微型计算机控制技术复习题答案

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1、1.微型计算机控制系统有哪些？Pg4答：操作指导控制系统，直接数字控制系统，计算机监督系统，嵌入式系统，物联网系统，现场总线控制系统。2.常用的工业控制机有几种？它们各有什么作用？Pgll答：单片微型计算机：是工业控制和智能化系统中应用最多的一种模式。一般用于扩展接口，如A/D，D/A转换接口，LED、LCD显示接口扩展，再幵发一些应用软件，便可以用于工t控制。可编程逻辑控制器：目前从单机自动化到工厂自动化，从柔性制造系统、机器人，到工业局域网都有用到。现场吋编程门阵列：可以实现动态配置，在线系统重构及硬件软化，软件硬化等功能。工业PC机，完成STD总线工业控制机

2、的检测，控制，使程序设计变得史加简单，各种报表程序打印、数据处理曲线、工业控制流程阁，P1D柱形阁像处理程序等。3.A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作用？答：A/D的作用主要是把传感器检测到的模拟电信号转换为数字电信号，方便用于单片机屮进行处理。D/八的作用，在单片机处理完毕的数字量，冇时需要转换为模拟信号输出，D/A的作用正是川于把数字信号转换为模拟信号。4.LH)数码管的显示方法有哪两种？各有什么特点？Pg81多位LED冇两种显示方法：动态显示和静态显示。动态显示使用的硬件少，价格低，线路简单，但是占用机时长。静态显示使用元件多，线路复杂，但是

3、显示占用机时少，显示可靠。5.在人机接口技术中，键盘设计需解决的问题有哪些？如何实现防抖？Pg55答：按键的确认，屮键与连击的处理，按键防抖动技术。防抖可以用两种方法1.硬件防抖：滤波防抖电路，双稳态防抖电路2.软件防抖6.算术平均滤波的具体方案是怎样？该滤波方法主要适用于什么情况？Pg248芥：算术平均值滤波是要寻找一个Y(k),使该值与各采样值间误差的平方和为最小，即：S=min(z)n22L[y(0-X0]_1N求得秘其中yot)-第k次N个采样值的算术平均值；x(o-第i次采样值；N-采样次数。由此吋见:算术平均值滤波的实质就是把一个采样周期内的N次采样值

4、相加,然后把所得的数除以釆样次数N，得到周期的采样值。1.位置型PID和增量型PID有什么区别？它们各有什么优缺点？答：（1）堉量型算法不需做累加，计算误差后产生的计算精度问题，对控制量的计算影响较小。位置型算法用到过去的误差的累加，容易产生较大的累加误差。（2）增量型算法得出的是控制的增量，误动作影响小，必要吋通过逻辑判断限制或禁止木次输出，不会影响系统的工作。位置型算法的输出是控制量的全部输出，误动作影响大。增量式算法的主要优势体现在对积分环节的处理上，积分作用的累加效果会影响到输出的准确性。2.在自动控制系统中饱和效应是如何产生？如何消除的？Pg282答：饱

5、和现象主要是由积分项引起的，所以也称之为“积分饱和”。这种现象是引起大幅度超调，使系统不稳定。消除积分饱和的方法冇以K三种：遇限削羽积分法，有效偏差法，积分分离法。3.试比较PID控制参数Kp、Ti、I'd和的大小对系统性能的影响？P1D控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。比例（P）控制比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅冇比例控制吋系统输出存在稳态误差（Steady-stateerror）o积分（I）控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进

6、入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（SystemwithSteady-stateError）。力了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着吋间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态盾无稳态误差。微分（D）控制在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程屮可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存

7、在有较大惯性组件（环节）或有滞后（delay）组件，具有抑制误差的作用，M:变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器屮仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势,这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程屮的动态特性。1.微型机控制系统中时怎样实现PWM电机调速

8、的？Pgl