转化为数字信号输入到计算机中。
•输出设备:将计算机产生的控制信号转化为可被被控对象接受的信号。
•中央处理单元(CPU):负责执行控制程序,对输入信号进行处理和判断,并产生相应的控制信号。
•存储器:用于存储控制程序和控制数据。
•总线:用于传输控制信号和数据,连接CPU、存储器和输入输出设备。
2.3 计算机控制系统的特点•精确性:计算机控制系统能够对被控对象进行精确的控制,实时调整控制参数,确保控制过程的稳定性和准确性。
•灵活性:通过编写不同的控制程序,可以实现对不同对象的控制,具有很高的灵活性。
•可靠性:计算机控制系统具有自主诊断和故障处理能力,当出现故障时,能够自动检测、定位和修复错误,提高了系统的可靠性。
•扩展性:计算机控制系统可以根据需要增加或替换硬件设备,增加系统的功能和性能。
•可维护性:计算机控制系统通常使用模块化设计,方便对系统进行维护和升级。
2.4 计算机控制系统的应用领域计算机控制系统广泛应用于工业自动化领域,例如:•工业生产线控制:计算机控制系统可以对生产线上的各个环节进行监控和控制,提高生产效率和产品质量。
•交通信号控制:计算机控制系统可以对交通信号灯进行精确控制,实现交通流量的调度和优化。
•智能家居系统:计算机控制系统可以对家庭设备进行智能控制,实现远程操控和自动化管理。
计算机控制系统课后答案1. 介绍本文是针对计算机控制系统课后作业的答案汇总。
在课程中涉及到的问题和概念将会一一解答和说明,帮助读者更好地理解和掌握计算机控制系统。
2. 问题解答2.1 列举计算机控制系统的应用领域。
计算机控制系统广泛应用于以下领域:- 工业自动化控制:用于控制工业生产线上的各种设备和工艺过程。
- 交通运输系统:包括地铁、公交、航空、航天等领域的运输工具的控制。
- 农业自动化:应用于农业机械和设备的控制,提高农业生产效率。
- 医疗设备控制:用于医疗设备的自动控制和监测。
- 建筑智能化:用于建筑内部的照明、供暖、空调等控制系统。
- 安防、监控系统:包括视频监控、入侵报警等各种安全系统的控制。
2.2 计算机控制系统的组成结构是什么?计算机控制系统的基本组成结构包括: - 传感器:用于将被控制对象的状态转换为电信号,并输入到控制系统中。
- 执行器:根据控制系统的指令,执行相应的动作,控制被控制对象。
- 控制器:对传感器采集到的数据进行处理和分析,并产生相应的控制指令。
- 通信网络:用于传输控制指令和传感器数据的通信网络。
- 计算机:负责控制器的运行和算法的执行,对控制系统进行监控和管理。
2.3 什么是开环控制系统和闭环控制系统?它们的区别是什么?开环控制系统是指控制器只根据预先设置的控制指令,对被控制对象进行控制,而不对被控制对象的输出进行测量和反馈。
因此,开环控制系统的控制效果受到外界扰动和被控制对象本身性能变化的影响。
闭环控制系统是指控制器在对被控制对象进行控制的同时,通过测量被控制对象的输出信号,并与设定值进行比较,产生反馈信号进行控制调节。
闭环控制系统能够根据被控制对象实际输出的变化来调整控制指令,使控制效果更加稳定和准确。
区别: - 开环控制系统没有反馈环路,只根据预先设置的控制指令对被控制对象进行控制;闭环控制系统设有反馈环路,通过测量被控制对象的输出进行调节。
4.设计题(1)解:电路原理图如下图所示:程序清单如下:MOV DPTR,#7FFFH ;8255A初始化,方式0MOV A,#98H ;PC3~PC0输出方式,PC7~PC4输入方式MOVX @DPTR,AKEY1:ACALL KS1JNZ LK1NI:ACALL DL6ms ;调用延时子程序,延时6msAJMP KEY1LK1:ACALL DL6ms ;延时12msACALL DL6msACALL KS1JNZ LK2ACALL DL6msAJMP KEY1LK2:MOV R2,#FEH ;扫描模式→R2(按列逐列扫描)MOV R4,#00H ;R4为列计数器LK4:MOV DPTR,#7FFEH ;扫描模式→8255A的PC口MOV A,R2MOVX @DPTR,AMOVX A,@DPTR ;读8255A的PC口JB ACC.7,LONE ;转判1行,ACC.7=1,说明0行无键闭合MOV A,#00H ;0行有键闭合,首键号0→AAJMP LKPLONE: JB ACC.6,LTWO ;转判2行MOV A,#04H ;1行有键闭合,首键号4→AAJMP LKPLTWO: JB ACC.5,LTHR ;转判3行MOV A,#08H ;2行有键闭合,首键号8→AAJMP LKPLTHR:JB ACC.4,NEXT ;转判下一列,MOV A,#0CH ;3行有键闭合,首键号12→ALKP:ADD A,R4 ;求键号=列号+行首键号PUSH ACC ;键号进栈保护LK3:ACALL DL6ms ;判断键释放否ACALL KS1JNZ LK3 ;A=0,说明键释放POP ACC ;键号→ACJNE A,#09H,COM ;AJMP DIGPRO ;等于9,转数字键处理COM:JNC FUNPRO ;大于9,转功能键处理AJMP DIGPRO ;小于9,转数字键处理RETNEXT: INC R4 ;列计数器加1MOV A,R2 ;判断是否扫描到最后一列JNB ACC.3,KND ;若ACC.3=0,说明已经到最后一列RL A ;扫描模式左移一位,准备扫描下一列MOV R2,AAJMP LK4KND:AJMP KEY1KS1:MOV DPTR,##7FFEH ;全“0”→扫描口PC口MOV A,#00HMOVX @DPTR,AMOVX A,@DPTR ;读PC7~PC4状态CPL AANL A,#0F0HRETDL6ms:MOV R5,#0CHDL1:MOV R6,#0FFHDL2:DJNZ R6,DL2DJNZ R5,DL1RET(2)ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP LK1ORG 0300HMAIN: MOV DPTR,#7FFFH ;8255A初始化,方式0MOV A,#98H ;PC3~PC0输出方式,PC7~PC4输入方式MOVX @DPTR,A…LK1:ACALL DL6ms ;延时12msACALL DL6msACALL KS1JNZ LK2AJMP KNDLK2:MOV R2,#FEH ;扫描模式→R2(按列逐列扫描)MOV R4,#00H ;R4为列计数器LK4:MOV DPTR,#7FFEH ;扫描模式→8255A的PC口MOV A,R2MOVX @DPTR,AMOVX A,@DPTR ;读8255A的PC口JB ACC.7,LONE ;转判1行,ACC.7=1,说明0行无键闭合MOV A,#00H ;0行有键闭合,首键号0→AAJMP LKPLONE: JB ACC.6,LTWO ;转判2行MOV A,#04H ;1行有键闭合,首键号4→AAJMP LKPLTWO: JB ACC.5,LTHR ;转判3行MOV A,#08H ;2行有键闭合,首键号8→AAJMP LKPLTHR:JB ACC.4,NEXT ;转判下一列,MOV A,#0CH ;3行有键闭合,首键号12→ALKP:ADD A,R4 ;求键号=列号+行首键号PUSH ACC ;键号进栈保护LK3:ACALL DL6ms ;判断键释放否ACALL KS1JNZ LK3 ;A=0,说明键释放POP ACC ;键号→ACJNE A,#09H,COM ;AJMP DIGPRO ;等于9,转数字键处理COM:JNC FUNPRO ;大于9,转功能键处理AJMP DIGPRO ;小于9,转数字键处理RETNEXT: INC R4 ;列计数器加1MOV A,R2 ;判断是否扫描到最后一列JNB ACC.3,KND ;若ACC.3=0,说明已经到最后一列RL A ;扫描模式左移一位,准备扫描下一列MOV R2,AAJMP LK4 KND : RETIKS1: MOV DPTR ,##7FFEH ;全“0” →扫描口PC 口 MOV A ,#00H MOVX @DPTR ,AMOVX A ,@DPTR ;读PC7~PC4状态 CPL AANL A ,#0F0H RETDL6ms :MOV R5,#0CH DL1: MOV R6,#0FFH DL2: DJNZ R6,DL2DJNZ R5,DL1 RET(3) 设计思路:设置一个标志模型单元,比如20H 单元,令20H.3、20H.2、20H.1和20H.0分别为四位数据的标志位,如果该位为0,且不显示,则对应的标志位置1,在取数据前将该单元清0。
第二章作业(用C51实现)1.如下图,利用开关K 实现显示从0-9递增,每按一次显示加1,加到10时返回到0显示,周而复始循环。
#include<reg51.h>char i;code char tab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4F,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};void int(void)interrupt 2{i++if (i<10)P1=tab[i];else {i=0;P1=0x3f;}}main(){i=0;EA=1;EX1=1;IT1=1;P1=0x3f;while(1);}2.设系统时钟频率为12MHz ,利用定时器中断实现1)P1.1输出周期为1s 的方波;2)P1.0输出周期为2s ,占空比为20%的脉冲信号。
