2014年上学期《计算机控制技术》复习大作业及参考答案
========================================================== 一、选择题（共20题）
1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ A ）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（ D ）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 ）。
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 （ B ）。
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（ B ）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.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（ B ）
A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机
B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 D．SCC计算机与控制无关
7. 键盘锁定技术可以通过（ C ）实现。 A．设置标志位 B．控制键值锁存器的选通信号
C．A和B都行 D．定时读键值
8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C ）。 A．0．3 伏以下 B．0．7伏以上 C．-3伏以下 D．+3伏以上 9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（ D ）提高信/躁比。
A．只能通过模拟滤波电路 B.只能通过数字滤波程序
C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路
10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（ B ）。
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
11. 在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（ D ）。 A．采用增量型PID调节 B．采用带死区的PID调节 C．采用PI调节 D．采用I D调节
12. 采样/保持器的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V,输出端为（A ）。
A．从2.3V变至2.6V B．从2.3V变至2.45V并维持不变 C．维持在2.3V D．快速升至2.6V并维持不变 13. 计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（ B ） A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机
B．按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 D．SCC计算机与控制无关
14. 引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中,不正确的是（D ）。 A．偏差的正、负决定调节作用的方向 B．偏差的大、小决定调节作用的强、弱 C．偏差为零，调节作用为零 D．偏差太大，调节失效
15. 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的电压送至ADC0809，ADC0809的输入范围为0~5V，当t=KT时，ADC0809的转换结果为6A，此时炉温为（ C ）
A、588.98℃ B、288.98℃ C、361.23℃ D、698.73℃ 16. 软件抗干扰技术包括：（ D ）
①数字滤波、②开关量的软件抗干扰技术、③指令冗余技术、④软件陷阱 A、①②③ B、②③④ C、①②④ D、①②③④
17. 在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（ D ）。
A．采用增量型PID调节 B．采用带死区的PID调节 C．采用PI调节 D．采用I D调节
18. 引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中,不正确的是（D ）。
A．偏差的正、负决定调节作用的方向 B．偏差的大、小决定调节作用的强、弱 C．偏差为零，调节作用为零 D．偏差太大，调节失效
19. 步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（ B ）。 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．步进电机可实现正、反转动
20. 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（ B ）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
21. （多选题）PID调节是（DCD）三者的缩写，是连续系统中技术最成熟、应用最为广泛的一种控制规律。
A. 反馈 B. 比例 C. 积分 D. 微分 22. 计算机集散控制系统又称（ A ）。
A. 计算机分布式控制系统 B. 计算机集中式系统 C. 计算机分布式反馈系统 D. 计算机集中式反馈系统
二、填空题（本题共 20个）
1. 香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线 越接近 实际曲线。所以，为了提高控制精度，应尽可能 提高采样频率 。 2. 在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出相对于下列各模拟量所对应的数字量：
1）. 模拟量为5V时，所对应的数字量为3FF H。
2）. 模拟量为0V时，所对应的数字量为 200 H。 3）. 模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为 100 H。
3. 在三相步进电机系统中，为了提高控制力矩，常常采用 双三拍 方法来实现。 4. 在PID控制系统中， I的作用主要是__消除静差 ___，它一般不单独使用的，原因是___速度不变___。
5. 某微型机采样系统中，CD4051的INH端接+5V，控制端C、B、A接地时，选通 无通道。
6.在数据采集系统中，只使用一个S/H和A/D构成的系统称之为 分时 采样，分时 转换系统，
7. 在PID调节系统中，比例系数KP的确定比微分系数KI和积分系数KD更重要，因为它关系到 因为Kp不但与本身有关，而且还和Kd\\Ki有关 。
8. 某仪器受体积限制只允许设置8个功能键，但却要求有十六种功能，可以采用 双功能键 的办法解决。
9. 和PID调节一样，模糊控制器的最大优点是不要求数学模型。
10. SPI总线与I2C总线的主要区别是_ SPI有三条线，而I2C只有两条 _和_ I2C的总线是双向的_
11. 在PID控制系统中， I的作用主要是 消除静差 ，它一般不单独使用的 原因是 速度不变 。
12. 线性插值法最根本的问题是 用直线代替曲线 。
13. 在数据采集系统中，只使用一个S/H和A/D构成的系统称之为 分时采样，分时转换 系统，而只使用多个S/H和一个A/D构成的系统称之为 同时采样，分时转换系统。 14. 离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的 采样周期 有关。
15.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、 智能调节器等等。
16. ADC0809是一种带有 8 通道模拟开关的 8 位 逐次逼近 式A/D转换器。
17. 在一些对程序流向起决定作用的指令前插入两条 NOP 指令，以保证弹飞的程序迅速纳入正确轨道。这称之为 指令冗余技术。
18. 平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出y(k)?
1m?y(i) mi?119. 在微型机控制系统中，键盘处理程序由两部分组成，其一是计算键值，其二则是，_根据键值转移到键功能入口地址 。
20. 某仪器受体积限制只允许设置8个功能键，但却要求有十六种功能，可以采用 双功
能键 的办法解决。
三、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 16题） 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。（X，不能 ）
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。（O ）
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。（ O ）
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（ X ，原因是两次采样的变化量△Y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。（ O ）
6. 在计算机控制系统中，常常需要设计报警电路，无论在什麽情况下，也不管原因如何，只要略微超限，立即报警。 （╳ ）有时为了减少报警次数，可设置上、下报警限； 7. A/D转换器的结束信号的连接方式是判断A/D转换方式的主要依据。（ ∨ ） 8. 多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。（ ∨ ）
9. 采样奇数次，然后按大小排队，取中间的值为本次采样的有效值称为中位值滤波法。( ╳ )
10. 某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取较大值 （╳ ）。
11. 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。（ X ）
12. 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。（ V ）
13. 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。（ V ）
14. 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（ X ）。
15. 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。（ V ）
16. 在同一条件下，多次测量结果的大小和符号是不定的，不存在任何确定的规律性，这种误差称为系统误差（ X ）。
四、简答题（本题共20题）
1. 简要说明多路开关的主要特点。 答：半导体多路开关的特点是：（答5条即可）
（1）采用标准的双列直插式结构，尺寸小，便于安排； （2）直接与TTL（或CMOS）电平相兼容； （3）内部带有通道选择译码器，使用方便； （4）可采用正或负双极性输入；
（5）转换速度快，通常其导通或关断时间在1ms左右，有些产品已达到几十到几百纳秒（ns）；
2. PID调节系统中，微分调节起何作用？为什麽在有些系统中采用不完全微分算式，它与常规算式有哪些区别？
答：微分的作用是加快调整速度。由于微分只存在于瞬间，因而有时会使系统产生震荡，而使调节品质下降。为了避免震荡，在一些系统中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫减弱，以避免由于微分突然下降到0而产生震荡。
3. PWM控制意味着什么？它有什么作用？微型机控制系统中是怎样实现的？
答：PWM是脉冲宽度调速系统，它用来控制马达的转速和方向。其方法是通过改变对电机的通电时间达到调整电机转速的目的。具体作法是，首先根据电机转速的要求，确定占空比，即通电时间与通电周期之比，再按照通、断电时间送出控制模型，使电机按要求的转速运转。方向是通过改变4个开关的通电状态来实现的。
4. 5. 画图说明计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
解答：根据题意画图如下：
图1.1计算机控制系统组成框图
计算机控制系统可由四部分构成：
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。
(4)检测与执行机构
计算机控制技术复习大作业及答案讲解
