计算机控制习题(ZZ搜集整理)
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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。
计算机控制技术复习题(含部份答案)⼀. 填空题:1、计算机控制系统的⼯作过程为:实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
2、计算机控制系统硬件由⼯业控制机、计算机、过程输⼊输出通道和⽣产过程组成。
3、选择D/A转换器时应着重考虑的是:精度、分辨率。
4、接地技术中接地⽅式有:⼯作接地、保护接地等两种。
5、计算机控制系统按总体结构来分有:开环控制系统、闭环控制系统两⼤类6、计算机控制系统是指采⽤了数字计算机和其他⾃动化设备的⾃动控制系统。
7、计算机控制系统软件由控制部分和被控对象组成。
8、计算机控制系统输⼊/输出通道分为四类,分别是模拟量输⼊通道、模拟量输出通道、数字量输⼊通道,数字量输出通道。
9、过程通道中存在的⼲扰有:串模⼲扰、共模⼲扰。
10、局域⽹常见的⽹络拓朴结构有:星型、环型、总线型等。
11、计算机控制系统是指利⽤计算机来实现⽣产过程⾃动控制的系统。
14、衡量⼀个D/A转换器性能的主要参数有:分辨率、转换时间、精度、线性度。
15、数据处理的内容有:线性化处理标度变换。
16、闭环负反馈控制的基本特征是:测量偏差、纠正偏差。
17、⼀阶惯性环节的主要特点是当输⼊量突然变化时,输出量不能突变,⽽是按指数规律变化。
18、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,精度越⾼。
19、离散系统稳定性与连续系统不同,它不仅与系统的结构和参数有关,还与系统的采样周期有关。
20、若已知闭环系统的⾃然频率为ωn ,经验上,采样频率ωs应取≥10ωn。
21、通常把叠加在测量信号上的⼲扰信号称为串模⼲扰。
22、为使得传感器特性与A/D变换的特性相匹配,通常在传感器和A/D变换器之间加⼊调理电路。
23、计算机控制系统中常⽤的控制器有可编程控制器、⼯控机、DSP、智能调节器等。
24、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⽅式。
25、信号接地⽅式应采⽤单点接地⽅式,⽽不采⽤多点接地⽅式。
1.一个联机系统不一定是一个实时系统,但一个实时控制系统必定是联机系统。
2.操作指导控制系统是一种闭环控制结构,该系统的优点是结构简单,控制灵活和安全,缺点是不适合用于多个对象的控制。
3.温度控制系统的热惯性大、反应慢、所以调节需要频繁,采样周期选得要短一点;对于一些快速系统,如交直流可逆调速系统、随动系统,要求采样周期长一点。
4.计算机控制系统与连续系统相比,在系统结构与参数不变的条件下,抑制干扰的能力加强。
5.计算机控制系统中,计算机的作用主要有哪几个方面?6.生产过程设备不直接受计算机控制,而是通过中间记录介质,靠人进行联系并作相应操作的方式,称为“离线”方式,离线方式能实时地对系统进行控制。
7.采样周期取值越大,那么复现精度就越高,也就是“越真”。
8.过程输入输出通道是计算机和被控对象(或生产过程)之间设置的信息传送和转换的连接通道。
一般分为:模拟量输入输出通道和开关量输入输出通道。
9.监督控制方式的控制效果,主要取决于数学模型的优劣。
这个数学模型一般是针对其一目标函数设计的,如这一数学模型能使某一目标函数达到最优状态,那么,这种控制方式就能实现最优控制。
10.计算机控制系统的控制过程分为哪几步?11.生产过程设备不直接受计算机控制,而是通过中间记录介质,靠人进行联系并作相应操作的方式,称为“脱机”方式或“离线”方式,离线方式能实时地对系统进行控制。
12.计算机控制系统与连续系统相比,在系统结构与参数不变的条件下,抑制干扰的能力加强。
13.零阶保持器是一个低通滤波器,但不是一个理想低通滤波器,高频信号通过零阶保持器不能完全滤除,同时产生相位滞后。
14.一般来说,采样周期T也对系统的稳定性有影响。
加长采样周期,会改善系统的稳定性。
15.用框图表示直接数字控制系统的构成。
16.A/D、D/A转换器不仅影响系统稳态控制精度,而且影响系统动态指标。
17.零阶保持器是一个低通滤波器,但不是一个理想低通滤波器,高频信号通过零阶保持器不能完全滤除,同时产生相位滞后。
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。
