大学课程《计算机控制技术》试题及答案

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）。

《计算机控制技术》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选（本大题共60小题，每小题1分，共60分）1.CD4097的INH端接+5V，C、B、A端依次接111B，（D）被选通。

A.X组的IN/OUT7通道B.Y组的IN/OUT7通道C.X组和Y组的IN/OUT7通道D.没有通道2.计算机内的溢出是指其运算结果（C）A.无穷大B.超出了计算机内存单位所能存储的数值范围C.超出了该指令所指定的结果单元所能存储的数值范D.超出了运算器的取值范围3.下面关于微型计算机控制技术的叙述，正确的是（D）A.微型计算机控制技术只能用于单片机系统B.任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术C.微型计算机控制技术不能用于自动化仪表D.微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表4.采用ADC0809构成模拟量输入通道，ADC0809在其中起（D）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5.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B）。

A.接受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值并提供给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计算机与控制无关的转换和多路开关6.8255A与外设间每个端口的数据线为（B）A.4位B.8位C.16位D.32位7.CD4051的INH端接地，C、B、A端依次接101B，（C）被选通。

A.IN/OUT1至IN/OUT5共5个通道B.IN/OUT4通道C.IN/OUT5通道D.没有通道8.关于现场总线控制系统，下面的说法中，不正确的是（C）。

A.省去了DCS中的控制站和现场仪表环节B.采用纯数字化信息传输C.只有同一家的FCS产品才能组成系统D.FCS强调“互联”和“互操作性9.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10.闭环控制系统是指（B）A.系统中各生产环首尾相接形成一个环B.输出量经反馈环节回到输入端，对空置产生影响C.系统的输出量供显示和打印D.控制量只与控制算法和给定值相关11.一个10位的A/D转换器（量化精度0.1%），孔径时间10μs，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（B）A.15HzB.16HzC.17HzD.14Hz12.下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是（D）。

《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。

大学生《计算机控制技术》考试复习题及答案一．单选题1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经()转换。

A.A/D转换器B.双向可控硅C.D/A转换器D.光电隔离器参考答案：A2.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.反多路开关参考答案：D3.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.先送阴极再送阳极参考答案：B4.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()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参考答案：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伏以上参考答案：C6.采用共阴极LED多位数码管显示时,应()。

A.位选信号为低电平，段选信号为高电平B.位选信号为高电平，段选信号为低电平C.位选信号、段选信号都是高电平D.位选信号、段选信号都是低电平参考答案：A7.关于微型计算机控制技术的叙述,正确的是()。

A.微型计算机控制技术只能用于单片机系统B.任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术C.微型计算机控制技术不能用于自动化仪表D.微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表参考答案：D8.计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是()。

A.接受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值并提供给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计算机与控制无关参考答案：B9.闭环控制系统是指()。

A.系统中各生产环首尾相接形成一个环B.输出量经反馈环节回到输入端，对空置产生影响C.系统的输出量供显示和打印D.控制量只与控制算法和给定值相关10.下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是()。

《计算机控制技术》习题与答案计算机控制系统自测题目及答案第一章计算机控制系统概述1.计算机控制系统的控制过程是怎样的计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。

(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。

3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。

图1.1微机控制系统组成框图(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。

主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。

(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。

过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

(4)检测与执行机构a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V 或4～20mA)后，再送入微机。

《计算机控制技术》题目(含答案)《计算机控制技术》复习资料一、填空题1、计算机控制是自动控制发展中的（高级）阶段，是自动控制的（重要分支）。

2、计算机在信息处理、（逻辑分析）、决策判断、（输入输出）管理等各个方面显示出突出的优点。

3、计算机控制系统利用计算机的（硬件）和（软件）代替自动控制系统的控制器。

4、自动控制是指在（没有人）直接参与的前提下，应用（控制装置）自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。

5、在控制系统中如果给定值是（恒定不变）的，则此系统称为（定值）控制系统。

6、若系统控制（变量）的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（程序）控制系统。

7、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号（决定）着系统输出量的变化；而扰动则（破坏）给定信号对系统输出量的控制。

