22.一步进电机控制系统接口电路如图4.51 所示。
（1）完成图中8255A 与8031 的接口设计； （2）试编写程序.使其能实现下列功能：
① 当S1 按下时.步进电机正向单三拍旋转2 圈； ② 当S2 按下时.步进电机反向双三拍旋转1 圈； ③ 当S3 按下时.步进电机正向三相六拍旋转20 步； ④ 其余情况步进电机不转。
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23.设某步进电机为A.B.C.D 四相.
（1）画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍3 种控制方式通电顺序图。 （2）设A 相控制电路如图4.52 所示.其中8255A 的端口地址为0FCFFH～0FFFFH。试 用8255A 位控方式写出使步进电机A 相通电的程序。
（3）若A.B.C.D 四相分别用P1.0～P1.3 控制.请在下表的空格处填上适当的数。
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25. 某三相步进电机控制电路如图4.53 所示. （1）说明图中光电隔离器4N25 的作用。
（2）说明图中R1.R2.R3 以及V1.V2.V3 的作用。 （3）画出三相步进电机所有各种方式通电顺序图。
（4）假设用此电机带动一个滚动丝杠.每转动一周（正向）相对位移为4mm.试编写一 移动8mm 三相单三拍控制程序。
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第七章 3、数字滤波与模拟滤波相比有什么优点？
答：数字滤波克服了模拟滤波器的不足.它与模拟滤波器相比.有以下几个优点：
(1)数字滤波是用程序实现的.不需要增加硬设备.所以可靠性高.稳定性好.不存在阻抗匹配的问题；
(2)数字滤波可以对频率很低(如0.01Hz)的信号实现滤波.克服了模拟滤波器的缺陷； (3)数字滤波器可根据信号的不同.采用不同的滤波方法或滤波参数.具有灵活、方便、 功能强的特点。
4、常用的数字滤波方法有几种？各有什么优缺点？ 答：常用的数字滤波方法有7种。 （1）程序判断滤波法：是根据生产经验.确定出相邻两次采样信号之间可能出现得最大 偏差。
（2）中值滤波法：它对于去掉偶然因素引起的波动或采样器不稳定而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效。
（3）算术平均值滤波法：它适用于一般的具有随机干扰信号的滤波。它特别适合于信号本身在某一数值范围附近作上下波动的情况。 （4）加权平均值滤波：可以提高滤波效果
（5）滑动平均值滤波法：采样时间短.可以提高检测速度 （6）惯性滤波法：适用于慢速随机变量的滤波
（7）复合数字滤波：比单纯的平均值滤波的效果要好
6、 算术平均值滤波、加权平均值滤波以及滑动平均滤波三者的区别是什么？
答：算术平均值法适用于对压力、流量等周期脉动信号的平滑.这种信号的特点是往往在某一数值范围附近作上、下波动.有一个平均值。这种算法对信号的平滑程度取决于平均次数N.当N较大时平滑度高.但灵敏度低；当N较小时.平滑度低.但灵敏度高.应该视具体情况选取N值。对于一般流量.通常取N=12；若为压力.则取N=4。
在算术平均滤波中.N次采样值在结果中所占的比重是均等的.即每次采样值具有相同的加权因子1/N。但有时为了提高滤波效果.往往对不同时刻的采样值赋以不同的加权因子。这种方法称为加权平均滤波法.也称滑动平均或加权递推平均。其算法为
Yn??aiXn?ii?0n?10?ai?1?i?0n?1ai?1其中。加权因子选取可视具体情况决定.一般采样值愈靠后.赋予的比重越大.这样可增加新的采样值在平均值中的比例.系统对正常变化的灵敏性也可提高.当然对干扰的灵敏性也稍大了些。滑动平均值滤波法.依次存放N次采样值.每采进一个新数据.就将最早采集的那个数据丢掉.然后求包含新值在内的N个数据的算术平均值或加权平均值。 7、标度变换在工程上有什么意义？在什么情况下使用标度变换程序？ 答：意义：减少硬件设备.降低成本.便于人工检测和管理
情况：在多回路检测系统中.各回路参数信号不一样.需要各种量程放大器的情况下使用尺度变换程序。 二．练习题
21．某压力测量系统.其测量范围为0～1 000mmH2O柱.经A/D 转换后对应的数字量为 00～FFH.试编写一标度变换子程序.使其能对该测量值进行标度变换。
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22.某梯度炉温度变化范围为0℃~1600℃.经温度变送器输出电压范围轻为1~5v.再经ADC0809转换.ADC0809的输入范围为0~5v..试计算当采样数值为9BH时.所对应的的梯度炉温度是多少？
解：9BH=155D,所对应的的AD输入电压v1=(155/255)?5v=3.04v
所以温度T=[（3.04-1）/(5-1)]?1600℃=816℃
第八章
1.、在PID调节中.系数K,……等各有什么作用？他们对调节品质有什么影响？
答：系数Kp为比例系数.提高系数Kp可以减小偏差.但永远不会使偏差减小到零.而且无止境的提高系数Kp最终将导致系统不稳定。比例调节可以保证系统的快速性。系数Ki为积分常数.Ki越大积分作用越弱.积分调节器的突出优点是.只要被调量存在误差.其输出的调节作用便随时间不断加强.直到偏差为零。积分调节可以消除静差.提高控制精度。系数Kd为微分常数.kd越大.微分作用越强。微分调节主要用来加快系统的响应速度.减小超调.克服震荡.消除系统惯性的影响。
2、在PID调节其中.积分项有什么作用？常规PID.积分分离与变速积分3中算法有什么区别和联系？
答：积分项用于消除静差。 在常规PID调节中.由于系统的执行机构线性范围受到限制.当偏差较大时.会产生很大的超调量.使系统不停的震荡。为消除这一现象.积分分离法在控制量开始跟踪时.取消积分作用.直到被跳量接近给定值时.才产生积分作用。而变速积分则是改变积分项的累加速度.使其与偏差大小相对应.偏差大时.积分作用弱.偏差小时.积分作用增强。变速积分和积分分离的控制方法很类似.但调节方式不同。积分分离对积分项采取“开关”控制.而变速积分则是线性控制。
3、在数字PID中.采样周期是如何确定的？它与哪些因素有关？对调节品质有何影响？ 答：一种是计算法.一种是经验法。因素：扰动频率的高低；对象的动态特性；执行机构的类型；控制回路数；控制质量。 T太小.偏差信号也过小.计算机会失去调节作用；T过大.会引起误差。
4、位置型PID和增量型PID有什么区别？他们各有什么优缺点？
答：位置型需要历次的偏差信号.而增量型只需一个增量信号即可。位置型计算繁琐.保存E占用很多内存.控制不方便。增量型误动作小.易于实现手动/自动的无扰动切换.不产生积分失控。但是缺点在于积分截断效应大.溢出影响大。 6、积分饱和现象是如何产生的？如何消除？
答：是由于积分项不断累加引起的。消除方法有遇限削积分法.有效偏差法等。
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微型计算机控制技术课后答案（第二版） - 潘新民剖析
