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《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。
计算机控制技术期末复习试题附答案一、选择题1. 下面哪个不是计算机控制系统的组成部分？A. 控制器B. 传感器C. 运算器D. 计算机主机答案：D2. 控制器的作用是什么？A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案：B3. 在控制系统中，传感器的作用是什么？A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案：A4. 控制器与执行器之间的信息传递通常采用哪种形式?A. 电信号B. 光信号C. 音频信号D. 无线信号答案：A二、填空题1. 在控制系统中，PID是什么的缩写？答案：比例-积分-微分2. 当一个过程变量小于或大于设定值时，控制器需要发出一个____信号来调节执行器。
答案：控制3. 开环控制系统中，控制器完全依赖于____来判断并调节执行器。
答案：设定值三、解答题1. 请解释闭环控制系统和开环控制系统的区别。
答案：闭环控制系统和开环控制系统是两种基本的控制系统结构。
闭环控制系统通过传感器获得反馈信息，将反馈信息与设定值进行比较后进行调节，以使系统输出接近设定值。
开环控制系统则没有反馈环节，控制器仅仅根据设定值来调节执行器。
闭环控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性，能够减小外界干扰对系统的影响，但由于需要进行反馈调节，系统可能存在一定的响应延迟。
开环控制系统较为简单，但容易受到干扰的影响，对系统稳定性要求较高。
四、简答题1. 请简述计算机控制技术在工业自动化中的应用。
答案：计算机控制技术在工业自动化中广泛应用，其主要作用是实现对生产过程的自动控制。
通过传感器获取实时数据，计算机控制系统可以实时监测和控制生产过程中的各项参数，将实际数值与设定值进行比较，并通过执行器调节控制。
这种自动化控制能够提高生产效率、降低成本，同时还可以减少人为操作中的误差，提高产品的质量稳定性。
在工业生产中，计算机控制技术广泛应用于各种制造过程中，如汽车制造、电子设备制造、化工生产等。
通过计算机控制技术，可以实现生产过程中的自动监测、自动调节、自动报警等功能，从而提高生产效率，降低生产成本，提高产品的一致性和稳定性。
1、手动后援是控制系统中的一个环节，在系统运行时它有何作用？在手动与自动之间进行切换时要求什么？答：手动后援是控制系统中的一个环节，对于连续工作的系统，当自动调节出现问题时，可暂时用手动的办法维持工作，待问题解决后，再恢复自动控制，保证工作的连续性。
在手动与自动之间进行切换时要求尽量平稳，最好是无扰动切换。
2、根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成哪几种A/D工作方式？具体怎样接线？答：根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成的工作方式有：①查询方式：EOC接一根口线。
②中断方式：EOC接中断申请线INT0或INT1。
③延时等待方式3、抖动、重键都是键盘设计中经常遇到的问题，用什麽方法可以解决？答：抖动是键盘工作中的常见现象，它将影响计算机对按键的查询工作的准确性。
常采用的防抖措施有：①软件延时程序（一般为10--20毫秒）。
②硬件防抖电路：双稳态电路及滤波电路。
4、多位LED显示器显示方法有哪两种？两种显示都需要解决的问题是什么？怎样解决？答：一种是动态显示，另一种是静态显示。
两种显示方式都需要解决的问题是将待显示的字符变成LED显示码，即译码。
可以用硬件译码器实现，也可以用软件程序完成。
5、说明动态显示与静态显示的的特点及各自的用途。
答：动态显示是每一时刻只有一位在显示，而且按照一定的周期循环显示，由于循环周期比较快，所以人眼看到的仍然是一个多位同时显示。
静态显示是各位一起显示。
动态显示用于仿真器，而静态显示则用于工业过程控制和智能化仪表。
6、静态显示和动态显示的区别是什么？静态显示：系统在每一次显示输出后，能保持显示不变，仅存在待显示数字需要改变时，才更新其数字显示器中锁存的内容，这种显示占用CPU时间少，显示稳定可靠。
缺点是，当显示位数较多时，占用I/O较多。
动态显示：CPU需定时地对每位LED显示器进行扫描，每位LED显示器分时轮流工作，每次只能使一位LED显示，但由于人眼视觉暂留现象，仍感觉所有的LED显示器都同时显示。
计算机控制试题及答案一、单项选择题（每题1分，共10分）1. 计算机控制系统中，以下哪个不是典型的控制策略？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 模糊控制答案：D2. 在计算机控制系统中，系统响应时间指的是：A. 系统从接收到控制命令到开始执行的时间B. 系统从接收到控制命令到完成执行的时间C. 系统从接收到控制命令到输出结果的时间D. 系统从接收到控制命令到输出稳定结果的时间答案：D3. 以下哪个不是计算机控制系统的优点？A. 精度高B. 响应快C. 易于维护D. 能耗高答案：D4. 在计算机控制系统中，闭环控制系统与开环控制系统的主要区别在于：A. 是否有反馈B. 是否有传感器C. 是否有执行器D. 是否有控制器答案：A5. 计算机控制系统的稳定性分析通常采用哪种方法？A. 频率响应法B. 时域分析法C. 状态空间法D. 所有上述方法答案：D6. 