8、计算机控制过程是在（外部）作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个（平衡或稳定）状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。

9、自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是（收敛）的，对应的系统运行是稳定的；另一种是（发散）的，对应的系统是不稳定的。

10、在计算机控制系统中为了达到控制目标，可以采用（模拟）化设计方法和（离散）化设计方法来设计控制器。

11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准（总线）技术和开放式( 体系 )结构的计算机。

12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：（数据）总线、( 地址 )总线、控制总线、电源总线。

13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他（智能）设备之间进行( 通信 )的连线。

14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗（电磁）干扰、防震、防潮、( 耐高温 )等性能。

15、可编程序控制器是（继电器）逻辑控制系统与( 微型 )计算机技术相结合的产物。

16、大多数PLC采用继电控制形式的（梯形图）编程方式，继承了传统(控制 )线路的清晰直观容易掌握。

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 ( )。

计算机控制技术练习题（附答案）一、填空题（每空2分，共20分）1．闭环负反馈控制的基本特征是。

2．闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母。

3．惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按变化。

4．静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度。

5．系统的相稳定裕度γM，定义为开环频率特性在截止频率ωc处。

6．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。

7．零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性φ(ω)= 。

8．若已知闭环系统自然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取。

9．通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。

10．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入。

二、选择题(每题2分，共10分)1．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。

2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差。

A 较大；B 较小；C 相当。

3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是。

A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。

4．若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。

A 积分；B 微分；C 惯性。

5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。

A 大于；B 小于；C 等于。

三、简答题（每小题5分，共20分）1．图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。

图12．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少?3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。

4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。

四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为 G(s)=ωn 2/s(s+2ζωn )实测求得单位阶跃响应的σ%=4.3%，t s =2.5秒，试写出闭环传递函数并求ωn ，ζ为多少。

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。

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得模拟控制器与与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）与生产过程两大部分组成。

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:其优点就是控制过程简单，且安全可靠。

适用于控制规律不就是很清楚得系统，或用于试验新得数学模型与调试新得控制程序等。

其缺点就是它就是开环控制结构,需要人工操作,速度不能太快，控制得回路也不能太多，不能充分发挥计算机得作用。

ﻩ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得控制，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得控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。

其中SCC+模拟调节器得控制系统，特别适合老企业得技术改造,既用上了原有得模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。

SCＣ+ＤDC得控制系统，更接近于生产实际,系统简单,使用灵活,但就是其缺点就是数学模型得建立比较困难.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与管理水平，提高劳动生产率等优点.缺点就是系统比较复杂。

计算机集成制造系统:既能完成直接面向过程得控制与优化任务,还能完成整个生产过程得综合管理、指挥调度与经营管理得任务.但就是计算机集成制造系统所要解决得不仅就是局部最优问题,而就是一个工厂、一个企业乃至一个区域得总目标或总任务得全局多目标最优，即企业综合自动化问题.现场总线控制系统：成本低、可靠性高，而且在同一得国际标准下可以实现真正得开放式互联系统结构。

《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3．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。

但是计算机集成制造系统所要解决的不仅是局部最优问题，而是一个工厂、一个企业乃至一个区域的总目标或总任务的全局多目标最优，即企业综合自动化问题。

现场总线控制系统：成本低、可靠性高，而且在同一的国际标准下可以实现真正的开放式互联系统结构。

《计算机控制技术》习题解答第一章1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统由哪几部分组成？答：计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。

计算机控制系统的组成：计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成。

1.2、微型计算机控制系统的特点是什么？微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点：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1.3 计算机控制系统结构有哪些分类？指出这些分类的结构特点和主要应用场合。

答：（1）操作指导控制系统优点：结构简单，控制灵活，安全。

缺点：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（DDS）优点：实时性好，可靠性高，适应性强。

（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最优工况。

（4）分散控制系统（DCS）优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

（5）现场总线控制系统（FCS）优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。

国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。

1.4.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

1.5.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？答：所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。

