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1、计算机控制技术习题广州工业大学1.1 什么是计算机控制系统？它由哪几个部分组成？1.2 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？1.3 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ 1.4 工业控制机的哪几个部分组成？各部分的主要作用是什么？工业控制机的特点有哪些？ 1.5 什么是总线、内部总线和外部总线？1.6 PC总线和STD 总线各引线的排列和含义是怎样的？ 1.7 RS-232C 和 IEEE-488 总线各引线的排列和含义是怎样的？ 2.1 什么是接口、接口技术和过程通道？2.2 采用74LS244和74LS273与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字

2、量(开关量)输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字输入和数字输出程序。2.3 采用8位 A/D 转换器 ADC0809 通过 8255A 与PC总线工业控制机接口，实现8路模拟量采集。请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序。 2.4 用12位 A/D 转换器 AD574 通过 8255A 与PC总线工业控制机接口，实现模拟量采集。请画出接口原理图，并设计出A/D转换程序。 2.5 请分别画出一路有源I/V变换电路和一路无源I/V变换电路图,并分别说明各元器件的作用？2.6 什么是采样过程、量化、孔径时间？ 2.7 采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟器输入通道中都需要采样

3、保持器？为什么？ 2.8 一个8位 A/D 转换器，孔径时间为100s, 如果要求转换误差在A/D 转换器的转换精度 (0.4 %) 内，求允许转换的正选波模拟信号的最大频率是多少？ 2.9 试用 8255A 、AD574、LF398、CD4051 和PC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路模拟量的数据采集程序。 2.10 采用DAC0832和PC总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转换程序。2.11 采用 DAC1210 和PC总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转化程序。 2.12 请分别画出 D/A 转化

4、器的单极性和双极性电压输出电路，并分别推导出输出电压与输入数字量之间的关系式。 2.13采用DAC 0832、运算放大器、CD4051 等元器件与PC总线工业控制机接口，设计8路模拟量采集。请画出接口原理图，并编写出8 路模拟量的数据采集程序。 2.14 什么是串模干扰和共模干扰？如何抑制？ 2.15 MAX 1232 有哪些主要功能？ 2.16 计算机控制系统中有哪几种地线？请画出回流法地线和一点接地示意图。 .1 什么是数字程序控制？数字程序控制有哪几种方式？3.2 什么是逐点比较插补法？直线插补计算过程和圆弧插补计算过程各有哪几个步骤？3.3 试用汇编语言写下列各插补计算程序 （） 第一

5、象限直线插补程序（） 第一象限里插补程序3.4 若加工第一象限OA ,起点 O (0, 0),终点A(11,7)。要求： （） 按逐点比较法插补进行列表计算（） 做出走步轨迹图，并标明进给方向和参数 3.5 设加工第一象限逆弧 ，起点A(6.0),终点 B(0,6)。要求：（）按逐点比较法插补进行列表计算 （）作出走步轨迹图，并标明进行方向和步数 3.6 三相步进电机有哪几种工作方式？分别画出每种工作方式的各相通电顺序和电压波形图。 3.7 采用 8255 A 作为 x 轴 步进电机 和 y 轴 步进电机的控制接口，要求：（）画出接口电路原理图 （）分别列出x 轴和y 轴 步进电机在三相单三拍

6、、三相双三拍和三相六拍工作方式下的输出字表。 4.1 数字控制器的连续化设计步骤是什么？ 4.2 某系统的连续控制器设计为试用双线性变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器 D(s), 并分别给出三种方法对应的递推控制算法。4.3 什么是数字PID位置型控制算法和增量型控制算法？试比较他们的优缺点。 4.4 已知模拟调节器的传递函数为 试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算法，设采用周期 T=0.2 s。并编写出相应的汇编语言程序。 4.5 什么叫积分饱和？ 它是怎样引起的？如何消除？ 4.6 采样周期的选择需要考虑哪些因素？ 4.7 试叙述试凑法、扩充临界比例度法、扩充响应曲线法

7、整定PID 参数的步骤。 4.8 数字控制器的离散化设计步骤是什么？ 4.9 已知被控制对象的传递函数为采样周期T=1s ,采用零阶保持器。要求：（）针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波系统的D(z),并计算输出响应y (k),控制信号 u(k)和误差 e(k) 序列，画出他们对时间变化的波形。 （）针对单位阶跃输入信号设计最少怕有纹波系统D(z)，并计算 y(k)、u(k)、e(k)序列，画出它们对时间变化的波形。4.10 对控对象的传递函数为采样周期 T=1s, 采用零阶保持器，针对单位速度输入函数，按以下要求设计： （）求出数字控制器输出序列 (k)的递推形式； （）画出采样瞬间数字控制

8、器的输出和系统的输入曲线。4.11 被控制对象的传递函数为 采样周期T=1s。要求： （）采用施密斯预估控制，并按图4.21 所示的结构，求取控制器的输出(k)； （）试用达林算法设计控制数字控制器D(z),并求取 u (k)的递推形式。 4.12 在图4.25所示的计算机串级控制系统中，已知采样周期为T,具有 4.13 前馈控制完全补偿的条件是什么？前馈和反馈相结合有什么好处？ 4.14 多变量控制系统解耦的条件是什么？ 5.1 设一阶单输入单输出系统的状态方程为 采样周期为T,试设计最少拍无纹波控制器D(z). 5.2 被控对象的传递函数为采样周期T=0.1s ,采用零阶平衡器，按极点配置