在计算机控制系统中，以下哪个参数不是系统性能指标？A. 稳态误差B. 响应时间C. 系统复杂度D. 带宽答案：C7. 以下哪个不是计算机控制系统的组成部分？A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 电源答案：D8. 计算机控制系统中，以下哪个不是典型的干扰？A. 电源波动B. 温度变化C. 机械振动D. 人为操作答案：D9. 在计算机控制系统中，以下哪个不是控制器的设计方法？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 机械控制答案：D10. 计算机控制系统的实时性要求是指：A. 系统响应时间必须小于一个固定的阈值B. 系统响应时间必须大于一个固定的阈值C. 系统响应时间必须等于一个固定的阈值D. 系统响应时间可以是任意值答案：A二、多项选择题（每题2分，共10分）1. 计算机控制系统的输入设备包括：A. 传感器B. 键盘C. 鼠标D. 扫描仪答案：A2. 计算机控制系统的输出设备包括：A. 显示器B. 打印机C. 执行器D. 扬声器答案：C3. 计算机控制系统的设计目标通常包括：A. 稳定性B. 快速性C. 准确性D. 经济性答案：A, B, C, D4. 计算机控制系统的干扰可能来自：A. 电源B. 环境C. 人为操作D. 系统内部答案：A, B, C, D5. 计算机控制系统的稳定性分析方法包括：A. 根轨迹法B. 奈奎斯特准则C. 李雅普诺夫方法D. 频域分析答案：A, B, C, D三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述计算机控制系统的工作原理。
计算机控制系统试卷一答案一、简答题（每小题5分，共50分）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、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答(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。
(3)(4)(5)3、答：K P过(3)4、传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。
5、为什么会出现比例和微分饱和现象？答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。
如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，其中计算值的多余信息没有执行就遗失了，从而影响控制效果。
二、已知系统的差分方程为（10分）输入信号是初始条件为1)0(=y ，试写出输出脉冲序列()y k 。
解：1)0(=y… 三、设被控对象传递函数为)1()(+=s s K s G p ，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数。
（10分）解：广义对象传递函数试用（10为使则有单解得c 则)718.01)(1()368.01)(5.01(435.5)()()()(1111----+---=ΦΦ=z z z z z G z z z D e 11223412()()()(2)234(1)z Y z R z z z z z z z z -------=Φ=-=+++-（图略）。
计算机控制系统试卷三答案班级：姓名：学号：成绩：一、简答题（每小题4分，共40分）1、简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。
答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。
3、什么是采样或采样过程？答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。
4、数z5、。
6、(7、答：最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号，速度信号，加速度信号等)作用下，经过最少拍(有限拍)，使系统输出的稳态误差为零。
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 ( )。
计算机控制系统试卷三答案班级：姓名：学号：成绩：一、简答题（每小题4分，共40分）1、简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。
答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。
2、回答下述电路中克服共模干扰的工作原理。
答：平时，开关K1i(i=1,2,...,n)处于闭合状态，C i的电压跟踪V i的输入值，开关K2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。
需检测V i时，则令K1i断开,K2i闭合，放大器K的输出经采样保持器送至A/D转换器化为数字量，然后开关再恢复平时的状态。
在采样、转换过程中，放大器K不与任何模拟量信号输入共地，电容C i的电压均为差模电压，这样就克服了共模电压的影响。
3、什么是采样或采样过程？答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。
4、线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？答：线性离散系统的脉冲传递函数定义为零初始条件下，系统或环节的输出采样函数z变换和输入采样函数z变换之比。
