成考复习资料
《计算机控制技术》 复习资料1
一、填空题
1、在计算机控制系统几种典型的应用中 系统是开环的控制结构，
系统是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式， 系统能自动的改变给定值，使生产过程达到最优。
2、STD总线是一种规模最小，面向工业控制，设计周密的 位系统总线，VME总线是1981年推出的第一代 位工业开放标准总线。
3、D/A转换器的转换原理可以归纳为“按权展开，然后相加”，因此D/A转换器内部必须要有一个 ，以实现按权值分别进行D/A转换。
4、数控系统由输入装置、输出装置、 和 4部分组成，其一般步骤是曲线分割、 、 。
5、PID控制中积分饱和会引起输出超调使系统不稳定，通常改进的方法有
法 、 法和有限偏差法。
6、根据步进电机的结构分析可知，错齿是促使步进电机旋转的根本原因，改变步进电机的 可以改变其运行方式；改变 ，可以控制步进电机的正、反转。
7、达林算法的目标是设计合适的数字控制器D(z)，使整个计算机控制系统等效的闭环传递函数期望为一个 和 相串联，并期望闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。
8、在连续系统中，表示输入信号和输出信号关系的数学模型用 和
来描述；在离散系统中，则用 、 和离散状态空间表达式来描述。
二、简答题
1、 过程输入输出通道与主机交换的信息类型有哪些？ 2、 画出数字量输入/输出通道的结构。
3、 什么是共模干扰？抑制共模干扰的措施有哪些？
4、 振铃现象是怎样产生的？它有什么危害？应怎样克服？
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，Ci的电压跟踪Vi的输入值，开关K2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。需检测Vi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Ci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umax。另外，当负误差的绝对值较大时，也
会出现u
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。因此，系统的调节品质变坏。
(3) 等效离散化设计所构造的计算机控制系统，其性能指标只能接近于原连续系统(只有当采样周期T=0时，计算机控制系统才能完全等同于连续系统)，而不可能超过它。因此，这种方法也被称之为近似设计。
第四章 计算机控制系统的数据处理技术
在计算机控制系统中，通过输入通道将生产过程中的有关参数采集进计算机中，然后需要对数据进行大量的处理，以形成控制信息、显示信息、决策信息、性能指标信息等。由于输入通道元器件的非线性、特性漂移和环境电磁干扰等因素的存在，采集的数据中包含有噪声信号，影响了数据的有效性，所以对采集的数据需要进行各种有效的预处理，如线性化或非线性补偿、数字滤波、自校正等。控制系统中有大量的数据，为了提高控制系统的实时性，在应用软件中需要采取合理的数据结构、存储形式和快速的数据查找技术等。对于处理以后的数据，需要以人们易于接受的形式加以显示、打印，包括数据格式转换、标度变换等处理。
本章介绍几种常用的数据处理技术。包括系统测量数据的自动校正、线性化处理及非线性补偿算法，查表技术，数字滤波技术和标度变换等。
§1、系统误差及自动校正
根据误差的性质，测量误差可分为系统误差、随机误差和疏失误差三类。
一、 系统误差
系统误差指相同条件下，经过多次测量，误差数值保持恒定，或按某种已知的规律变化的误差。这种误差的特点是，在一定有测量条件下，其变化规律是可以掌握的。
产生系统误差的原因主要有以下几个方面：
（1）测量系统设计原理以及制造上的缺陷：如放大器放大倍数的不准确、零点飘移等。
（2）测量环境的变化，如温度的改变、湿度的变化、电源电压的干扰等。
（3）数据处理过程中采用近似的测量方法或计算公式。
系统误差相对来说有规律可循，利用计算机很容易消除，下面介绍几种消除系统误差的方法。
1．环境温度引起的误差的修正（见课本P89）
2．零点漂移的自动校正（见课本P90） 传感器
测量元件 多路开关 A/D I/O CPU
传感器温度修正原理图 二、 随机误差
在同一条件下，多次测量结束的大小和符号是不定的，不存在任何确定的规律性，这种误差称为随机误差。
所谓随机性因素，是指实验者无法严格加以控制的因素，主要有如下因素：
计算机控制系统试卷二答案
班级： 姓名： 学号： 成绩：
一、 简答题（每小题4分，共40分）
1. 连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？
答：与连续控制系统相比，计算机控制系统具有以下特点：
(1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
(2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。
(3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
(4) 计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
(5) 一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。
(6) 采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。
2. 简述计算机控制系统的一般控制过程。
答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理。
(2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。
3. 简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。
答：(1) 连续信号
连续信号是在整个时间范围均有定义的信号，它的幅值可以是连续的,也可以是断续的。
(2) 模拟信号
模拟信号是在整个时间范围均有定义的信号，它的幅值在某一时间范围内是连续的。模拟信号是连续信号的一个子集，在大多数场合与很多文献中，将二者等同起来，均指模拟信号。
(3) 离散信号
离散信号是仅在各个离散时间瞬时上有定义的信号。
(4) 采样信号
采样信号是离散信号的子集，在时间上是离散的、而幅值上是连续的。在很多场合中，我们提及离散信号就是指采样信号。
(5) 数字信号
数字信号是幅值整量化的离散信号，它在时间上和幅值上均是离散的。
4. 线性定常离散系统的稳态误差是否只与系统本身的结构和参数有关？
