计算机测控技术》综合复习资料

《计算机测控技术》课程综合复习资料一、填空题1.若连续信号的最高频率为wmax，按采样定理要求采样频率ws应大于（）。

答案：2wmax2.采样定理的描述为：若信号的最高频率为fmax，只要采样频率f大于最高频率的（）倍，采样信号就能唯一复现原信号。

实际应用中，一般取f>5～10fmax。

答案：23.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。

答案: 反多路开关4.DAC的分辨率指（）电压与最大输出电压之比答案：最小输出5.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出模拟量为0V时，所对应的数字量为（）H。

答案:2006.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为（）H。

答案:1007.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。

答案:D/A转换器8.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位（）式A/D转换器。

答案：逐次逼近9.8位的A/D转换器分辨率为（）。

答案：1/(28-1)10.变送器输出的信号为（）或4～20mA的统一信号。

答案：0～10mA11.步进电机的（）指的是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。

答案：拍数12.步进电机的相数指的是（）。

答案：线圈组数13.按动力区分，执行机构最常用的类型是（）。

答案：气动型14.按动力区分，（）型的执行机构相对价格昂贵，体积较大。

答案：液动型15.DAC0832的工作方式有（）、单缓冲方式、双缓冲方式。

答案：直通方式16.微机的三总线是（）、地址总线、控制总线。

答案：数据总线17.计算机控制系统的监控过程包括三个步骤：（）、实时决策、实时控制。

答案：实时数据采集18.采样保持器可实现以下功能：在采样时，其输出（）输入；而在保持状态时，输出值不变。

答案：等于19.控制系统的（）指的是响应的最大偏移量与终值的差，与终值比的百分数。

中国石油大学（北京）远程教育学院
《计算机测控技术》期末复习题及答案
一、填空题：
1、工业控制机的总线结构外部总线有、。

RS-232,IEEE488
2、计算机系统的硬件组成有、、、、五部分。

控制对象（生产过程）、执行器、测量变送环节、输入/输出通道、数字调节器
3、现场总线的核心为。

现场总线通讯协议模型为，分为、、、四层。

总线协议, IEC61158协议模型, 物理层、数据链路层、应用层、用户层
4、开关量输出信号驱动电路的构成方式有：、、、。

大/中/小功率晶体管、可控硅、达林阵列驱动器、固态继电器。

5、电源抗干扰的基本方法有：、、。

交流电源滤波器、电源变压器的屏蔽与隔离、整流后抑制干扰。

6、CIMS系统的四个主要功能系统为：、、、________ 两个功能支撑系统为：、。

（生产自动化系统、管理信息系统、质量控制系统、动态监控系统 ; 计算机网络、数据库管理系统
7、数据采集系统的三种工作方式为、和。

查询法、中断法和 DMA法
8、现场总线协议应用层又分为、两个子层。

FF总线中
计算机测控技术第1页共13页。

《计算机测控技术》综合复习资料一.填空题1.请在下图(典型的计算机控制系统的结构图)中方框内填入合适的内容，并将各个信号放在正确的位置A．DAC B. ADC C.检测装置 D.计算机 E.执行机构 F.被控对象I.偏差e II. 被控量c III.给定值r IV.控制量u方框中依次填B、D、A、F、C、E乘号左侧填III，右侧填I，下侧填II，最右侧的箭头上填IV2.采样保持器可实现以下功能：在采样时，其输出离散输入；而在保持状态时，输出值连续。

3.相对于传统模拟控制系统，计算机控制系统是使用数字计算机替代传统控制系统中的模拟调节器。

4.过程通道是计算机控制系统的重要组成部分，根据信号的方向和形式，过程通道可分为模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道四种类型。

5．PC-6313 多功能模入模出接口卡基址选择DIP开关位置如下图所示：，则基址为0310H （用十六进制表示）。

6.计算机控制系统的监控过程包括以下三个步骤：监控、发现、报告。

二.问答题1.请叙述模拟量输入通道的组成及各部分的作用。

答：（1）传感器：将其他信号转换成易检测、易传输、易处理的电流或者电压信号。

（2）量程放大器：放大由传感器传出的微弱的电信号。

（3）低通滤波器：过滤掉高频信号（4）多路开关：控制信号传输（P123页）（5）采样保持电路：采样，保持（6）A/D转换器：将模拟量转换成数字量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？答：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。

（P170）3.简述数字滤波与硬件滤波相比有哪些优点。

答：精度高；灵活性强，只要改变程序参数即可改变滤波器的性能；时分两用，一台计算机可同时处理多路信号；处理功能强，可处理几赫兹频率的信号；可靠性强，不受周围环境温度的影响等。

I/O信号的种类：数据信息、状态信息、控制信息三类。

数据信息又分为数字量、模拟量、开关量、脉冲量。

计算机和外部的通信方式：按数据传送方式分为并行通信（传送速度快、信息率高）和串行通信（数据按位进行传送）；串行通信又分为全双工方式、半双工方式、同步方式和异步方式。

