计算机控制技术试卷(样卷)答案

计算机控制技术试卷1.简答题（30分）（1）计算机与外设交换数据的种类及传送方式?（6分）（2）什么叫输入/输出通道?它是由哪些部分组成的？（6分）（3）一个典型的顺序控制系统由哪几部分组成?（7分）（4）试比较逐点比较法和数字积分法的优缺点？（6分）（5）什么叫积分饱和现象？应如何防止?（5分） 2.设计题（20分）（1）针对一个8位数据总线、16位地址总线的CPU ，使用8205地址译码器扩展16个I/O 接口与24K 存储器,图示并写地址范围。

（10分）(2) 有一个8位满量程10V 的逐次逼近A/D 转换器，若从输入端接入3.2V 的模拟电压，试用列表与图示的方法表示转换的过程。

（10分） 3．插补题（30分）（1）设加工第一象限逆圆弧AB ，已知起点A （6、0），终点B （0、6）。

试用逐点比较法圆弧插补计算并作出走步轨迹图。

（15分）1O 7O（2）已知第一象限直线OA，起点O(0、0)，终点A(6、7)。

试用数字积分器插补法实现这条直线并做出走步轨迹图（累加器位数n=4）。

（15分）4．分析题（20分）（1）炉温DDC系统的结构图如图1所示。

温度信号经热电偶变成毫伏级的电压信号后，经温度变送器放大并转换成电流信号，再经电阻网络转换成电压信号送入A/D转换器；单片机构成的数字控制器的输出送D/A转换器转化成模拟电压，经功率放大器放大后送到晶闸管调压器，触发晶闸管并改变其导通角的大小，从而控制电阻炉的加温电压。

结合该系统说明此计算机控制系统设计的步骤。

（10分）图1 炉温DDC系统结构图（2）论述计算机控制系统中电磁干扰的种类以及抗干扰的措施。

（10分）答案1.简答题（30分）（1）计算机与外设交换数据的种类:数字量（1分）、模拟量（1分）和开关量（1分）。

传送方式有三种：①程序查询方式（1分）；②中断控制方式（1分）；③直接存贮器存取(DMA)方式（1分）。

（2）在微型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称为输入输出通道（2分）。

西安交通大学现代远程教育考试卷课 程：计算机控制技术专业班号 考试日期 年 月 日 姓 名 学号 期中 期末注：所有答题都写在答题纸上。

一、单项选择题（每题4分，共20分）1．为了减少有限字长产生的量化误差，采样周期应（ ）。

A. 不变 B. 增大 C. 减少D. 不确定2. 已知离散系统脉冲传递函数为0.5( 1.2)(0.8)z z z +-+，则该系统是（ ）的。

A. 稳定B. 临界稳定C. 稳定性不确定D. 不稳定3. 当系统中还有零阶保持器时，系统的稳态误差与采样周期（ ）。

A. 无关B. 有关C. 的关系不确定D. 以上都不是4. 字符C 的ASCII 码为43H ，字符c 的ASCII 码为（ ）。

A ．43H B. 63H C ．62H D. 61H5. 一个有符号十进制正数13，在数据单元中的二进制表示为（ ）。

A ．00000011 B. 10000001 C. 00001110 D. 00001101成绩第 1 页 共 2 页二、分析计算题1．（20分）模拟PID 调节器的传递函数为1()(1)P D I D s K T s T s=++。

当采样周期相当短时，用求和代替积分、用后向差分代替微分，试从模拟PID 推导出数字PID 的位置型及增量型控制算法。

解：PID 调节器的时域表达式为1()()()+()tP DI de t u t K e t e t dt T T dt ⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎰把上式变换为差分方程，可作如下近似()()kti e t dt Te i =≈∑⎰()()(1)de t e k e k dt T --≈式中，T 为采样周期，k 为采样序号。

由上述三式可得数字PID 的位置型控制算法()(1)()()+()kP Di I Te k e k u k K e k Te i T T T =⎡⎤--=+⎢⎥⎣⎦∑在上式中令1k k =-，则得1(1)(2)(1)(1)+()k P Di I Te k e k u k K e k Te i T T T -=⎡⎤----=-+⎢⎥⎣⎦∑将上述2式相减，即得数字PID 的增量型控制算法()()(1)u k u k u k ∆=--[][]()(1)()()2(1)(2)P I D K e k e k K e k K e k e k e k =--++--+-=Ae(k)+Be(k-1)+Ce(k-2) 其中：A=Kp+K I +K D B=-(Kp+2K D ) C=K D其中，PK 为比例增益，I PI TK K T =为积分系数，DD PT K K T =为微分系数。

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、0.01587B、0.007874C、0.003922D、0.00097753.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、①②③⑤B、②④⑤C、②③④⑤D、①③④⑤4.一个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、5HzB、50HzC、100HzD、500Hz5.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。