_)(s R )(s C 图 111 s s10)(s N 计算机控制技术试题(2)一、填空题(每空2分,共20分)1.闭环控制系统是使被控量有较高的 精度 。
2.控制系统常常按其开环传送函数中所含 积分 环节个数来分类,分为“0”型,“I ”型系统等。
3.在一个闭环系统里,不同输入与输出之间的传递函数分母 相同 4、按照微机的应用方式,计算机控制系统可分为: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。
5.系统的稳态误差与 系统本身的结构和参数有关,而且与输入序列和幅值有关,此外还与采样周期的选取有关 。
6.在计算机控制系统中存在有五种信号形式变换,其中 采样,量化,零阶保持器 等三种信号变换最重要。
二、简答题(每题6分,共30分)1.已知闭环系统如图1所示,试问:1)若R(s)为单位斜坡函数时,其稳态误差为多少?2)若N(s)为单位阶跃函数时,其稳态误差为多少?3)R(s)、 N(s)同时作用时,总误差为多少? (不必进行具体计算) 答案0.1; 0; 0.12.已知A 点信号如图2所示,试画出B 点、C 点的信号图形,设采样周期T=/2。
答案t)(t x oCππ2t)(t c oBππ24.已知如下两种串联环节,试写出其输出与输入之间的传递函数G(z)。
(已知 Z[1/s]=)1z (z- Z[1/s 2]=Tz/(z-1)2)答案22)1(1)(-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=z Tz s Z z G (2)22)1()1()1(11)(-=-⋅-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡=z z z z z z s Z s Z z G , 5.已知x(t)=(0.5+5sin3t) 采样周期T=2/3,试求采样信号x *(t)。
答案∑∑∑∞=∞=∞=-=-⋅+=-=000*)(5.0)()]323sin(55.0[)()()(k k k kT t kT t k kT t k x t x δδπδ 五、(13分)若已知计算机控制系统结构如图6所示1)试确定使系统稳定的K 的范围;1/s1/sG(z )TT c *(t)r(t)1/sTc *(t)1/sT r(t)G(z )KZOH1s 1+ c *(t)c (t)T=1秒-TTr (t)2)若将该系统改为连续系统(即取消采样开关及ZOH ),试问使系统稳定的K 值范围。
计算机控制试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 计算机控制系统中,通常使用什么类型的控制算法?A. 线性控制算法B. 非线性控制算法C. 混合控制算法D. 以上都不是2. 以下哪个不是计算机控制系统的特点?A. 实时性B. 灵活性C. 稳定性D. 可扩展性3. 在计算机控制系统中,PID控制器的P代表什么?A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例积分4. 计算机控制系统的硬件组成不包括以下哪一项?A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 电源5. 计算机控制系统中的闭环控制指的是什么?A. 控制器与被控对象之间的控制B. 控制器、被控对象与反馈环节之间的控制C. 只有控制器的控制D. 只有被控对象的控制6. 计算机控制系统的软件设计中,不包括以下哪一项?A. 系统初始化B. 控制算法实现C. 数据采集D. 硬件维护7. 以下哪个不是计算机控制系统的输入设备?A. 键盘B. 鼠标C. 传感器D. 扫描仪8. 在计算机控制系统中,DCS指的是什么?A. 分布式控制系统B. 数据采集系统C. 直接数字控制系统D. 动态控制系统9. 计算机控制系统的控制算法中,模糊控制算法属于什么类型的控制?A. 线性控制B. 非线性控制C. 混合控制D. 以上都不是10. 计算机控制系统中的前馈控制指的是什么?A. 基于过去控制行为的控制B. 基于当前控制行为的控制C. 基于未来控制行为的控制D. 基于反馈控制行为的控制二、填空题(每空1分,共10分)1. 计算机控制系统的核心是________。
2. 计算机控制系统的控制方式主要有开环控制和________。
3. 在计算机控制系统中,控制算法的实现通常需要________。
4. 计算机控制系统的硬件组成主要包括传感器、执行器、________等。
5. 计算机控制系统的软件设计通常包括系统初始化、控制算法实现、________等。
