15、10位AD转换器的最低分辨率为: 1/1024 ,当基准电压为36v时，最小转换电压为35.16mv. 16.模拟量输出通道由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
模拟量输出通道一般由接口电路、D/A转换器、功率放大和V/I变换等信号调理电路组成。
(1)D/A转换器：模拟量输出通道的核心是数/模转换器(Digital/Analog Converter,简称D/A转换器或DAC)。它是指将数字量转换成模拟量的元件或装置。
(2)V/I变换：一般情况下，D/A转换电路的输出是电压信号。在计算机控制系统中，当计算机远离现场，为了便于信号的远距离传输，减少由于传输带来的干扰和衰减，需要采用电流方式输出模拟信号。许多标准化的工业仪表或执行机构，一般是采用0～10mA或4～20mA的电流信号驱动的。因此，需要将模拟电压信号通过电压/电流(V/I)变换技术，转化为电流信号。
17、采用74LS138、DAC0832运算放大器和CD4051等设计D/A转换接口电路，设定DAC0832的端口地址为200H，CD4051的端口地址为201H，若待输出的数据放在数据段BUF0~BUF7这8个连续单元中，要求：(1) 画出D/A转换接口电路；(2) 编写D/A转换程序。 解 (1) D/A转换接口电路；
地址线A9 A8……A1 A0=10……00时端口地址0200H，选通DAC0832 地址线A9 A8……A1 A0=10……01时端口地址0201H 选通CD4051
(2) 编写D/A转换程序。（8分）
18.用8位A/D转换器ADC0809通过8255与PC总线工业控制机接口，实现8路模拟采集。请画出接口原理图，并编写8路模拟量A/D转换程序。
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程序:
MOV DX, 02C3H; 控制口地址
MOV AL, 10011000B; 设PC0~PC3为输出口，PC4~PC7为输入，PA输入 OUT DX, AL
MOV DX,02C2; 送通道号IN0并启动0809 OUT DX, AL
CALL DELAY; 延时 IN AL, DX WAIT: MOV BL, AL
TEST BL, 10000000B; 判断EOC是否高电平，即模数转换是否结束 JZ WAIT MOV DX, 02C3H
MOV AL, 10010000B; 设PC0~PC3为输出，PC4~PC7为输出，PA输入 OUT DX, AL
MOV DX, 02C2H; PC口
MOV AL,10000000B; 选通OE，为读入数据准备 OUT DX, AL
MOV DX, 02C0H; PA口
IN AL, DX; 将模数转换数据通过PA口读入CPU
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第3章 计算机控制基础理论
1. 离散系统稳定的充要条件是什么？
根据自动控制理论，连续系统稳定的充要条件是系统传递函数的特征根全部位于s域左半平面，而对离散系统稳定的充要条件是系统脉冲传递函数的特征根全部位于z平面的单位圆中。
2. 动态特性主要是用系统在单位阶跃输入信号作用下的响应特性来描述。常见的有哪些具体的指标？ 系统的动态特性可通过多项性能指标来描述，常见的具体指标有上升时间tr、峰值时间tp、调节时间ts和超调量δ等。 3. 简述采样过程。
设模拟信号为e(t)，经采样开关后输出为采样信号e*(t)。理想的采样信号e*(t)的表达式为：
e*(t)?e(t)?δT(t)?e(t)?k????δ(t?kT)??e(kT)?δ(t?kT)k?????
