长安大学2015－2016学年第2学期 试题（ A ）卷
课程名称 学生姓名 计算机控制技术 考试日期 16年6月 日 学号 共二题 学院 电控学院 班级 注意：所有答案必须写在答题纸上 一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分） 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 2.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 3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值 （ ）。 A． 比较小 B．比较大 C．取零值 D．取负值 4. 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 5. 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过（ ）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 6. 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 7. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（ ）提高信/躁比。 A．只能通过模拟滤波电路 B.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 C. 只能通过数字滤波程序 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 第 1 页 (共 4 页)8．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（ ）。 A．步进电机可以直接接受数字量 B．步进电机可以直接接受模拟量 C．步进电机可实现转角和直线定位 D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动 9. 系统采用程序判断滤波，实验发现总有一些杂波残留，原因是（ b）。 A.取样次数太少 B.△Y取值太大 C.△Y取值太小 D.相邻两次采样值间的差小于△Y 10. DAC0832的VREF接-5V，IOUT1接运算放大器异名端，输入为1000000B ，输出为（ ）。 A. +5V B. +2.5V C. -5V D. -2.5V 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 4小题，共20分） 1.说明动态显示与静态显示的的特点及各自的用途。 第 2 页 (共 4 页) 2、已知采样保持器的电路原理如图所示。 （1）分析其工作原理； （2）回答问题：是否所有模拟量输入通道中都需要采样保持器，若是，阐明理由；若不是，哪种情况下模拟量输入通道中可以不要采样保持器。 3.平均滤波有几种？并说明各自的特点。 4、简述PID控制器中，比例、积分、微分环节的作用。 四、设计题（共 55 分） 1. 图中画出CD4051的引脚图，要求利用该芯片进行扩展，设计成一个16路多路开关。 要求： 1) 完成硬件设计（5分） 2) 在图中标出16路的排序号（3分） 3) 分析通道5和通道10的通道地址（要求过程）（3分） 图1 图2 2. 已知电机控制系统如图2所示。 1）说明图中芯片4N25的作用（2分） 2）说明图中电动机的控制原理（3分） 3）画出电动机控制程序流程图（3分） 4）图中有否需要改动的地方？原因是什麽？（3分） 第 3 页 (共 4 页)
3、热处理炉温度变化范围为200～1600oC，经温度变送器变换为1～5V电压，.测控系统采用10位A/D转换器，转换器的输入范围为0～5V。若某一时刻，转换器的转换结果为27AH，问此时的炉内温度为多少度？并写出标度转换公式。（11分） 4. 试用单片机8051的P1口设计一个4*4=16的键盘阵列，其中0-9为数字键，A-F为功能键，采用中断方式，设计一个接口电路，并画出接口电路图和程序设计框图。（11分） 5.现有一微型计算机炉温控制系统。它的温度检测元件为热电偶。由于此元件的热电势与温度之间的关系是非线性的，这对于计算机采样、转换及计算精度将会由一定的影响。因此，必须对其进行非线性补偿，以便提高控制精度。经过一系列统计和计算，得到一个近似数学公式： 式中，V为热电偶的输出值，单位为mV。根据此公式可以得到两条折线，它与原函数曲线近似，见下图3。在计算时，就用它来代替原函数，其误差满足工程要求，试写出完成上式计算的程序流程图。（11分） 图3 折线与原函数近似关系图 第 4 页 (共 4 页)
答案
答案：
一、 二、
1-5A d a b b 6-10c d b b b
1. 答：╳，不能 2. 答：∨
3. 答：∨ 4. 答：╳，原因是两次采样的变化量△Y太大 5. 答：∨
三、
1. 答：动态显示是每一时刻只有一位在显示，而且按照一定的周期循环显示，由于循环周期比较快，所
以人眼看到的仍然是一个多位同时显示。静态显示是各位一起显示。动态显示用于仿真器，而静态显示则用于工业过程控制和智能化仪表。
2. 答：（1）工作原理：采样时，K闭合，VIN通过A1对CH快速充电，VOUT跟随VIN……(1.5分)；保持期间，K断开，因A2的输入阻抗高，VOUT＝VC保持不变……(2分)。采样器一旦进入保持，马上启动A/D转换器，确保转换期间输入恒定。…………(1分)（2）不是所有的模拟量输入通道都需要采样控制器 (1分)，当被测信号变化缓慢且A/D转换时间足够短时，可以不加采样器。……………(1分)
3. 答：平均滤波有三种：算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波。（2分）算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等(1
分)；加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但
分)；而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快(1分)。
各次采样的系数总和为∑Ci=0(1
4.简述PID控制器中，比例、积分、微分环节的作用
在PID控制器中，比例控制的作用在于减小偏差，及时有效地抑制干扰（2分），微分控制作用主要用来加快系统的动作速度，减小超调量，克服振荡（1分），而积分控制作用用来消除静差（2分）。将比例、积分、微分三项控制规律结合在一起，即可实现系统快速敏捷、平稳准确的控制。
长安大学计算机控制技术-2016A-刘