三种I/O控制方式：程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。

程序控制方式又分为：无条件I/O方式、查询式I/O方式（又称条件传送方式）。

对于查询式I/O方式，满足实时控制要求的使用条件：所有外围设备的服务时间的总和必须小于或等于任一外围设备的最短响应时间（也称危险时间）。

中断优先级问题的解决办法：软件查询方式，雏菊链法，专用硬件方式。

I/O接口的编址方式：I/O接口独立编址方式、I/O接口与存储器统一编址方式。

IO接口芯片和CPU之间必要的连接信号：（1）数据信号D0~D7。

（2）读/写控制信号/RD、/WR（或/IOR、/IOW）（3）片选信号/CS和地址线A1、A0（4）时钟、复位、中断控制、联络信号等控制信号。

I/O接口扩展：地址译码器的扩展、负载能力的扩展。

I/O通道分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道四种。

模拟量输入通道主要由信号处理装置、采样单元、采样保持器、数据放大器、A/D转换器和控制电路等部分组成。

输出保持一般有两种方案：一种是数字量保持方案（一个输出通路设置一个D/A转换器的结构形式），另一种是模拟量保持方案（多个输出通路共用一个D/A转换器的结构形式）。

数字量输入输出通道：数字量输入通道的数字信号：编码数字（二进制数或十进制数）、开关量、脉冲列三类。

数字量输出通道的数字信号：编码数字（二进制或二-十进制）、开关信号、脉冲信号三类。

D/A转换器按其工作方式可分成并行和串行两种；并行D/A转换器又可分为电流相加型和电压相加型。

按其输出又可分为电压输出和电流输出两种。

并行D/A转换器的工作原理：把每一位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，再把代表各位的模拟量相加，这样，得到的总的模拟量就与数字量成正比的模拟量。

《计算机控制技术》复习————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第4---5章习题课一、 填空题1．采样周期T 与采样角频率ωs 的关系是 。

(ωs =2π/T) 2．若连续信号的最高频率为ωmax ，按采样定理要求采样频率ωs 应大于 。

如不满足采样定理，一个高频连续信号采样后将会变成 。

(ωs >2ωmax , T<π/ωmax ) ，(低频信号)3．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的 有关。

(采样周期T)4．在采样系统里，由于 位置不同，所得闭环脉冲传递函数也不同。

(采样开关) 二、 单项选择题1．一个连续系统改造为计算机控制系统后，当系统的控制算法及参数都保持不变时，与原连续系统相比，计算机控制系统的稳定性将 。

A 变好；B 变坏；C 保持不变。

2．连续系统传递函数的一个极点P=-5，Z 变换后将映射到Z 平面的 。

A 单位园外；B 单位园上；C 单位园里。

三、 简答题1． 如图所示，已知A 点信号x(t)=sin(t),试画出A 、B 、C 点的信号图形，设采样周期T=π/2。

解 x(kT)=sin(kT)=sin(k π/2)图12．若上图1A 点信号为x(t)=cos(2t) ，采样周期T=π，试画出A 、B 、C 点的波形图，并讨论说明之。

解 x(kT)=cos(2kT)=cos(2k π)=1信号的最大频率ωmax =2rad/s, 采样频率ωs =2π/T=2，所以不满足采样定理，采样信号x(kT)=cos(2kT)=1，不能反映连续信号x(t)=cos(2t) 的特征。

ZOHT ABCA B C3已知x(t)=(0.5+5sin3t)，采样周期T=2π/3，试求采样信号x *(t)。

解 x(k)=(0.5+5sin3kT)=0.5+5sin3k *2π/3=0.5+5sin2k π=0.5x *(t)=∑∞=-0)(5.0k kT t δ4试简述零阶保持器的时域响应和频域响应的特点。