三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述计算机控制系统的基本组成及其功能。
计算机控制系统习题集目录一各章习题 (1)二填空题练习 (6)三简答题练习 (8)四综合题练习 (11)一各章习题1.1 第1章绪论1. 计算机控制系统的硬件主要包括哪几个部分?2. 什么是过程控制通道,过程控制通道主要有哪几种?3. 根据计算机控制系统的发展历史和在实际应用中的状态,计算机控制系统可分为哪6类,各有何特点?4. 计算机控制系统从深度和广度两方面各有何发展趋势。
1.2 第2章计算机控制系统中的检测设备和执行机构1. 什么叫传感器及变送器?2. 简述压力检测的主要方法和分类。
3. 简述温度检测的主要方法和分类。
4. 简述热电偶测温的原理。
2. 物位仪表分为哪几类?6. 简述电容式差压变送器的工作原理。
7. 简述常用执行机构和执行器的工作原理。
8. 简述TT302温度变送器的结构和工作原理。
9. 简述交流、直流伺服电机的工作原理。
10.简述步进电机的工作原理。
1.3 第3章计算机总线技术1.什么叫总线?为什么要制定计算机总线标准?2.计算机总线可以分为哪些类型?3.评价总线的性能指标有哪些?4.STD总线有哪些特点?5.常用的PC总线有哪些?各有什么特点?6.简述PCI总线的性能特点。
7. 简述IEEE-488总线的工作过程。
8. 详述RS-232C 、RS-485和RS-422总线的特点和性能。
9. RS-232C 总线常用的有哪些信号?如何通过该接口实现远程数据传送?10. 什么是平衡方式和不平衡传输方式?试比较两种方式的性能。
11. USB 数据传输方式有哪几种?USB 协议中是如何区分高速设备和低速设备的?12. 简述USB 总线的枚举过程1.4 第4章 过程通道与人机接口1.什么是过程通道?过程通道由哪几部分组成?2.画出数字量输入输出通道的结构。
3.在数字量输入调理电路中,采用积分电容或RS 触发器是如何消除按键抖动的?4.数字量输出驱动电路有哪三种形式?各有什么特点?5.画出D/A 转换器原理框图,并说明D/A 转换的原理。
计算机控制系统复习题一、填空题 1、计算机控制系统由计算机和 被控对象(或生产过程)两部分组成。
计算机控制系统的基本工作原理可以归纳为: 实时数据处理、 实时监督决策、 实时控制及输出。
2、所谓计算机控制,就是利用 传感装置 将被监控对象中的物理参量(如温度、压力)转换为电量(如电压、电流),再将这些电量送入 输入装置 中转换为计算机可识别的数字量,并且在计算机的显示装置中以 数字、图形或曲线 的方式显示出来,从而使得操作人员能够直观地了解被监控对象的变化过程。
计算机还可以将采集到的数据存储起来,随时进行分析、统计和显示并制作各种 报表 。
如果需要对被控对象进行控制,则由计算机中的应用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工艺所要求该物理量的设定值进行判断;然后在 输出装置 中输出相应的电信号,并且推动 执行装置(如调节阀、电动机) 动作从而完成相应的控制任务。
3、若ωmax 为被采样的连续信号的最高频率,根据香农采样定理,采样周期必须满足 T<π/ωmax 4、人机接口的作用:一是输入程序或数据,完成各种操作控制;二是显示生产过程的工艺状况与运行结果。
5、与开环控制系统相比较,闭环控制系统可以使被控量具有较高的精度6、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 之间加入调理电路。
选择D/A 变换器字长时,要求计算机系统输出的最小信号应小于执行机构的死区。
7、计算机网络有两个基本功能:数据通信、资源共享。
8、计算机网络的拓扑结构常用的有:星型结构、环型结构、总线型结构、树型结构、组合型结构。
9、某8位A/D 转换器的输入电压为0~+5V ,则输入模拟量为3V 是输出的数字量是99H 10、平均值滤波是对信号y 进行m 次采样;则滤波器的输出=)k (y ∑=mi i y m 1)(1 11、在微机控制系统中,一般采用分别汇流法单点接地,这样接地的目的是避免构成地回路。
1.采样频率越高,采样数据描绘的曲线实际曲线。
为了提高控制精度,应尽可能。
2.在三相步进电机系统中,为了提高控制力矩,常常采用方法来实现。
3.在PID调节器中,比例系数KP的确定比微分和积分系数更重要,因为它关系到______。
4.采样/保持器有两种工作方式。
在采样方式中,采样-保持器的输出__________在保持状态时,采样-保持器的输出______。
