2011计算机控制技术期末复习题

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1、1、用逐点比较法推导第一象限直线插补公式，并绘制直线的插补运算程序流程图。设OA为要加工的直线，（Xe,Ye）为直线终点坐标点M(Xe,Ye)为加工点。若M点在直线上，则有YmXe-XmYe=0若令Fm=YmXe-XmYe(1)当Fm≥0时，M点在直线上或在直线上方，沿+X方向走一步，下一点的坐标为：(2)当Fm＜0时，M点在直线下方，沿+Y方向走一步，下一点的坐标为：2、已知某控制系统模拟控制器的传递函数为若采样周期T=1S,试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式。并比较两种算法特点。将T=1代入上式，得3、（1）最少拍有纹波数

2、字控制器和最少拍无纹波数字控制器设计中对闭环脉冲传函Φ(Z)的要求有什么区别？最少拍有纹波数字控制器设计中,要求Φ(Z)包含G(Z)中单位园外的零点；而最少拍无纹波数字控制器设计中，要求Φ(Z)的要求包含G(Z)中所有的零点。（2）设对象的脉冲传递函数为：试对单位阶跃输入设计最少拍无纹波数字控制器。由G(z)得知：d=0,q=1,v=1,w=1,j=1,且j=q,则有m=w+d=1n=v-j+q=1选择由得出4、画出典型计算机控制系统的基本框图。说明计算机控制系统的工作原理。实时数据采集（A/D）；实时控制决策（算法）；实时控制输出（D

3、/A）5、谈谈光电耦合器的结构、作用、用法。当输入侧(即发光二极管)流过一定的电流IF时，发光二极管开始发光，它触发光敏三极管使其导通；当撤去该电流时，发光二极管熄灭、三极管截止。这样，就实现了以光路来传递信号，保证了两侧电路没有电气联系，从而达到了隔离的6、分析监督定时器工作原理。电源故障；程序跑飞、死循环。7、对于含有纯滞后的对象，设计控制器时可以采用哪些方法？并说明算法的设计思想。改进型PID、大林算法、史密斯预估算法。8、给出计控系统模入通道的典型组成结构，说明各部分作用。信号调理、放大、滤波、采样保持、A/D、I/O接口9、设

4、计DAC0832双极性输出电路，输出范围为（－5V～＋5V）。要求推导出输出电压计算公式，并指出基准参考电压Vref取什么电压值？若D为输入数字量，则有因为要保证D=255对应+5V,D=0对应-5V。所以Vref应取+5V。10、写出第一象限逐点比较法直线差补算法结构：11、已知采样周期为1秒，写出数字PID控制器增量式算式和位置式算式，并说明各自的特点。后向差分法12、按达林算法设计的某系统的控制器为，1、本系统是否存在振铃现象？为什么？2、若存在振铃现象，设计消除振铃的控制器；若无振铃现象，写出控制输出u(k)。有振铃现象，D(z

5、)的分母为，含有z=－0.9的极点，靠近－1，为振铃因子。消除的方法为把D(z)中因子的z＝1，可得13、为什么说增量型PID控制器调节比位置型PID调节效果更好?二者的区别是什么?答：增量式只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作影响小，用于执行器具有积分作用的场合，在i时刻的输出ui，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻，前两时刻的偏差ei-1，ei-2和前一次的输出值ui-1，这大大节约了内存和计算时间；位置方式的控制输出对应执行器的位置，而且其输出与前面所有时刻的偏差有关，容易产生累计误差和误动作。一、简答题1、光电耦

6、合器件在计算机控制系统中起到什么作用？2、软件陷阱的作用是什么？写出实际应用中使用的3条软件陷阱指令。3、对于含有纯滞后的对象，设计控制器的时候可以采用哪些方法？4、试列举出四种常用的数字滤波算法，并简述其原理二、填空：1.计算机各模块之间互联和传送信息（指令、地址和数据）的一组信号线就是总线。2.在模拟量输入中，信号调理电路是传感器和A/D之间的桥梁；在模拟量输出通道中，信号调理电路是D/A和执行机构的桥梁。3.D/A变换器的精度主要由线性误差、偏置误差和分辨率的大小决定的。4.平均值滤波是对信号y进行m次采样:滤波器的输出y(k)=

7、。5.零阶保持器的传递函数为：6.某温度控制为0℃~500℃系统中，先将温度变换成电信号后进行A/D转换，并保证分辨率为2℃，至少应选用8位A/D转换器。当温度为100℃时A/D转换的值（十六进制数）是32H。二、问答题(每题10分，共40分)1.说明固态继电器（SSR）中光电耦合器、零交叉电路的作用？在下面的电路图中，若使交流回路接通，I/O接口电路应输出高电平还是低电平？答：①光电耦合器的作用：对输入输出进行隔离。②零交叉电路的作用：可使交流电压变化到0V附近时让电路接通，从而减少干扰。③I/O接口电路应输出高电平时，使交流回路接通

8、。2.计算机控制系统中一般有哪几种接地线？请画出串联一点法接地和并联一点法接地示意图。答：接地线有：模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。3.试比较增量型PID控制器调节和位置型PID的调节效果及二者的区