第二章 8题 9题 第三章 4题 第四章 12题
第六章 2题 4题 5题 6题
第二章：
8 一个8位A/D转换器，孔径时间为100?s。如果要求转换误差在A/D转换精度（0.4%）内，求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？ 解：
f?0.4?6.4HZ ?622?*100*10*10s
9. 试AD574、LF398、CD4051 和PC/ISA 总线工业控制机接口，设计出8 路模拟量采集 系统，请画出接口电路原理图，并编写相应的8路模拟量数据采集程序。
74HC00
AD5741IOR&163 +5VVL+CE2IOW72CD4051+12VVDD12/8 IN013V+V-113Y0I0/O0-12VVEECSIN1146Y15SA1 I0/O1INHR/CIN2154SA0I0/O2A0IN312LF39813I0/O310VIN IN41I0/O4IN55331427SD7I0/O5I/OINPUT20VINDB11 IN62526SD6I0/O6OUTPUTDB10IN7425SD5I0/O76DB9 11SD08Ch24SD4ALOGICDB8Ch1023SD310SD1REFINDB7 LOGICREFB22SD2DB60.1k9SD2821SD1C+15VREFOUTDB5SD0-SD7 20SD0DB4 1219BIPOFFDB3100k 18100k DB2917AGNDDB1 +5V 1674HC040.1k15DB0DGND12IRQ0-15V 281 STS
13. 采用DAC0832、运算放大器、CD4051 等元器件与PC/ISA 总线工业控制机接口，设计8 路模拟量输出系统，请画出接口电路原理图，并编写8 路模拟量输出程序。
设8个输出数据存放在内存数据段BUF0—BUF7这8个连续单元中，主过程已经填装DS，输出子程序如下：
V+14 16VDD87VEEVSS 7 推荐精选
ISA总线V-
DOUT PROC NEAR
MOV BX , OFFSET BUF
NEXT: MOV AL , [BX] OUT DX , AL INC DX OUT DX , AL CALL DELAY INC AH DEC DX LOOP NEXT RET DOUT ENDP
其中DELAY是一段延时程序。
第三章
5.若加工第二象限直线OA，起点O（0，0），终点A（-4，6）。要求： (1)按逐点比较法插补进行列表计算；
(2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。
解：由题意可知xe=4,ye=6，F0=0，我们设置一个总的计数器Nxy,其初值应为Nxy=|6-0|+|-4-0|=10，则插补计算过程如表3—1所示。根据插补计算过程表所作出的直线插补走步轨迹图如下图所示。
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6.设加工第一象限的圆弧AB，起点A（6，0），终点B（0，6）。要求： (1)按逐点比较法插补进行列表计算；
(2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。 解：插补计算过程如表3—2所示。终点判别仍
采用第二种方法，设一个总的计数器Nxy，每走一步便减1操作，当Nxy=0时，加工到终点，插补运算结束。下图为插补过程中的走步轨迹。
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8. 采用PC（ISA或PCI）总线和8255A 设计x 轴步进电机和y 轴步进电机的控制接口， 要求：
(1)画出接口电路原理图；
(2)分别列出x 轴和y 轴步进电机在三相单三拍、三相双三拍和三相六拍工作方式下的输出字表。 (1)
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(2)
第4章
4.已知模拟调节器的传递函数为：
D(s)?U(s)1?0.17s?， E(s)1?0.085s试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算法，设采样周期T=0.2S。 答：根据D(s)?U(s)1?0.17sdu(t)de(t)?，得到0.085?u(t)?0.17?e(t) E(s)1?0.085sdtdt0.085u(k)?u(k?1)e(k)?e(k?1)?u(k)?0.17?e(k),[T?0.2s]
TT把T=0.2S代入得 位置型算式：
u(k)?0.298u(k?1)?1.298e(k)?0.596e(k?1)
u(k?1)?0.298u(k?2)?1.298e(k?1)?0.596e(k?2)增量型算式
?u(k)?u(k)?u(k?1)?0.298[u(k?1)?u(k?2)]?1.298e(k)?0.596e(k?2)?1.895e(k?1)
11. 被控对象的传递函数为
Gc(s)?1?se s?1
采样周期T=1s。要求：
（1）采用施密斯预估控制，并按图4.24所示的结构，求取控制器的输出u(k)；
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（2）试用达林算法设计数字控制器D(z)，并求取u(k)的递推形式。（假设T??2s）。 答：
（1）由已知传递函数可知：