5.在PID控制系统中,I的作用主要是______,它一般不单独使用的原因是__ _。
6.线性插值法最根本的问题是____________________。
7.CD4051是________路________向多路开关,当其INH端接_____伏时,芯片被选通。
8.在计算机控制系统中,采样周期T的确定很重要,因为它关系到_______,T太大_______。
9.步进电机的步距角指________,齿距角指______,拍是指________。
10.3相(A、B、C)步进电机有3种通电方式,是,和。
二、判断题(正确,在括号内划∨,错误,在括号内划╳,并改正(只对错误部分进行改正即可)(本题共5 小题,共10分)1. 在显示系统中,若为动态显示,需将待显示数变成显示码才能输出到显示器进行显示。
若在显示电路中增加一级锁存器,则可直接将待显示数输出到显示器进行显示。
()2. DAC0832是常用的8位D/A转换器,内部设有两级缓冲器,目的是使转换数椐得到充分缓冲,确保转换精度。
()3. 由于各种传感器提供的电压信号范围很宽,需要通过可编程增益放大器,对信号进行调整,使A/D转换器满量程信号达到均一化。
()4. 某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理,发现总有一些杂波无法滤掉,原因是采样时间间隔太大()。
5. 在工业过程控制系统中,由于被控对象所处环境复杂,常使采样值偏离实际值。
所以一般要加入滤波环节,且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用。
()三、简答题(本题共6 小题,共35 分)1.(本题6 分)简要说明多路开关的主要特点。
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?M,定义为开环频率特性在截止频率?c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(?)= 。
8.若已知闭环系统自然频率为?n,经验上,采样频率?s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)=?n 2/s(s+2??n )实测求得单位阶跃响应的?%=4.3%,t s =2.5秒,试写出闭环传递函数并求?n ,?为多少。
计算机控制习题及答案计算机控制是现代工业自动化和智能制造领域中的一个重要分支,它涉及到计算机技术在控制系统中的应用。
以下是一些计算机控制的习题及其答案,供学习者参考和练习。
习题一:计算机控制系统的组成1. 简述计算机控制系统的基本组成部分。
2. 描述计算机控制系统中输入/输出接口的作用。
答案一:1. 计算机控制系统的基本组成部分包括:传感器、输入/输出接口、中央处理单元(CPU)、执行器和控制软件。
2. 输入/输出接口在计算机控制系统中起到连接传感器和执行器的作用,它负责将传感器检测到的信号转换成数字信号供CPU处理,并将CPU的控制指令转换成适合执行器工作的信号。
习题二:数字PID控制器的实现1. 解释什么是PID控制器,并简述其工作原理。
2. 编写一个简单的数字PID控制器算法。
答案二:1. PID控制器是一种常见的控制算法,其名称来源于比例(Proportional)、积分(Integral)、微分(Derivative)三个控制作用的首字母。
PID控制器通过调整比例系数、积分系数和微分系数来实现对系统输出的精确控制。
2. 数字PID控制器算法示例(伪代码):```for each control cycle {setpoint = desired value;measurement = read sensor;error = setpoint - measurement;P_term = Kp * error;I_term += Ki * error * dt;D_term = Kd * (error - previous_error) / dt;output = P_term + I_term - D_term;apply output to actuator;previous_error = error;}```习题三:计算机控制系统的稳定性分析1. 简述稳定性的概念。
2. 描述如何使用奈奎斯特判据进行系统的稳定性分析。
