计算机技术复习题含答案
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第 1 页 共 9 页 一. 填空题: 1、计算机控制系统的工作过程为:实时数据采集、实时数据决策和实时数据处理。 2、计算机控制系统硬件由主机、外部设备 、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: 、 。 4、接地技术中接地方式有: 、 等两种。 5、计算机控制系统按总体结构来分有:控制部分和被控对象两大类 6、计算机控制系统是指采用了 的自动控制系统。 7、计算机控制系统软件由 系统软件和应用软件 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: 星形 、环形、总线型等。
11、计算机控制系统是指利用工业控制计算机 来实现 工业过程 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: 。 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 。 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 大于等于10wn
n。 21、通常把叠加在测量信号上的干扰信号称为 串模干扰 。 第 2 页 共 9 页
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序控制器、工控机、单片机、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 一点接地方式,而不采用多点接地方式。 26、模拟输出通道的结构形式主要取决于 保持器 的构成方式。 27、“若A则B,否则C”,用模糊关系表示为:(A*B)U(A*C) (后面的A上有一横) 28、采用双绞线作信号引线的目的减少电磁感应。 29、实时的概念不能脱离具体的过程,一个在线的系统不一定是一个 实时系统 ,但一个 实时系统 必定是一个在线系统。 30、数字量输出通道主要由 输出锁存器、输出驱动电路 、输出口译码电路等组成。 31、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用 看门狗、电源监控(掉电检测及保护)、复位 等方法。 32、计算控制系统的发展趋势:控制系统的 网络化 、扁平化、智能化、综合化。 33、5、调节器的比例度越大,则放大倍数 越小 ,调节作用就越弱,余差也 越大 。
34、二线制传输方式是指 二根导线 同时传输变送器所需的 电源 和变送器的 输出电流信号 ;热电阻温变与热电阻的连接用 三 根导线。 二、简答题: 1、计算机控制系统有哪几种典型类型? 答案:答:计算机控制系统的典型型式包括:操作指导控制系统;直接数字控制系统(DDC);监督控制系统(SCC,也称设定值控制);集散控制系统(DCS);现场总线控制系统(FCS)和综合自动化系统。
2、计算机控制系统中抗共模干扰的措施有哪些? 答案:抗共模干扰措施:1、平衡对称输入2、选用高质量的差动放大器3、控制系统的接地技术 3、计算机控制系统的设计步骤可划分为四个阶段: 第 3 页 共 9 页
答案:工程项目与控制任务的确定阶段,工程项目与控制任务的设计阶段,离线仿真和调式阶段,在线调试和运行阶段。
4、采样定理的基本内容是什么?
5、什么是数字滤波?常用的数字滤波有哪些方法? 答案:用数字设备,通过一定的算法,对信号进行处理,将某个频段的信号进行滤除,得到
新的信号的这一过程叫做数字滤波。1、限幅滤波法;2、中位值滤波法 ;3、算术平均滤波法 ;4、递推平均滤波法;5、中位值平均滤波法;6、限幅平均滤波法;7、一阶滞后滤波法;8、加权递推平均滤波法;9、消抖滤波法;10、限幅消抖滤波法。
6、计算机控制系统中有哪几种地线? 答:在计算机控制系统中,一般有以下几种地线:模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。 7、简述Smith预估控制的基本思想。 答案:针对纯滞后系统闭环特征方程的影响系统控制品质的纯滞后问题,在PID反馈控制的基础上,引入一个预估补偿环节,使闭环特征方程不含纯滞后项,以提高控制质量 8、工业控制计算机系统的干扰源有哪几类?各类干扰又有哪些具体形式? 答案:1,电源干扰;2,空间干扰;3,设备干扰。 1. 电源干扰 电源干扰是指来自供电电源的干扰,主要有:浪涌、尖峰、噪声和断电。 (1)浪涌:大功率设备感性负载设备的启动或停止造成浪涌。 (2)尖峰:大功率开关的通断,使电网上出现尖峰脉冲。 (3)噪声:噪声随供电电源侵入系统。 (4)断电:断电、电网调度高压切换中的瞬间断电。 2. 空间干扰 (1)静电和电场的干扰:系统的部分设备产生静电,或部分设备在某个电场之中。 (2)磁场干扰:系统设备与某些能够产生磁场的电气设备构成电磁感应。 (3)电磁辐射干扰:通信发射台;可控硅逆变电源、变频调速装置等发出的电磁波干扰。 3. 设备干扰 设备干扰是指设备内部或设备之间产生的干扰。 第 4 页 共 9 页
以上三种干扰,来自交流电源的干扰最为严重,其次为设备干扰,特别是来自通道的干扰,再其次为来自空间的辐射干扰。
9、RS-485串行总线采用什么传输方式?它与RS-422A串行通信总线的区别是什么? 答:RS-485串行通信总线采用的是不平衡传输方式. 区别在于RS-485为半双工工作方式,而RS-422A为全双工工作方式.且RS-422A适用于两点之间进行高速,远距离通信,而RS-485适用于多点之间进行高速,远距离通信.