以上要求可以在一个程序中实现,也可以在两个程序中实现。
解:#include<reg51.h>sbit P1_0=Pl^0;sbit P1_1=P1^1;int a;int b;+5V8751INT0P1.7void int(void)interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;a++;b++;}void main(void){a=0;b=0;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TFO=O;TRO=1;EA=1;ETO=1;while(l){if(a==10){Pl 1=^P11;a=0;}if(b==8)Pl_0=0;else if(b==40){P1_0=1;b=0;}}}3.如下图,利用外部中断INT0实现:首先通过P1.7口点亮发光二极管,然后外部输入一脉冲串,则发光二极管亮、暗交替。
解:#include<reg51.h>sbit P1_7=P1^7;void int(void)interrupt 0{P1_7=!P1.7;}void main(void){P1_7=0;EA=1;EX0=1;ITO=1;while(l);}4.如下图,用51单片机的串行口外接并入串出芯片CD4014扩展并行输入口,当开关S 闭合时读入开关组S0-S7的信息。
《计算机控制系统》课程复习题答案一、知识点:计算机控制系统的基本概念。
具体为了解计算机控制系统与生产自动化的关系;掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性;理解计算机控制系统的分类和发展趋势。
回答题:1.画出典型计算机控制系统的基本框图;答:典型计算机控制系统的基本框图如下:2.简述计算机控制系统的一般控制过程;答:(1) 数据采集及处理,即对被控对象的被控参数进行实时检测,并输给计算机进行处理;(2) 实时控制,即按已设计的控制规律计算出控制量,实时向执行器发出控制信号。
3.简述计算机控制系统的组成;答:计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成,计算机系统又由硬件和软件组成。
4.简述计算机控制系统的特点;答:计算机控制系统与连续控制系统相比,具有以下特点:⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
⑵计算机控制系统修改控制规律,只需修改程序,一般不对硬件电路进行改动,因此具有很大的灵活性和适应性。
⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
⑷计算机控制系统并不是连续控制的,而是离散控制的。
⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式,同时控制多个回路。
⑹采用计算机控制,便于实现控制与管理一体化。
5.简述计算机控制系统的类型。
答:(1)操作指导控制系统;(2)直接数字控制系统;(3)监督计算机控制系统(4)分级计算机控制系统二、知识点:计算机控制系统的硬件基础。
具体为了解计算机控制系统的过程通道与接口;掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用,掌握输入/输出接口电路:并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法,能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。
回答题:1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。
2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。
答:W78系列,如W7805、7812、7824等;W79系列,如W7805、7812、7824等4.使用光电隔离器件时,如何做到器件两侧的电气被彻底隔离?答:光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。
《计算机控制系统》(书号:978-7-111-34304-2)习题解答第2章习题2.11解:利用w 域内的劳斯判据,令11-+=ωωz ,代人特征方程得: 08.0)11(36.0)11()11(2.0)11()(234=+-++-++-++-+=ωωωωωωωωωD024.212.18.848.036.3)(234=++++=ωωωωωD列劳斯表:所以系统不稳定2.12解:])12.0(1[)]()([)(+-==-s s K seZ s G s G Z z G Tsh0)56()51)(54(5)(55552=+-+-+-+=----TTTTeKeK z e eK z z D当K =5时,097.03)(2=++=z z z D由朱利判据和w 域的劳斯判据,可知系统不稳定。