第三、四、六、七章复习题一、选择题1.欲使具有最高频率为ωmax的连续信号经采样后仍能恢复出原信号,必须使采样频率ωs满足()A. ωs<2ωmaxB.ωs≥2ωmaxC.ωs任意D. ωs=ωmax2.零阶保持器的传递函数为()A. H(s)= 1Tses-B. H(s)= se Ts--1C. H(s)= se Ts---1 D.H(s)= s e Ts--13.计算机控制系统消除积分不灵敏区的措施是()A. 减小计算机字长的限制B. 降低运算精度C. 增加AD转换位数D. 丢弃偏差过小的值4.稳定的连续系统采用一阶前向差分方法离散化,所得D(z) 的稳定性与采样周期T 的关系()A.有关 B.不定 C.无关 D.视周期大小5.当采样周期T过大时,计算机控制系统的稳定性通常将要()A.变差B.变好C.不定D.不变6.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.无法确定7.对于大的随机干扰或采样器不稳定引起的干扰信号,常常采用()抗干扰。
A. 加权平均值滤波B. 平均值滤波C.中值滤波和程序判断滤D.限幅滤波8.题4图所示有源RC网络是一种()题4图A.积分环节 B.微分环节 C.惯性环节 D.比例环节9.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.高于B.小于C.等于D.不等于10.对于控制精度要求不太高,不希望控XXX用频繁动作而控制过程要求平稳的场合。
常采用()PID控制算法。
A.不完全微分B.积分分离C.带有死区的D. 微分先行11.若计算机控制系统中执行机构动作惯性增大,则采样周期()A.应增大B.应减小C.可以不变D.可增大也可减小12.为了减少有限字长产生的量化误差,采样周期()A.应增大B.应减小C.可以不变D.可增大也可减小13.在计算机控制系统里,当采样周期T增大时,系统的稳态精度()A.变好B.变坏C.不受影响D. 无法确定14.对于偶然出现的脉冲干扰,常采用()A. 加权平均值滤波B. 平均值滤波C. 中值滤波和程序判断滤D. 惯性滤波适用于纯滞后较大的过程15.从相频特性上来看,零阶保持器是一个()环节。
1控制分类:恒值系统:他们的给定值都是恒定值。
随动系统:给定值是实现位置的时间函数的系统。
程序控制系统:控制指令已预先知道的系统。
镇定系统:根据偏差产生控制作用,对系统进行自动调节,使被控量保持恒定。
2控制构成概念:将控制器由数字控制器来实现,就组成了一个典型的计算机控制系统。
3控制过程:实时数据采集、实时决策、实时控制、信息管理。
4控制系统的组成:硬件、软件、计算机控制系统网络。
5控制系统的概念:计算机控制实质上是自动控制技术和微机技术的结合。
性能指标:实现复杂的控制规律,提高控制质量,增加产品数量;能游戏奥的客服随机扰动;控制规律灵活、多样;控制和管理结合,自动程度进一步提高。
6(1)数据采集系统主要任务和作用:把生产过程中反映生产状态的各种参数送入计算机、处理。
所得结果不仅作为操作指导信息输出显示,还可以进行打印、储存、传送等操作。
此外,数据采集系统还可以根据计算结果判断生产状态是否正常,如果发现异常,还会自动报警。
(2)数据采集系统组成:用于系统控制的计算机、完成数据输入输出任务的过程通道,连接计算机和过程通道的接口电路,实现数据显示、打印、存储等功能的输出和报警装置,用于系统控制欲数据处理的使用软件 7过程通道的作用和分类 作用:进行信息传递和转换的连接通道。
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 8量化:就是用一组数码来逼近离散模拟信号的幅值,将其转化为数字信号的。
量化过程:将离散采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程,其中进行量化处理的装置为模/数/(A/D)转换器。
12min max --=n f f q ,量化误差的最大值为2q ± 模拟信号fmax=10V ,fmin=0V ,取n=8,则q ≈4mV ,量化误差最大值emax ≈±2mv9采样过程:将连续的模拟信号,通过采样开关按一定时间间隔的闭合和断开,将其抽样成一连串离散脉冲信号的过程10孔径时间:在模拟量输入通道中,A/D 转换器将模拟信号转换成数字量总需要一定时间,完成一次A/D 转换的时间称为孔径时间。
简答题1。
3 计算机控制系统的典型形式有哪些?各有什么优缺点?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。
(6)综合自动化系统。
P81.4。