Kf?1，Tf?1s，??1s，T?1s
施密斯预估器的传递函数为：
G?(s)?GP(s)(1?e)?脉冲传递函数为：
??sKf1?Tfs?TT(1?e??s)?1(1?e?s) 1?sf)(z?1?z?1?N)Y?(z)Kf(1?e G?(z)???TTf?1U(z)1?ez差分方程为：
y?(k)?ay?(k?1)?b[u(k?1)?u(k?N?1)]
其中：a?e?TTf?e?0.3679 b?Kf[1?e?1?TTf]?1?[1?e?1]?0.6321
N??T?1?1
1代入得补偿器的输出：y?(k)?0.3679y?(k?1)?0.6321[u(k?1)?u(k?2)]
e1(k)?r(k)?y(k) e2(k)?e1(k)?y?(k)
控制器的输出：
u(k)?u(k?1)??u(k)?u(k?1)?Kp[e2(k)?e2(k?1)]?KIe2(k)?KD[e2(k)?2e2(k?1)?e2(k?2)]（2）由已知传递函数可知：
K?1，T1?1s，??1s，T??2s,T?1s,N??T?11?1
由达林算法可得数字控制器：
U(z)(1?e?TT?)(1?e?TT1z?1) D(z)???TT??1?TT??TT1?N?1E(z)K(1?e)[1?ez?(1?e)z]令：a?e?TT??eT1?12?0.6065 b?e?1?TT1?e?1?0.3679
?TT?c?K[1?e?T]?1?[1?e]?0.6321 d?1?e?1?e?12]?0.3935
则数字控制器D(z)：
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U(z)d(1?bz?1)0.3935(1?0.3679z?1) D(z)????1?N?1?1?N?1E(z)c(1?az?dz)0.6321(1?0.6065z?0.3935z)U(z)[c(1?az?1?dz?N?1)]?E(z)[d(1?bz?1)]
差分方程：
ddbe(k)?e(k?1) cc0.3935?0.3679其中：d?0.3935?0.6225， db??0.229，
c0.6321c0.6321u(k)?au(k?1)?du(k?N?1)?N??T?1?1 1u(k)?0.6065u(k?1)?0.3935u(k?2)?0.6225e(k)?0.229e(k?1)
12. 在图4.28所示的计算机串级控制系统中，已知采样周期为T，且有
其中，a0、a1、a2、b0、b1是使D1(z)和D2(z)能够实现的常数，试写出计算机串级控制算法。
主回路控制器D1(z)：
U1(z)a0?a1z?1?a2z?2， D1(z)???1E1(z)1?zU1(z)(1?z?1)?E1(z)(a0?a1z?1?a2z?2)
差分方程：
u1(k)?u1(k?1)?a0e1(k)?a1e1(k?1)?a2e1(k?2)
副回路控制器D2(z)：
U2(z)b0?b1z?1 D2(z)??E2(z)1?z?1U2(z)(1?z?1)?E2(z)(b0?b1z?1)
差分方程：
u2(k)?u2(k?1)?b0e2(k)?b1e2(k?1)
串级控制算法如下：
（1）计算主回路的偏差e1(k)：
e1(k)?r1(k)?y1(k)
（2）计算主回路控制器D1(z)的输出u1(k)：
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u1(k)?u1(k?1)?a0e1(k)?a1e1(k?1)?a2e1(k?2)
(3)计算副回路的偏差e2(k)：
e2(k)?r2(k)?y2(k)
(4)计算副回路控制器D2(z)的输出u2(k):
u2(k)?u2(k?1)?b0e2(k)?b1e2(k?1)
第6章
2. 某热处理炉温度变化范围为0～1350℃，经温度变送器变换为1～5V 电压送至
ADC0809，ADC0809 的输入范围为0～5V。当t=KT时，ADC0809 的转换结果为6AH，问此时的炉内温度为多少度? 当系统的温度是800℃时，ADC0809的A/D 转换结果是多少？
（1）6AH=16×6+10=106
V1062.08?1T?0?8?V?2.08V ??T?702℃ 52?15?11350?0V?1800?03.37N(2)??V?3.37V ?8?N?172?ACH
5?11350?052?1
4. 某炉温度变化范围为0～1500℃，要求分辨率为3℃，温度变送器输出范围为0～5V。 若A／D 转换器的输入范围也为0～5V，则求A／D 转换器的字长应为多少位?若A／D 转换器的字长不变，现在通过变送器零点迁移而将信号零点迁移到600℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少?
1500)?log2501?8.97 取n1=10 （取大于8都算对） 31500?600900（2）????0.88℃
10232n1?1（1）n1?log2(1?5. 某执行机构的输入变化范围为4～20mA，灵敏度为0．05mA,应选D／A 转换器的字长
为多少位?
n1?log2(1?20?4)?log2321?8.33 0.05取n1=10 （取大于8都算对）
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）
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