10、数字PID控制算法中,KP,Ti,TD的物理调节作用分别是什么? 答案:(1)先整定比例部分:将比例系数KP由小调大,并观察相应的系统响应趋势,直到得到反应快、超调小的响应曲线。如果系统没有静差或静差已小到允许范围之内,同时响应曲线已较令人满意,那只需用比例调节器即可,最优比例系数也由此确定。 (2)如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足设计要求,则需加入积分环节。整定时一般先置一个较大的积分时间系数TI,同时将第一步整定得到的比例系数KP缩小一些(比如取原来的80%),然后减小积分时间系数,使在保持系统较好的动态性能指标的基础上,系统的静差得到消除。在此过程中,可以根据响应曲线的变化趋势反复地改变比例系数KP和积分时间系数TI,从而实现满意的控制过程和整定参数。 (3)如果即使有比例积分控制器消除了偏差,但动态过程仍不令人满意,则可以加入微分环节,构成PID控制器。在整定时,可先置微分时间系数TD为零,在第二步整定的基础上,增大微分时间系数TD,同时相应地改变比例系数KP和积分时间系数TI,逐步试凑,以获得满意的调节效果和控制参数。
11、如何消除尖峰脉冲干扰? 答案:尖峰干扰是一种频繁出现的叠加于电网正弦波上的高能随机脉冲,其幅度可达几千伏,宽度只有几个毫微秒或几个微秒,出现的位置也无规律,因此采用常规的抑制办法是无效的,而必须采取综合治理的办法: (1)“远离”干扰源。 (2) 用硬件设备抑制尖峰干扰的影响。 较常用的抑制方法有三种:在交流电源的输入端并联压敏电阻;采用铁磁共振原理,如采用超级隔离变压器;在交流电源输入端串入均衡器。 (3) 在大功率用电设备上采取措施抑制尖峰干扰的产生。 (4)采用“看门狗”(Watchdog)技术。 12、模拟量输入接口设计主要解决哪几个方面的问题? 答:主要解决一下问题:数据输出线的连接方式;选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法;电源和地线的处理;与计算机信息传递的方式。 第 5 页 共 9 页
图一 三、现已知某炉的温度变化范围为0-1000°C。测试时采用9位A/D变换器(带符号位),此时系统对炉温变化的分辨率为多少?若测试时,通过变送器将测试起点迁移到200°C,保持同样的系统对炉温变化的分辨率,试问采用几位的A/D转换器就可以了?
答案: 五、图一为水箱水位自动控制系统,试说明其基本工作原理。 答案1.由于出水干扰QO使水位下降时,浮子下降,进水口打开,水位逐渐增高,浮子逐渐上浮,当达到给定高度时,浮子将进水口堵死,从而保持设定高度。
七、计算题: 关于PID控制,要求: (1)写出模拟PID控制器的控制规律及其传递函数。 (2)推导出位置式数字PID控制算式。 (3)推导出增量式数字PID控制算式。 答案: 1,
写成传递函数的形式:
其中,兄为比例系数,TI为积分时间常数,TD为微分时间常数,U(t)为控制器的输出量,e(t)为控制器输人量,即给定量与输出量的偏差。 第 6 页 共 9 页
可改写成如下差分方程的形式 : 为增量型PID 控制算式 八、下图12D/A转换器DAC1210与ISA总线连接图,设DAC1210占用了0230H~0232H三个端口地址,设BX寄存器中低12位数据为需要转换的数字量,写出转换程序。