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)“离线”方式:若生产过程设备不直接与计算机相连接,其工作不直接受计算机的控制,而是通过中间记录介质,靠人进行联系并作相应操作的方式,则叫做“脱机"方式或“离线"方式。
1。
5工业控制机由哪几部分组成?各部分的重要作用是什么?工业控制机的特点是什么?答:工业控制机主要由以下几部分组成:1、硬件组成:(1)主机板:进行必要的数值计算,逻辑判断,数据处理。
(2)内部总线:内部各部分进行信息传递的公共通道,是一组信号线的集合。
(3)外部总线:与其他计算机和智能设备进行信息传送的公共通道。
(4)人—-机接口(5)系统支持功能:监控定时器、电源掉电检测、保护重要数据的后台存储器体、实时日历时钟、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。
2、软件组成:(1)系统软件:实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序。
计算机控制考试试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是计算机中常见的输入设备?A. 键盘B. 鼠标C. 打印机D. 扫描仪答案:C2. 以下关于计算机操作系统的描述中,正确的是?A. 操作系统是一种硬件设备B. 操作系统用于控制计算机的外设C. 操作系统是计算机软件的一部分D. 操作系统只能运行在个人电脑上答案:C3. 在Excel中,可以用来进行数据计算和分析的功能是?A. 排序B. 过滤D. 插入图表答案:C4. 下列哪个不是计算机网络的作用?A. 共享信息B. 远程控制C. 娱乐游戏D. 电子邮件答案:C5. 在计算机中,CPU是指什么?A. 中央处理器B. 中央存储器C. 控制处理单元D. 具有独立功能的电路板答案:A二、填空题1. 在计算机中,二进制系统使用的是 __________ 进制。
2. 在编写程序时,对程序的错误进行排查和修复的过程被称为__________。
答案:调试3. 在数据库管理系统中,用于检索和存储大量数据的语言是__________。
答案:SQL4. 在计算机网络中,IP地址是用来标识 __________ 的唯一地址。
答案:设备5. 在Word文档中,用于对文字进行加粗、斜体等格式设置的功能是 __________。
答案:字体三、简答题1. 请简要解释什么是操作系统,并举例说明操作系统的作用。
答案:操作系统是计算机软件的一部分,它负责管理和控制计算机硬件和应用程序的运行。
操作系统的作用包括:- 硬件管理:操作系统可管理计算机的硬件资源,如内存、CPU、硬盘等,合理分配资源以提高计算机的效率。
- 文件管理:操作系统可管理计算机中的文件和文件夹,包括创建、复制、移动、删除等操作,使用户能够方便地管理和访问文件。
- 进程管理:操作系统可管理计算机中的各个进程,包括进程的创建、调度、同步等操作,确保多个程序能够有效地共享计算机资源。
- 用户界面:操作系统提供了与计算机交互的接口,如图形界面(GUI)或命令行界面(CLI),使用户能够操作计算机并运行应用程序。
一、选择1系统内部交换信号既有连续信号又有数字信号,这样的系统被称为( C )。
A、连续时间系统B、离散时间系统C、采样系统D、混合时间系统2在经典控制系统理论中,分析连续控制系统的数学工具是( A ),分析离散控制系统的数学工具是( B )。
A、拉氏变换B、Z变换C、状态空间表达式D、线性代数方程组3下面哪一种关于采样过程的描述是错误的?()A、以一定的时间间隔对连续信号进行采样,使连续信号转换成时间上离散的脉冲序列的过程称为采样过程。
B、以一定的时间间隔对连续信号进行采样,使连续信号转换成时间上、幅值上离散的数字信号的过程称为采样过程。
C、对连续时间信号采样可以解释为连续时间信号被理想单位脉冲作了离散时间调制。
D、对连续时间信号采样可以解释为理想单位脉冲被作了连续时间信号幅值调制。
4、假如在一个数据采集系统中,被采集的信号的最大输出为5V,最小输出信号为5mV,请问所选A/D转换器的位数至少为多少?()A、8B、10C、12D、45 对于一个未妥善进行屏蔽的计算机测控装置而言,其附近的大容量电动机和变压器的漏磁最易引发哪种类型的干扰?( C )A、静电耦合干扰B、信号交叉干扰C、互感耦合干扰D、浪涌电压干扰6 为消除现场被采集的信号中混入的工频电压分量,通常令信号通过双积分型模拟/数字转换器进行转换,试在下列积分时间间隔数据中选择可实现以上要求的数据。
