389#计算机控制技术.docx
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389#计算机控制技术
《计算机控制技术》模拟题1
一、填空
1•计算机控制系统一般分为（数据采集系统，直接数字控制系统，监督控制系统，集散控制
系统，现场总线控制系统，工业过程计算机集成制造系统）6种类型。
2.RS-232C和RS-485的区别是（RS-232采用负逻辑电平传说，通信距离短抗干扰能力差；RS485采用正逻辑两线差动平衡传输，传输距离远，抗干扰能力强）。
3.标度变换就是（将AD采样值转换成有量纲的数字，便于运算、显示、记录、打印）。
4•分布式数据库的特点是（.数据独立性与位置透明性、集中和节点自治相结合、支持全局数据库的
一致性和和可恢复性、复制透明性、易于扩展性）。
5•串级控制系统的特点是（有主副回路之分，主回路只有一个，副回路可以有多个，主回路
的输出作为副回路的给定，副贿赂的输出作为真正的控制量作用于被控对象）。
二、简答题
1•什么是现场总线？
举出常用的3种现场总线。
答：
现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。
也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。
原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。
2•积分I和微分D的作用是什么？
3•压力和流量等周期脉动的信号应采用哪种数字滤波方法？
写出其计算公示。
4•写出计算机控制系统中被控对象的传递函数四种典型环节。
5•抗串模干扰、抗共模干扰的主要措施分别有哪些？
答：
抗串模干扰的措施：
光电隔离，继电器隔离，变压器隔离，布线隔离，硬件滤波电路，过压保护电路等。
抗共模干扰的措施：
平衡对称输入，选用高质量的差动放大器，控制系统的接地技术等。
三、A/D转换设计
采用ADC0809设计一A/D转换电路，与CPU直接连接，口地址为0380H。
1、ADC0809的内部结构主要有哪几部分组成？
2、画出电路原理图。
3、简述工作过程。
D=195时，计算压力P。
0
51
25
D
图1
参考答案：
答：
1、ADC0809内部结构主要有：
8位的A/D转换器、8通道多路转换器和微处理器或与微处理器兼容的控制逻辑。
2、ADC0809与CPU8088直接连接的电路图如下：
ADC0809
图4-11A/D转换器ADC080与CP直接连接电路
8088CPU
A0
A1
A2
IOR
A15-A3
IOW
D7~D0
INTR
3、工作过程：
上图中，VIN0—VIN7为8路模拟量输入，cS=0380H,cS与控制信号线IOW组合接到START和ALE引脚，在8088CPU低3位地址线A。
一A2的配合下，选择某一模拟通道，并启动A/D转换，转换结束后，发出结束信号EOC，通过中断（或查询）即可读取结果。
10
4、函数关系为：
P二」0®-51），当D=195时，可得P=7.06MPa
204
四、D/A接口设计
采用直接方式，用DAC0832设计一D/A转换电路，其控制方式为单缓冲方式。
1画出电路原理图。
2简述转换过程。
参考答案：
答：
1、
>1
译码器
DAC083与CPI直接连接
2、上图中，WR2和XFER接成低电平，所以该电路属于单缓冲锁存器接法。
当执行OUT指
令时，CS和WR为低电平，CPU的数据打入DAC0832的8位输入锁存器，再经过8位DAC缓冲器送入D/A转换网络进行转换。
《计算机控制技术》模拟题2
一、填空
1、DDC与SCC的主要区别在于DDC的输出（无法使产生过程处于最优工况），而SCC（始终能使生产过程处于最优工况）。
2、8位D/A转换器与CPU的接口可以采用（锁存器连接、8255连接、直接连接）。
3、RS-232C是（串口）通讯，它采用（异步）传输，逻辑“1”为（高电平），逻辑“0”为（低电平）。
4、抗串模干扰的措施有（用双绞线代替两根平等线；对信号线进行屏蔽；合理布线；加共模扼流圈；在
输入端加滤波器），抗共模干扰的措施有（加共模磁环；用双端输入仪用放大器；使用变压器或光耦隔
离）。
5、LED和LCD显示器显示驱动方式的区别是（LCD使用CCFL灯管作为背光、LED使用发光二极管阵列作为背光）。
I>D1X：
与SCC的主要区别在于DDC的枪出（尤法便生产过程处干最优［况人
而S3（姑终能便主产过程处于最优工况九
2.K位D/A转换器与CPU的接口可以采用（槪存黠连接、W255连按、直接连接）"
3.RS-232C是（串行）迪讯，它采用｛负逻辑电平）传做逻耕“I”为3灵
-5）,逻辑5”为15儿
4.抗串模干扰的措施有（光电隔离、继电器隔离、变用器隔离r布鏡隔离、硬
件滤波电路、过斥保护电路h抗共模干扰的描施有（）・
5>LFD^IILCD显示器显示驱动方式的区别是（人
二、数字滤波程序设计
试用汇编语言编写加权平均滤波程序，写出加权平均滤波的算式。
参考答案：
加权平均滤波算式：
n，并且均为常数项，是各次采