通常在整个采样过程中采样周期T是不变的，这种采样称为均匀采样，为简化起见，采样信号e*(t)也可用序列e(kT)表示，进一步简化用e(k)表示，此处自变量k为整数。 4、简述采样定理
香农(C.E.Shannon)的采样定理(也称抽样定理或取样定理)：只要采样频率fs大于信号(包括噪声)e(t)中最高频率fmax的两倍，即fs≥2fmax，则采样信号e*(t)就能包含e (t)中的所有信息，也就是说，通过理想滤波器由e*(t)可以唯一地复现e(t)。 5、已知系统方块图如习题6图所示
?(z)TR(s)-E(z)KD(s)U(z)1?e?Tss0.5sTC(z)
Gp(z)（1）试写出系统闭环脉冲传递函数?(z) （2）若K=2，试求使系统稳定的T取值范围。 （1）广义对象脉冲传递函数
K(1-e-Ts)0.5G(z)=Z[g]ss0.5K=(1-z-1)Z[2]
sTK=2(z-1)
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则?(z)=KG(z)KT=
1+KG(z)2z-2+KT2TT =2z-2+2Tz-1+T（2）当K=2时，?(z)=令z-1+T=0，当|z|<1时，系统稳定，则0 （1）当K?8时，分析系统的稳定性；（2）求K的临界稳定值。 解： 广义对象的脉冲传递函数为 u(t) － T 1?e?Tss Ks(s?2) y(t) 1-e-TsKG(z)=Z[]ss(s+2)1=K(1-z-1)Z[2]s(s+2) 0.284K(z-0.524)=(z-1)(z-0.135)G(z)2.271z-1.188=2 1+G(z)z+1.135z-1.053K=8时，?(z)=系统特征方程的根为z1=-1.74，z2=0.608，有一个单位圆外极点，故系统不稳定。 （2）?(z)=G(z)0.284K(z-0.523)=2 1+G(z)z+(0.284K-1.135)z+0.135-0.149K2特征方程为：z+(0.284K-1.135)z+0.135-0.149K=0 将z=w+12代入，化简后0.135kw+(1.73+0.298k)w+2.27-0.433k=0 w-1利用劳斯判据得到，2.27-0.433k>0且1.73+0.298k>0, 0.135k>0 所以，稳定范围0 9 第四章 计算机控制系统的常规控制策略 1.什么是数字PID位置型控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点。 为了实现微机控制生产过程变量，必须将模拟PID算式离散化，变为数字PID算式，为此，在采样周期T远小于信号变化周期时，作如下近似(T足够小时，如下逼近相当准确，被控过程与连续系统十分接近)： ?edt?T?e(j)0j?0tkdee(k)?e(k?1)?dtT 于是有： Tu(k)?Kp{e(k)?Ti型PID算法。 ?e(j)?j?0kTd[e(k)?e(k?1)]}T u(k)是全量值输出，每次的输出值都与执行机构的位置(如控制阀门的开度)一一对应，所以称之为位置 在这种位置型控制算法中，由于算式中存在累加项，因此输出的控制量u(k)不仅与本次偏差有关，还与过去历次采样偏差有关，使得u(k)产生大幅度变化，这样会引起系统冲击，甚至造成事故。所以实际中当执行机构需要的不是控制量的绝对值，而是其增量时，可以采用增量型PID算法。当控制系统中的执行器为步进电机、电动调节阀、多圈电位器等具有保持历史位置的功能的这类装置时，一般均采用增量型PID控制算法。 ?u(k)?Kp{[e(k)?e(k?1)]?TTe(k)?d[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]}TiT 与位置算法相比，增量型PID算法有如下优点： (1)位置型算式每次输出与整个过去状态有关，计算式中要用到过去偏差的累加值，容易产生较大的累积计算误差；而在增量型算式中由于消去了积分项，从而可消除调节器的积分饱和，在精度不足时，计算误差对控制量的影响较小，容易取得较好的控制效果。 (2)为实现手动——自动无扰切换，在切换瞬时，计算机的输出值应设置为原始阀门开度u0，若采用增量型算法，其输出对应于阀门位置的变化部分，即算式中不出现u0项，所以易于实现从手动到自动的无扰动切换。 (3)采用增量型算法时所用的执行器本身都具有寄存作用，所以即使计算机发生故障，执行器仍能保持在原位，不会对生产造成恶劣影响。 2、最少拍无波纹系统的设计要求，除了满足最少拍有波纹的一切设计要求外，还必须保证 控制器包含广义被控对象所有零点 。 3、.最少拍有波纹系统的性能指标要求包括 准确性、快速性、稳定性。 4．已知模拟调节器的传递函数为 10
计算机控制技术复习题(2016)