5、何为积分饱和现象？答：在标准PID位置算法中，控制系统在启动、停止或者大幅度提降给定值等情况下，系统输出会出现较大的偏差，这种较大偏差，不可能在短时间内消除，经过积分项累积后，可能会使控制量u(k)很大，甚至超过执行机构的极限u max。
另外，当负误差的绝对值较大时，也会出现u<u min的另一种极端情况。
显然，当控制量超过执行机构极限时，控制作用必然不如应有的计算值理想，从而影响控制效果。
这类现象在给定值突变时容易发生，而且在起动时特别明显，故也称“起动效应”。
6、等效离散化设计方法存在哪些缺陷？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。
2023计算机控制技术试题及答案2023计算机控制技术试题及答案(一)一、填空题(共20分，每题2分)1、计算机系统由和两大部分组成。
2、集散控制系统(DCS)的结构模式为：3、变送器输出的信号为或的统一信号。
4、模拟输出通道的结构型式主要取决于的构成方式。
5、数控系统一般由数控装置、、和检测装置等。
6、设线性定常系统的输出方程为y(t)=Cx(t)，y(t)以最少的N拍跟踪参考输入r(t)，必须满足条件7、常用的状态观测器有3种：、、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的指令前插入两条指令，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二、选择题(共15分，每题3分)1、如果模拟信号频谱的最高频率为fmax，只要按照采样频率( )进行采样，那么采样信号就能唯一的复观。
A、f2fmaxB、f12fmaxC、f2fmaxD、ffmax 212、一个10位的A/D转换器(量化精度0、1%)，孔径时间10s，如果要求转换误差在转换精度类，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为( )A、15HzB、16HzC、17HzD、14Hz3、设加工第一象限直线OA，起点为O(0,0)，终点为A(6,3)，进行插补计算所需的坐标进给的总步数Nxy为( )A、7B、8C、9D、104、( )数字滤波方法适用于周期性干扰。
A、平均值滤波法B、中位值滤波法C、限幅滤波法D、惯性滤波法5、已知偏差e(k),积分分离阈值，以下正确的是( )A、当e(k)时，采用PI控制B、当e(k)时，采用PD控制C、当e(k)时，采用PD控制D、当e(k)时，采用PI控制三、名词解释(共30分，每题6分)1、接口过程通道量化自动校准 HMI四、简答题(共20分，每题5分)1、什么是计算机控制系统?它的工作原理是怎样的?2、什么是共模干扰?如何抑制?3、直线插补计算过程有哪几个步骤?4、程序设计通常分为哪五个步骤?5、如何消除积分饱和?2023计算机控制技术试题及答案(二)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。
计算机控制系统复习题及答案《计算机控制系统》课程复习资料⼀、简答题：1.什么是计算机控制系统？它由哪⼏部分组成？各有什么作⽤。
2.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？3.计算机控制系统中的保持器有何作⽤，简述保持器的特点？4.简述PID调节器的作⽤，有哪⼏种改进型数字PID算法？5.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点？6.简要说明什么是计算机控制系统？模拟调节器与数字调节器有何区别？⼆、分析和计算题：1.已知⼀系统的闭环脉冲传递函数为-1-1-20.1z Y(z)Gc(z)==1-0.4z+0.8z R(z),其中输⼊为单位阶跃信号,求输出y(KT)。
2.已知⼀系统的闭环脉冲传递函数为-1-10.53+0.1zGc(z)=1-0.37z当输⼊为单位阶跃信号时,求输出y(KT)及y(∞)。
3.⽤长除法或Z反变换法或迭代法求闭环系统2z+0.5Gc(z)=8(z+0.1z-0.12)的单位阶跃响应。
4.已知低通数字滤波器0.5266zD(z)=z-0.4734,求D（z）的带宽ωm;并求当输⼊E(z)为阶跃信号时数字滤波器的控制算法。
取采样周期T=2ms。
5.设系统如图所⽰，试求:①系统的闭环脉冲传递函数。
②判定系统的稳定性。
③分别求系统对单位阶跃输⼊和单位斜坡输⼊时的稳态误差。
6.设函数的La⽒变换为25F(s)=s(s+4)，试求它的Z变换F(z)。
7.数字控制系统如图所⽰,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输⼊为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。
8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K为何值时系统稳定。
9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)=z(z -1)(z -0.7)问:K 为何值时系统稳定?10.已知单位反馈系统的⼴义对象的Z 传递函数为:-1-1-1-1-10.26z (1+2.78z )(1+0.2z )W1(z)=(1-z )(1-0.286z ),试按最少拍⽆波纹设计原则设计单位阶跃输⼊时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。