样值的系数，且满足'ti=1。
程序：
首先把采样值存放在以SBUFFER为首址的内存单元中，加权平均系数存放在以
COEFF滤为首址的内存单元，波后的结果存放在DBUFFER+2单元。
具体程序清单如下:
1
■
AWVPR
PROC
PUSH
SI
PUSH
DI
PUSH
AX
PUSH
BX
PUSH
CX
MOV
AX，
DATA
MOV
DS，
AX
LEA
SI，
SBUFFER
LEA
DI，
COEFF
MOV
CX，
N
MOV
AX，
0
FAR
;保护现场
;采样数首址.SI;系数首址，DI;采样次数■CX;累加结果单元清0
MOV
[DBUFFER]，AX
MOV
[DBUFFER+2]，AX
AWVPR1:
MOV
AX，[SI]
；取Xi
MUL
AX，WORDPTR[DI]
;求CiXi
ADD
WORDPTR[BUFFER]
，DX;累加
ADC
WORDPTR[BUFFER+2]
，AX
INC
SI
;采样值地址加2
INC
SI
INC
DI
;系数地址加2
INC
DI
LOOP
AWVPR1
;未完转AWVPR1
;恢复现场
POPCX
POPBX
POPAX
POPDI
POPSI
RET
AWVPRENDP
三、标度变换
在一温度测量系统中，采用A/D转换器AD574A进行采样。
采样值D与温度T的对应关系如图所示:
1、写出D与T的函数关系式
2、当D=2300时，T=？
P0（0,500）
参考答案：
1、由标度变换原理可知，D与T的函数关系式为：
D—D。
T二To（Tm-T。
）*0=5000.32D
Dm-D0
2、当D=2300时，代入上式，T=500+0.32*2300=1236
四、A/D转换设计
试采用8255A连接方式，利用查询方法设计一8位A/D转换器ADC0809与8088CPU的接口电路。
1、画出电路原理图。
2、简述工作过程
参考答案：
1、电路原理图如下：
2、工作过程：
首先设置8255A的工作方式，启动脉冲START和ALE的上升沿将地址送到A/D转换器，在START下降沿的作用下，逐次逼近过程开始。
判断PC7的状态，如果为高电平，则表示转换结束，此时OE为高电平，允许从A口读取转换信号。
五、综合设计有一温度控制系统，温度测量范围是0~600°C，温度控制指标为450°C±2°C。
若Kp=4,Kp是比例系数；T=1分，Ti是积分时间；Td=15秒，Td是微分时间，T^5秒，T是采样周期。
当测量值yk448,yk4=449,=452时，计算「讥，上山为增量输出。
若ukj=1860，计
算，是K次阀位输出。
解：
幕厶Uk
TTd
二Kpek-ekj〒ek〒Q—2ez•
ILTiT
kA
而（Kp=4
Ti=60
Td=15
T=5:
*
ek=450-yk
ekjL=450—449
I
ek,二450「452
将O代入①中得心Uk=—19.334
Uk-山』二-19.334
Uk=1860-19.3341841
《计算机控制技术》模拟题3
一、填空
1、8位A/D转换器与CPU的接口可以采用（8255）。
2、采样/保持器的作用是（将采样时刻输入量的值采样并保持不变，以保证A/D转换期间输入值不变）。
3、DDC系统所采用的数字PID算式有（位置式和增量式）。
4、PID控制中，弓I入积分的原因是（消除静差），引入微分的原因是（力『快动态响应，减小超调，增加稳定性）。
5、常用的数字滤波方法有（限幅滤波法、中立值滤波法、算数平均滤波法、递推平衡滤波法、中位值平均滤波法、限幅平均滤波法、一阶滞后滤波法、加权递推平均滤波法、消抖滤波法、限幅消抖滤波法）。
二、简答题
1、计算机控制系统有哪几部分组成？
答：
计算机控制系统由计算机及其输入输出通道和工业生产对象（包括被控对象和工业自动
化仪表）组成。
2、模拟量输入通道中为什么要对模拟量信号进行预处理？
答：
这是因为不同的模拟量有不同的量纲，首先要将他们转换为电压信号，然后经过A/D
转换，变成计算机可以接受的数字信号。
3、什么是PID控制规律？
用微分方程写出其控制规律，并说明
P、I、D的作用。
答：
按照偏差的比例、积分、微分进行的控制是PID控制。
其控制规律的微分方程表示如下:
u（t）=Kp[e（t）[e（t）dtTd瞥]
Tidt
P:
改善动态特性；I:
消除静差；D:
改善动态特性，加快调节速度。
4、简述企业网络信息集成系统的层次结构。
答：
统一的企业网络信息集成系统有三层结构：
过程控制层、制造执行层、企业资源规划层。
其层次结构图如下：
5、抗串模干扰、抗共模干扰的措施有哪些？
答：
抗串模干扰的措施：
光电隔离、继电器隔离、变压器隔离、布线隔离、硬件滤波电路、过压保护电路等。
抗共模干扰的措施：
平衡对称输入、选用高质量的差动放大器、控制系统的接地技术等。
三、计算
试写出加权平均滤波的算式，当n=16时，并用汇编语言编写出实现程序。
参考答案：
加权平均滤波算式：
n，并且G,C2,均为常数项，是各次采
样值的系数，且满足vCi=1。
\=1
程序：
首先把采样值存放在以SBUFFER为首址的内存单元中，加权平均系数存放在以COEFF滤为首址的内存单元，波后的结果存放在DBUFFER+2单元。