( A )A、40msB、10msC、4msD、1ms7 某一台计算机的"可用性"(Availability)比较高,其含义是指:( C )A、它很少出故障,偶尔出现故障时修复却不容易B、它经常出故障,但故障修复很容易C、它很少出故障,即使出现故障修复也很容易D、它经常出故障,且故障修复也不容易8 一个包括A/D转换器在内的实时数据采集系统,每1μs进行一次数据采集,然后进行数据处理,此时应采取的数据传送方式为:( C )A、查询方式B、硬中断方式C、DMA传送方式D、无条件传送方式9 请选择用于定量描述计算机控制系统的实时性的术语。
( A )A、响应时间B、实时时钟C、实时中断能力D、实时管理程序10.计算机控制系统中,采样周期T减少时,由于字长有限所引起的量化误差将( A )。
A 增大B 减小C 不变11.在确定A/D变换器精度时,通常要求它的精度应( B )传感器的精度。
A 大于B 小于C 等于12.选择D/A变换器字长时,要求计算机系统输出的最小信号应执行机构的死区。
A 大于;B小于;C 等于(答案B)13.一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。
(答案 B)二、填空:1.一个由单片机构成的控制系统需实时测量一反应釜内温度监控点的温度,设采用一线性温度测量仪表,其量程为150℃~915℃。
若某时刻获得的采样及数字滤波后的温度数据为F0H,则所对应的十进制温度值为870℃。
2.在计算机控制系统的过程输入通道中,输入信号线上的信号电压中对参考电压而言其量值相等的分量称为共模电压,而其相差的分量则称为差模电压。
3.零阶保持器是一个相位滞后环节,它的相频特性φ(ω)=-ωT/2 。
4.若已知闭环系统自然频率为ωn,经验上,采样频率ωs应取≥10ωn。
5.通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为串模干扰。
6.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之间加入调理电路。
7.通常在传感器与A/D之间加入调理电路的目是使传感器与A/D的特性相匹配。
8.采用差分放大器作为信号前置放大是抑制共模干扰的有效方法之一。
9.计算机控制系统的控制过程,从本质上可以归纳为、和三个步骤。
一个实时控制系统必定是一个在线系统,这里“在线”的含义是指;而“实时控制”的含义是指。
答:实时数据采集,实时控制决策,实时控制输出;控制设备直接与计算机连接,不通过中间介质连接,控制设备不直接与计算机连接;计算机能够在工艺要求的时间内及时地完成检测、计算、控制输出等工作10.计算机控制系统中,直接数字控制(DDC)的含义是。
计算机直接参与闭环控制过程,无需中间环节调节器,微型机通过输入对一个或多个物理器进行巡回检测并根据规定的控制规律进行运算,然后发生控制信号,通过输出通道直接控制调节阀等执行机构,完全取代模拟调节器,实现多回路PID调节,改变称程序可实现基本控制。
11.A/D转换器的分辨率和精度是两个不同的概念。
分辨率是指;而相对精度是指;一个10位A/D转换器,基准电源的信号电压为5.12V时,它的绝对精度是 mv,它的相对精度为,它的分辨率为 mv。
能对转换结果发生影响的最小输入量;转换后所得结果相对于实际值的准确度;5;0.1%, 512.计算机控制系统中,按干扰的作用方式,可分为和两种,而数字滤波只能抑制。
常态干扰;共模干扰;.常态干扰13. 对于一个10位A/D转换器,基准电源的信号电压为10.24V 时,它的绝对精度为 mv,相对精度为,它的分辨率为 mv;相对精度的含义是指;分辨率的含义是指。
5,0.1%,10,AD转换器的转换结果相对于实际信号的精确程度,能够影响输出变化的最小输入简答:采样过程是什么?什么叫做量化过程?什么要用采样保持器?在进行数据采集时为什么要满足采样定理?为何在计算机测控系统中常采用数字滤波程序对采样信号进行处理?通过数字滤波可以减小干扰在信号中的比重,提高信噪比。
写出算术平均滤波的算式,该算法使用于哪些信号滤波? 算术平均滤波的算式为:∑==N i i X N Y 11 ,该算法适用于压力、流量等周期脉动信号的滤波。
写出一阶滞后滤波的算式,该算法使用于哪些信号滤波?一阶滞后滤波的算式为:1)1(-+-=k k k Y X Y αα,该算法适用于过程变化较慢的信号滤波。
在微机系统中对非线性函数常用线性插值原理作线性化处理,这种处理的优点是什么?优点是可用线性方程近似求解非线性函数,速度快,效率高。
计算机控制系统的控制过程地三个步骤是什么?答: 实时数据采集; 实时决策; 实时控制。
简述多路开关的作用。