计算机控制技术试卷及答案一、填空题（20分）1、在现代工业中，计算机控制系统至少起到实时数据处理、实时监督决策、实时控制及输出三个基本功能。

2、计算机控制系统具有各种各样的结构和形式，按不同的划分方法有不同的分类，若按计算机参与的控制形式可分为开环控制和闭环控制；若按采用的规律可分为顺序控制、常规控制和高级控制、智能控制等。

3、信息传递中信号的形式有连续模拟信号、离散模拟信号、连续信号和离散数字信号。

4、计算机控制系统中内部总线可分为数据总线、地址总线、控制总线、电源总线。

5、D/A转换器的主要性能指标有分辨率、绝对精度、稳定时间、相对精度、线性误差。

6、通信协议的关键要素是语法、语义、时序。

7、数据传输的方式按信号是否被调制可分为基带传输与频带传输；按数据的时空顺序可分为串行传输与并行传输；按发送方是否发送同步脉冲可分为异步传输与同步传输。

8、数据交互技术可分为线路交换技术、报文交换技术、分组交换技术，其中线路交换技术包括线路建立、数据传送和线路拆除三个阶段。

9、计算机网络按所跨地域分为局域网、广域网、城域网；按网络的拓扑结构形式分为星型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。

10、计算机网络互联设备有中继器、网桥、路由器和网关。

二、简答题1、计算机控制系统的基本组成及作用。

（P3）要点：主机、外设、输入输出接口、通信设备、现场仪表等2、采样定理的内容。

（ P15）3、总线的通信方式有哪些？各自的特点是什么？（P36）4、叙述双积分式A/D转换器的工作原理。

(P51)5、常用的人机交互设备有哪些？各自的特点是什么？（P64-78）6、简述多路复用技术有哪些？各自有何特点？（P85）7、常用的通信介质有哪些？各自有何特点？（P100-102）8、从资源共享的观点解释计算机网络的定义及基本特征（P106）9、过程控制系统计算机网络的应用原则有哪些？（P161）10、计算机控制系统中常用的数字滤波方法有哪些？各自的计算公式是什么? （P165-166）11、计算机操作系统的五大功能是什么？（P224）三、论述题1、计算机控制系统的设计原则和步骤（教材P265-268）2、总线的裁决方式及算法(教材P35-36)四、设计题设计一串行输入12位D/A转换接口电路，并写出程序代码。

大学课程《计算机控制技术》试题及答案一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）1. DAC0832的VREF接-5V，IOUT1接运算放大器异名端，输入为1000000B ，输出为（）。

A. +5VB. +2.5VC. -5VD. -2.5V2. 采用ADC0809构成模拟量输入通道,ADC0809在其中起（）作用。

A. 模拟量到数字量的转换B. 数字量到模拟量的转换C. 模拟量到数字量的转换和采样/保持器D. 模拟量到数字量的转换和多路开关3. 系统采用程序判断滤波，实验发现总有一些杂波残留，原因是（）。

A.取样次数太少B.△Y取值太大C.△Y取值太小D.相邻两次采样值间的差小于△Y4. 当键盘与单片机间通过INT0中断方式接口时，中断服务程序的入口地址是2040H，只有（）才能正常工作。

A．把2040H存入0003H B．把2040H存入000BHC．把AJMP 2040H的机器码存入0003H D．把AJMP 2040H的机器码存入000BH 5. 在PID调节系统中，若想增强微分作用，正确的作法是（）。

A．加大系数T I B．加大系数K PC．加大系数K I D．加大系数T6. 在计算机控制系统中，T的确定十分重要，原因是（）。

A．T太大，系统精度不够 B．T太大，积分作用过强C．T太小，微分作用太强 D．T太小，积分作用过弱7. 在计算机交流电机控制系统中，需要解决的问题是（）。

A．将交流变成直流后并放大 B．将直流变成交流后并放大C．设单向开关，使直流电通过并放大D．设双向开关，使交流电通过并放大8. 在微型机控制系统中的模拟量输出通道中,最关键的器件是( )。

A．多路开关 B. 光电隔离器 C．A/D转换器 D．D/A转换器9. 若系统中采样保持器的保持电容值比较小，则其（）。

A．采样速度快但保持性能差 B．采样速度及保持性能与电容值无关C．采样速度慢但保持性能好 D．采样速度及保持性能只与电压有关10．RS—232C的电气特性规定使用 ( )。

一、填空题置，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1.工业控制机是指按生产过程控制的的运算结果继续增大或减小，但执行特点和要求而设计的计算机，它包括机构已无相应的动作硬件和软件两个组成部分。

三、选择题计算机控制系统中常用的控制器有 2.1.下列不属于数字控制方式的是（可编程序控制器、工控机、单片机、）A、点位控制、智能调节器等。

DSPB、直线控制C、网格控制在计算机控制系统中，被测信号有单D、轮廓控制3.2.8位的端对地输入和双端不对地输入两种输A/D转换器分辨率为（）A、0.01587 入方式。