具体程序清单如下:
PROC
FAR
PUSH
SI
;保护现场
PUSH
DI
PUSH
AX
PUSH
BX
PUSH
CX
MOV
AX，
DATA
MOV
DS，
AX
LEA
SI，
SBUFFER
;采样数首址一SI
LEA
DI，
COEFF
;系数首址DI
MOV
CX，
N
;采样次数，CX
MOV
AX，
0
;累加结果单元清0
MOV
[DBUFFER]，AX
MOV
[DBUFFER+2]，AX
AWVPR1:
MOV
AX，[SI]
；取Xi
MUL
AX，WORDPTR[DI]
;求CiXi
ADD
WORDPTR[BUFFER]
DX
;累加
ADC
WORDPTR[BUFFER+2]
，AX
INC
SI
;采样值地址加2
INC
SI
INC
DI
;系数地址加2
INC
DI
POP
CX
;恢复现场
POP
BX
POP
AX
POP
DI
POP
SI
RET
;返回
AWVPRENDP
四、数据采集系统设计
画出8位A/D转换器ADC0809与8088CPU的直接连接电路图，它能对8个通道的模拟量进行采集
1、画出电路图并简述工作过程；
2、采样值D与T的关系如下图所示，写出T=f（D）。
T
500
参考答案：
答：
1、ADC0809与CPU8088直接连接的电路图如下:
ADC0809
图4-11A/D转换器ADC080与CP直接连接电路
8088CPU
A0
A1
A2
IOR
A15-A3
IOW
D7~D0
INTR
工作过程：
上图中，Vino—Vin7为8路模拟量输入，CS=0380H,CS与控制信号线IOW组合接到START和ALE引脚，在8088CPU低3位地址线Ao—A2的配合下，选择某一模拟通道，并启动A/D转换，转换结束后，发出结束信号EOC,通过中断（或查询）即可读取结果。
2、函数关系为：
‘200//
——XD（0兰D兰65）
65
T=f（D）=<350—^xusO—D）（65vD兰180）
115
500—2^（255—D）（180五、综合设计
有一温度控制系统，温度测量范围是200~450°C，温度控制指标为350OC±2°C。
用ADC0809采集温
度，用一片DAC0832控制执行机构，以调节炉温。
1、写出PID增量算式
若Kp=2.5,Kp是比例系数；丁=3分，T是积分时间；Td=20秒，Td是微分时
间，T=5秒，T是采样周期。
2、若测量温度为yk=342,yk4=347,yk=349，求uk。
解：
（1）U=Kpek-e^fek¥ek—2ez飞心
TiT
=2.5何—）+3^2+4®—2ek_i+e—J©
（2）ek=350-yk=350-342=8ek二=350—yk訂=350—347=3
ek_2-350—yk_2=350—349=1
将ek,e」，C2代入'*得uk=43.125
《计算机控制系统》模拟题4
一、填空
1、DDC与SCC的主要区别在于DDC的输出（），而SCC（）。
2、逐次比较式A/D转换器由（4）部分组成。
分别为
（1）逐次逼近寄存器SAR；
（2）D/A转换器；
（3）电压比较器；（4）时序及控制逻辑。
3、8位D/A与CPU的接口可以采用（8255）与CPU连接。
4、DDC系统所采用的数字PID算式有（位置式和增量式）。
二、简答题
2、抗串模干扰的措施有哪些？
答：
用双绞线代替两根平等线；对信号线进行屏蔽；合理布线；加共模扼流圈；在输入端加滤波器
3、请简述PID调节中P、I、D三部分的作用。
答：
P:
作用是加快动态响应，减小静差
I:
作用是消除静差，减小超调，减小振荡
D:
加快响应速度，减小超调，增加稳定性
4、现场总线控制系统与传统的控制系统相比有什么特点？
答：
（1）开放性和可互操作性；
（2）彻底的分散性；（3）低成本；（4）智能化
三、试用一片74HC273八D锁存器和三片CD4051多路开关扩展24路模拟通道，已知口地址为0380H。
1、画出电路图
2、写出通道选择控制字；若选择12通道，对应的通道选择控制字是多少？
（通道编号为0~23）
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四、D/A接口设计
采用DAC0832转换器，通过74HC2738D锁存器与CPU接口，设计一D/A转换电路。
1画出电路原理图。
2简述转换过程
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五、综合设计
有一温度控制系统，温度测量范围是0~850oC，温度控制指标为650°C±2oC。
用AD574A采集温度，用
一片DAC1208控制执行机构，以调节炉温。
1、写出PID增量算式
若Kp=2.5,Kp是比例系数；丁=3分，T是积分时间；Td=20秒，Td是微分时
间，秒,T=5是采样周期。
2、若测量温度为yk=642,yk」=647,y2=649，求厶山。
严r；b舸聖"怜加偽如小-莎
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