1、异步串行通信接口通常指以下三类：RS-232(A、B、C)，20mA电流环和RS-422/RS485。

2、RS-232C：电气特性—采用负逻辑：-3v ~ -15v表示逻辑“1”，+3v ~ +15v表示逻辑“0”。

特征：由于RS-232C比较高电平输出，且正负输出，所以其驱动器需提供+10V以上的对称电源。

3、将TTL/CMOS信号直接连接：1米以内，最长不超过5米。

4、Page3（异步串行通信的直接连接、多机直接连接）。

5、MC1489是相应的4路RS-232C信号接收器，仅需5V供电。

6、MAX232A功能框图（P4图1.7）。

其功能是：将TTL的异步通信逻辑转换为RS-232C 逻辑电平。

（为什么要有转换部件?）7、上位机与多个串口设备通信时，每个串口必须使用1个独立的RS232C串口，可使用多串口卡，或多路串口接口芯片。

8、使用多串口卡连接多个串口设备的系统。

（P5图1.9）9、MAX488/490与RS422连线图（P6图1-10）。

为防止高频信号在连线中的反射影响通信质量，在接受端加接负载电阻式必要的。

10、总线方式的RS－422组网。

（P8图1-14）11、USB总线特点，以及其级联扩展。

（P17）12、长距离通信解决的问题以及解决方法（P18）。

13、长距离通信分为哪三种方法，各自的距离是多少？-用电流环实现隔离的长线通信，其距离见P18。

-使用RS-422/485的长线通信，通信距离可达1200米，更长的距离可通过中继器实现。

-使用光纤传输RS-422/485信号，通信距离可达20千米。

14、LED显示驱动方式，各自优缺点？1）静态显示：同时点亮，硬件较多，软件设计简单。

2）动态显示：轮流点亮，节省硬件，软件相对复杂，数码管较多，或为点阵显示屏时，常采用矩阵扫描方式。

15、LED为何要限流？由于LED的电流特性为近似的恒压器件，导通电流I在其导通阈值附近快速增大，所以必须加限流电阻控制电流值。

填空题1.控制信号和时序信号2.被控对象、检测模块、反馈部分3.单工；半双工；全双工4.位同步、帧同步和网同步5.语义、语法、时序6.1物理层、2数据链路层、3网络层、4传输层、5会话层、6表示层、7应用层名词解释1. 通信的双方可以同时发送和接收信息的信息交互方式2. 同步是一种计算机术语，一般指的是在两个或多个数据库、文件、模块、线程之间用来保持数据内容一致性的机制3. 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。

时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。

4. 量化，在数字信号处理领域，是指将信号的连续取值（或者大量可能的离散取值）近似为有限多个（或较少的）离散值的过程。

5. 现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题简答题1.控制器由程序计数器(以下简称PC)和指令寄存器(以下简称IR)以及控制单元(以下简称CU)组成.PC用来存放当前将要执行的指令所在的地址,也就是地址指针.它于MAR(存储器地址寄存器)有直接的通路,MAR把指令地址提供给PC.同时PC自动加1.指向下一条要执行的指令.IR用来存放当前指令.IR的内容来自内存的MDR(存储器数据寄存器)他的控制过程是:PC做计数器安排指令的执行次序.并提供指令存储的地址供取指令.IR用来储存当前运行的指令,并送与CU解释指令,执行指令2.网络控制技术是大量采用了Internet技术的新型网络控制技术，它可以实现传统SCADA（管理控制与数据采集）系统的全部功能，同时在许多性能上实现了关键性的突破。

它是一个集合了Internet、嵌入控制、软件、网络、网页设计等技术的完善控制系统。

这一控制技术的出现堪称是控制技术领域的一次革命。

智能：是指能随内、外部条件的变化，能够运用已有知识解决问题和确定正确行为的能力。

智能检测：智能检测就是利用计算机及相关仪器，实现检测过程智能化和自动化。

信号：传输信息的载体。

信息：是人和外界作用过程中互相交换内容的名称。

确定性信号：可以用明确的数学关系式描述的信号随机信号：指不能用精确的数学关系式来描述的信号，它只能用概率统计方法来描述其规律性。

连续信号：对于任意时刻都可以给出确定的函数值。

连续信号的幅值可以是连续的，也可以是离散的。

对于时间和幅值都是连续的信号又称为模拟信号。

离散信号：在时间上是离散的，只在某些不连续规定瞬时给出函数值，在其他时间没有定义。

测量仪表的功能：物理量的变换、信号的传输和处理、测量结果的显示静态信号：不随时间变化的信号；动态信号：随时间变化的信号。

灵敏度S等于测量仪表的指示值增量与被测量增量之比。

线性度：零漂：传感器无输入(或输入值不变)时，每隔一定时间，其输出值偏离零值（或原示值）的最大偏差与满量程的百分比。

温漂：温度每升高1C ，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比测量仪表的组成1)变换器：用来对被测物理量进行比例变换，以便获得便于传输和测量的信号。

2)标准量具：其功能是提供标准量，并且要求输出的标准量应当准确可调。

3)比较器：其功能是将已经经过比例变换后的被测量与标准量进行比较，并且根据比较结果差值的极性去调节标准量的大小，一直到二者相等，即达到平衡。

4)读数装置 (显示器）：其功能是将测量结果用人眼便于观察的形式显示出来对测量仪器的要求：（1）稳定性好 （2）精度高 （3）动态响应特性好信号不失真：是指被测信号的波形通过检测系统，其波形形状不发生改变。

信号不失真检测必须达到以下要求：1）仪表 （系统）的灵敏度在量程范围内为常数，即S=常数；2）幅频特性保持常数 （即为灵敏度），相频特性为输入信号频率的线性 函数； 3）当检测系统有实时要求时。

即τ=0，则不失真条件变为 幅频A(ω) = S 相频ϕ(ω) = 0绝对误差：∆= X - L 对一般仪器校准相对误差：很好的说明测量质量的好坏引用误差γ：指针式仪表一种误差表示方法数据处理目的：1）减小误差2）更直观的了解数据3）揭示信号的本质，为使用者提供更能表现数据特征的数据误差来源：1）测量仪表本身不是绝对准确的2）测量方法不完善3）外界干扰影响加权平均法：（1）权用符号P表示。