B、0.007874C、0.003922 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开D、0.00097753.位逐次逼近式A/D专家控制系统大致可以分为（）转换器。

关的8①专家自整定控制 5.模拟量输入通道的任务是把从系统②专家自适应控制③专家监督控制中检测到的模拟信号，变成二进制数④混合型专家控制⑤仿人智能控制字信号，经接口送往计算机。

A、①②③⑤B信号接地方式应采用一点接地方式，6.、②④⑤C、②③④⑤而不采用多点接地方式。

D、①③④⑤4.一个8位的按极点配置设计的控制器通常有两7.A/D转换器(量化精度0.1%)部分组成，一部分是状态观测器，另，孔径时间3.18μm，如果要求转换误差在转换精度内，则允许转换的一部分是控制规律。

正弦波模拟信号的最大频率为（模块化程序设计一般包括自顶向下）8.A 和自底向上两种设计方法。

、5Hz B、50Hz C、100HzD堆栈和队列的共同特线性表、9.数组、、500Hz5.某热处理炉温度点是要求连续的存储单元来顺序存放变化范围为0~1350℃，经温度变送器变换为1~5V数据元素。

的电压送至ADC0809，ADC0809计算机控制系统的输入变送器和输10.的输入范围为0~5V，出执行机构的信号统一为0~10mA DC当t=KT时，ADC0809的转换结果为6A，此时炉温为（。

《计算机控制技术》（机械工业出版社范立南、李雪飞）习题参考答案第1章1．填空题(1) 闭环控制系统，开环控制系统(2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出(3) 计算机，生产过程(4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道(5) 系统软件，应用软件2．选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3．简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。

计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。

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部分。

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)操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。

适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。

其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。

直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。

能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。

监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。

其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。

SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。

集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。

缺点是系统比较复杂。

计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。

大学课程《计算机控制技术》试题及答案一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）1.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（）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CH应取值（）。

A．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（）。

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（）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7. 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（）。

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，（）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（）。

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、逆时针转动二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）1. 香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线实际曲线。

一、填空题（合计２0分，每题2分）1、工业控制机就是指按生产过程控制得特点与要求而设计得计算机，它包括硬件与软件两个组成部分.2、计算机控制系统中常用得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与双端不对地输入两种输入方式。

4、ADC0809就是一种带有８通道模拟开关得８位逐次逼近式A/Ｄ转换器。

５、模拟量输入通道得任务就是把从系统中检测到得模拟信号,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、按极点配置设计得控制器通常有两部分组成，一部分就是状态观测器，另一部分就是控制规律。

８、模块化程序设计一般包括自顶向下与自底向上两种设计方法。

９、线性表、数组、堆栈与队列得共同特点就是要求连续得存储单元来顺序存放数据元素。

10、计算机控制系统得输入变送器与输出执行机构得信号统一为0～１０mA DC或4～20ｍA DC.1、计算机系统由计算机与生产过程两大部分组成。

2、集散控制系统（DCＳ)得结构模式为：操作站-控制站—现场仪表3、变送器输出得信号为或得统一信号。

、0～１0ｍA、4~20mA４、模拟输出通道得结构型式主要取决于输出保持器得构成方式。

５、数控系统一般由数控装置、驱动装置、可编程控制器与检测装置等。

1.6、设线性定常系统得输出方程为,y(t)以最少得Ｎ拍跟踪参考输入r(ｔ），必须满足条件、ｙ（N)=Cx(N)=7、常用得状态观测器有３种:预报观测器、现时观测器、降阶观测器8、“若A则B，否则Ｃ”,用模糊关系表示为9、在一些对程序流向起决定作用得指令前插入两条NOP指令,以保证弹飞得程序迅速纳入正确轨道.10、采用双绞线作信号引线得目得就是减少电磁感应1、实时得概念不能脱离具体得过程，一个在线得系统不一定就是一个实时系统，但一个、实时系统必定就是在线系统。

2、典型得工业生产过程可分为:连续过程、离散过程、批量过程３、计算机控制系统得典型型式：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。

一、填空题（合计20分，每题2分）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 。

1.计算机系统由 计算机 和生产过程 两大部分组成。

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 、4~20mA4.模拟输出通道的结构型式主要取决于 输出保持器 的构成方式。

5.数控系统一般由数控装置、驱动装置、可编程控制器和检测装置等。

1.6.设线性定常系统的输出方程为()()t Cx =t y ，y （t ）以最少的N 拍跟踪参考输入r （t ），必须满足条件 .y （N ）=Cx （N ）=0r7.常用的状态观测器有3种：预报观测器、现时观测器、降阶观测器8.“若A 则B ，否则C ”，用模糊关系表示为 ()()C ×A B ×A =R U9.在一些对程序流向起决定作用的指令前插入两条NOP 指令，以保证弹飞的程序迅速纳入正确轨道。

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。