开关量的传送应注意什么:答:电气隔离,电平转换。
采样过程是什么?什么叫做量化?什么叫做量化误差?为什么要用采样保持器?简述软件的抗干扰措施的应用方法。
答:软件陷阱,指令冗余。
1 试述采样周期T 的选择原则答:(1)必须满足香农采样定理的要求(2)从控制系统的随动和抗干扰的性能来看,则T 小些好。
干扰频率越高,则采样频率越高越好,以便实现快速跟随和快速抑制干扰。
(3)根据被控对象的特性,快速系统的T 应取小,反之,T 可取大些。
(4)根据执行机构的类型,当执行机构动作惯性大时,T 应取大些。
否则,执行机构来不及反映控制器输出值的变化。
(5)从计算机的工作量及每个调节回路的计算成本来看,T 应选大些。
(6)从计算机能精确执行控制算式来看,T 应选大些。
2防止积分整量化误差的方法有哪两种?答:(1)扩大计算机运算的字长,提高计算精度。
(2)当积分项()I K e k δ<时,积分项单独累加,直到产生溢出。
将溢出值作为积分项的偏差值去进行运算,余数仍保留下来,作为下一步累加的基数值。
3数字控制器与模拟调节器相比较有什么优点?答:(1)模拟调节器调节能力有限,当控制规律较为复杂时,就难以甚至无法实现。
而数字控制器能实现复杂控制规律的控制。
(2)计算机具有分时控制能力,可实现多回路控制。
(3) 数字控制器具有灵活性。
修改控制参数或改变控制方式一般只改变控制程序即可。
(4)采用计算机除实现PID 数字控制外,还能实现监控、数据采集、数字显示等其他功能。
4增量型PID 控制算法与位置型PID 控制算法相比较,有哪些优点?答:(1)位置式算法每次输出与整个过去状态有关,容易产生较大的积累误差。
而增量式中只需计算增量,算式中不需要累加,控制增量的确定仅与最近几次偏差采样值有关,当存在计算误差或精度不足时,对控制量计算的影响较小,且较容易通过加权处理获得比较好的控制效果。
(2)由于计算机只输出控制增量,所以误动作时影响小,且必要时可用逻辑判断的方法去掉,对系统安全运行有利。
(3)手动-自动切换时冲击比较小。
5防止积分饱和的方法有哪两种?答:积分分离法和遇限削弱积分法。
6.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。
答:若连续信号所含频率分量的最高频率为max ω,为使其采样信号不失真,采样频率max 2ωω>s ;若不满足采样定理,一个高频信号将会变成低频信号。
7.计算机控制系统在选择A /D 变换器时应注意哪几项指标,这些性能指标应根据什么原则选取。
答:(1)精度:应高于传感器的精度一个数量级;(2分)(2)分辨率:即字长,应根据测试信号的动态范围确定;(2分)(3)转换速率:根据系统的频带或信号的变化频率确定。
(1分)8.已知A 点信号如图2所示,试画出B 点、C 点的信号图形,设采样周期T=1秒。
( a )答:波形如下图所示:( a ) ( b ) ( c )五、现已知某炉温变化范围为0~1000℃,测试时,采用9位的A/D 变换器(带符号位),试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。
若测试时,通过变送器将测试起点迁移到500℃,保持同样的系统对炉温变化的分辩率,试问此时可采用几位的A/D 变换器就可以了。
解:(1)∆=/)1000(28o , 故Δ=3.9℃;(5分)(2)9.3/)5001000(2o o n -=, 故72lg /2.128lg =≥n (5分)现已知某炉温变化范围为0~1500℃,要求测试时,分辨率为3℃,试确定A/D 变换器的字长应选为多少?若A/D 字长n 不变,通过变送器将测试起点迁移到600℃,试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。
答案:1), 故2), 故 现已知某炉温变化范围为0~1000℃,要求测量温度的分辨率为5℃,试确定A/D 变换器的最小字长。
log(1000/5)/log 28n ≥≥现已知某飞机飞行高度变化范围为0~10000米,测试时,采用12位的A/D 变换器,试问此时系统对高度变化的分辩率为多少。
若测试时,通过高度表改变测试方式,测量相对基准高度9000米的±500米的变化量,试问此时A/D 变换器的分辩率为多少。
解:高度变化范围为0~10000米时, 因为测量均为同号, 所以A/D12位均可用于测试, 故分辨率D=10000/212=2.45米;测量相对基准高度±500米的变化量时,因为要测量正负变化量, 故A/D 应保留一位符号位, 故分辨率D=500-(-500)/211=0.49米。