在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式；生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。

计算机控制技术练习题（附答案）一、填空题（每空2分，共20分）1．闭环负反馈控制的基本特征是。

2．闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母。

3．惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按变化。

4．静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度。

5．系统的相稳定裕度γM，定义为开环频率特性在截止频率ωc处。

6．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。

7．零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性φ(ω)= 。

8．若已知闭环系统自然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取。

9．通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。

10．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入。

二、选择题(每题2分，共10分)1．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。

2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差。

A 较大；B 较小；C 相当。

3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是。

A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。

4．若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。

A 积分；B 微分；C 惯性。

5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。

A 大于；B 小于；C 等于。

三、简答题（每小题5分，共20分）1．图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。

图12．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少?3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。

4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。

四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=ωn 2/s(s+2ζωn )实测求得单位阶跃响应的σ%=4.3%，t s =2.5秒，试写出闭环传递函数并求ωn ，ζ为多少。

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。

《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 参考答案一、1. 操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、分级计算机控制系统 现场总线控制系统 2. 变送器 3. PCI 、XT 、ISA 4. 查询控制方式 5.逐次逼近式6. 1.2mA7. 输出保持器8.DMA 方式9. 积分项 10max 2s ωω≥11、模拟化设计方法、离散化设计方法 12、遇限削弱积分法 积分分离法二、略 三、化成微分方程：)()()()()(2121t Ke t u t u T T t uT T =+++ 差分得：)()()]1()([)]2()1(2)([21221k Ke k u k u k u T T T k u k u k u TT T =+--++-+-- 整理得：)2()1()2()()(212121212--++-+++=k u TT TT T T k u TT TT T T k Ke T k u 四、()()()()()()()()()()()()()()()p 0p 1p 2p 0121210.25s 0.2s 2,0.25,0.21 6.51272.5:12 6.571 2.52:11 6.571 2.52D I D I D D D s K T T T T q K T T T q K T T q K TPID u k q e k q e k q e k e k e k e k PID u k u k u k u k e k e k e k ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦===⎛⎫=++= ⎪⎝⎭⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭==∆=+-+-=--+-=-+∆=-+--+-增量型控制算式位置型控制算式 五、s T s s D i 1)(+=τ 其中1s T =τ， )122(21)1()()()(222+=+==s T s T s T s T K s G s D s G s i c ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⇒==22222222s i s i KT T T T T K T ；得：s KT s T s D s s 2121)(+= （2）、KT T K s s P 212=，1s I T T =， 用差分法离散可得：)2()1()()1()(210-+--+-=k e a k e a k e a k u k u其中：)1(0TT T T K a D I P ++=，)21(1T T K a D P +=，T T K a D P =2六、 ()()()2111z 12z 1z z －－－－＋＝G上式中q j 2q 2j 2v 0u 0d ≤且＝，＝，＝，＝，＝所以1122120()12()p d u F z l v j q F z m z m z --=+=→==-+=→=+ ()()()()()()()()2111111111221211211111:2,1v j q e i i w d i i e z a z z F z z z z b z F z m z m z z z m m -----=-----=⎡⎤Φ=∏--=-⎢⎥⎣⎦⎡⎤Φ=∏-=+⎢⎥⎣⎦Φ=-Φ==-由得 ()()()211212e z z z z z ---Φ=-Φ=-11111121121121231211()21.7(10.368)(10.5)()()()(10.718)(1)()()()(1)0.025(1)()()()(2)0.0500.0750.100(1)0.5425(1()()()e e z z z D z G z z z z Tz E z z R z z z z Tz C z z R z z z z z z z z U z E z D z ----------------Φ--==Φ+-=Φ=-=-=Φ=-=+++--==11110.368)(10.5)(10.718)(1)z z z z -----+-七、（1）中位值滤波（2）如果前一个数大于后一个数，则交换数据。