令11-+=ωωz ,代人特征方程0)56()11)(51)(54()11(5)(55552=+-+-+-+-+-+=----eKeK eeK z D ωωωω列劳斯表,可得使系统稳定的K 的取值范围为304.30<<K2.15解:))(1()1.11()9.0(])1(11[)]()([)(1.01.01.01.0-------+-=+-==ez z e z es s seZ s G s G Z z G sh0)()1(lim 1.0)()1(lim )(lim 2111=-==-=∞==→→→z G z K z G z K z G Kz a z v z p1)(==∞vK RT e第4章习题4.1答:为使系统输出无纹波,是以增加调节时间为代价的。
例如对于单位阶跃输入,无纹被系统2拍达到稳态,而有纹波系统一拍就能跟上输入。
4.3答:4.4答:采用惯性因子法后,系统已不可能在有限个采样周期内准确到达稳态,而只能渐近地趋于稳态,但系统对输入类型的敏感程度却因此降低了。
4.5答:大林算法的设计目标为:设计数字控制器使系统的闭环传递函数为具有纯滞后的一阶惯性环节,并使其滞后等于被控对象的滞后,即4.6答:振铃幅度RA (Ringing Amplitude )定义为数字控制器在单位阶跃输入作用下,第0拍输出幅度与第1拍输出幅度之差,即RA =u (0)-u (1)振铃现象的消除:参数选择法:合理T 0和T ,最大程度地抑制振铃。
一问答题 (共6题,总分值60)
1. 根据采样过程的特点,可以将采样分为哪几种类型?(10 分)
答:根据采样过程的特点,可以将采样分为以下几种类型。
(1) 周期采样指相邻
两次采样的时间间隔相等,也称为普通采样。
(2) 同步采样如果一个系统中有多个
采样开关,它们的采样周期相同且同时进行采样,则称为同步采样。
(3) 非同步采样
如果一个系统中有多个采样开关,它们的采样周期相同但不同时开闭,则称为非同步
采样。
(4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关,每个采样开关都是周期采样
的,但它们的采样周期不相同,则称多速采样。
(5) 随机采样若相邻两次采样的时
间间隔不相等,则称为随机采样。
2. 简述线性定常离散系统的能控性定义。
(10 分)
答:若对某个初始状态X(0),存在控制作用序列{u(0),u(1),…,u(n-1)},使系统在第n步上达到到原点,即X(n)=0,则称状态X(0)能控。
3. 简述积分调节的作用(10 分)
4. 简述现场总线控制系统的基本组成。
(10 分)
答:现场总线控制系统的基本组成主要表现在6个方面:
1、现场通信网络
2、现场设备互联
3、互操作性
4、分散功能快
5、通信线供电
6、开放式互联网络
5. 等效离散化设计方法存在哪些缺陷?(10 分)
答:等效离散化设计方法存在以下缺陷:
(1) 必须以采样周期足够小为前提。
在许多实际系统中难以满足这一要求。
(2) 没有反映采样点之间的性能。
特别是当采样周期过大,除有可能造成控制系统不稳定外,还使系统长时间处于“开环”、失控状态。
因此,系统的调节品质变坏。
(3) 等效离散化设计所构造的计算机控制系统,其性能指标只能接近于原连续系统(只有当采样周期T=0时,计算机控制系统才能完全等同于连续系统),而不可能超过它。
因此,这种方法也被称为近似设计。
6. 列举三种以上电源抗扰措施。
(10 分)
答:(1)采用交流稳压器。
当电网电压波动范围较大时,应使用交流稳压器。
若采用磁饱和式交流稳压器,对来自电源的噪声干扰也有很好的抑制作用。
(2)电源滤波器。
交流电源引线上的滤波器可以抑制输入端的瞬态干扰。
直流电源的输出也接入电容滤波器,以使输出电压的纹波限制在一定范围内,并能抑制数字信号产生的脉冲干扰。
(3)在要求供电质量很高的特殊情况下,可以采用发电机组或逆变器供电,如采用在线式UPS不间断电源供电。
(4)电源变压器采取屏蔽措施。
利用几毫米厚的高导磁材料(如坡莫合金)将变压器严密的屏蔽起来,以减小漏磁通的影响。
二计算题 (共2题,总分值40)
1. 写出从坐标原点出发的任意象限直线的逐点比较法插补的程序框图。
(20 分)
2. 已知某连续控制器的传递函数为
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D(z),其中T=1s。
(20 分)。