9、方法设计状态反馈控制规律L,使闭环系统的极5.3 在题5.2 中，进行全状态直接反馈，但只能侧到一个状态变量，现设计一个状态观测器(预5.4 什么是分离性原理？该原理有何指导意义？6.1 什么是模块化程序设计和结构化程序设计？程序设计通常分为哪5个步骤？6.2 试述堆栈和队列的区别、线形表和链表的去表，如何实现链表的插入和删除？ 6.3 某热处理炉温度变化范围为 01350 ，经温度变送器变换为15V电压送至ADC0809, ADC0809的输入温度为05V。当t =KT时，ADC0809 的转换结果为6AH,问此时的炉内的温度为多少度？6.4 为使数字PID控制器实现从手动到自动的无平衡无扰

10、动切换，应采取哪些措施？ 6.5 某炉温度变化范围为 01500 ,要求分辨率为3 ,温度变送器输出范围为05V。若A/D转换器的输入范围也为 05V,则求A/D 转换器的字长 应为多少位？若不变，现在通过变送器零点迁移而将信号零点迁移到600 ，此时系统对炉温度的分辨率为多少？ 6.6 某执行机构的输入变化范围为420mA,灵敏度为0.05mA,应选D/A 转换器的字长为多少位？6.7 编制一个能完成中位值滤波加上算术平均值滤波的子程序。设对变量采样测量7次，7个采样值排序后取中间的3个采样值平均，每个采样值为12位二进制数。 7.1 异步传送和同步传送的信息格式试怎样的？面对字符和面向位的

11、传送的信息格式又是怎样的？7.2 什么是平衡方式和不平衡传输方式？试比较两种方式的性能。7.3 简要说明RS-232C、RS-423A、RS-422A、RS-485 串行通讯接口标准的性能。 7.4工业局部网络通常有哪四种拓扑结构？各有什么特点？ 7.5 工业局部网络常有的传输访问控制方式有哪三种？各有什么优缺点7.6 国际标准化组织(ISO)提出的开放系统互连参考模型即OSI 模型是怎样的？7.7 IEEE 802 标准包括哪些主要内容？ 7.8 位总线(Bitbus)通讯规程有几层结构？各层的主要内容是什么？ 7.9 什么是现场总线？有哪几种典型的现场总线？他们的特点各是怎样的？ 第1章

12、计算机控制系统概述1上网查阅相关自动控制产品5第2章 基本输入输出接口技术1采用自选的CPU和8255芯片设计一个打印机接口，并写出初始化和字符打印程序。2从各种杂志和用户手册上查找10种不同的IO接口芯片，写出其主要特性和接口要点。3准备准备接口试验的程序。5第3章 过程通道和数据采集系统1准备A/D，D/A试验程序2设有8路110V模拟量输入信号，要求每次从0号通道开始，顺序将8个通道输入的模拟量转换成数字量并存入RAM。A/D结束后可以采用中断方式向CPU请求处理。实现ADC0809与单片机的接口。编写实现以上数据采集功能的程序。5第4章 程序控制和数值控制1试用微型计算机汇编语言，编写

13、下列插补程序：4方向逐点比较法第一象限中的直线插补程序；4方向逐点比较法第一象限中的顺圆插补程序。2画出步进电机速度控制（包括加速、匀速、减速）程序的流程图。5第5章 数字PID控制算法1什么叫模拟PID调节器的数字实现？它对采样周期有什么要求？理由何在？2什么是位置式和增量式PID数字控制算法？试比较它们的优缺点。3PID调节器的参数K，Ti，Td对控制质量各有什么影响？结合第2题讨论改变采样周期T时对控制质量的影响。4在模拟PID控制的数字实现中，对采样周期的选择从理论上和算法的具体实现上各应考虑哪些因素？51什么叫做采样控制系统的直接数字设计？能否用直接设计方法得到相应于PID控制的低阶

14、控制算法，使它在T0时与参数为K，Ti，Td的模拟PID控制器相当？这一算法中的参数应如何选取？2最少拍设计的要求是什么？在设计过程中怎样满足这些要求？它有什么局限性？3什么叫振铃现象？在使用达林算法时，振铃现象是由控制器中哪一部分引起的？为什么？5填写内容5第8章 微型计算机控制系统设计1设计一个以8086或8096为核心的微型计算机控制系统，要求：32KRAM和64KEPROM；16位的A/D，D/A各2路；16个数字量I/O，要求驱动微型继电器；具有键盘扫描和数码显示；RS232通信接口；PID控制算法，参数可调整。5第9章 分布式计算机控制系统1分布式控制系统的特点是什么？与仪表控制系

15、统相比较其优势在哪里？2先进控制算法在分布控制系统中的应用基础是什么？3基本控制器的组成是什么？4分布式控制系统的软件主要包含什么？5第10章 现场总线技术及其应用1比较ControlNet，FF，DeviceNet，ProfiBus的不同应用场合。2比较 ControlNet，FF，DeviceNet，ProfiBus的优缺点。5第11章 计算机控制系统软件1查资料软件设计方法习题一 1、 微型计算机控制系统硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 2、 微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。 3、 操作指导、 DDC 和 SCC 系统工业原理如何？它们之间有何区别和联系？

16、 4、 分布式控制系统（ DCS ）的特点是什么？ 5、 微型机控制系统与模拟控制系统相比有什么特点？ 6、 什么叫现场总线系统？它有什么特点？ 7、 未来控制系统发展趋势是什么？ 8、 为什么说单片机是智能化仪器和中、小型控制系统应用最多的一种微型计算机？ 1 控制系统的主要性能指标有哪些？对控制系统的性能指标要求是什么？ 2 什么是控制系统的数学模型？经典控制理论中常用的数学模型有哪些？计算机控制系统中的数学模型有哪几种？采用的分析方法有哪些？ 3. 电路如题图 2-1 所示，是电阻 R 、电感 L 和电容 C 的串联电路。当外加输入电压 ui 变化时，输出电压 uo发生相应变化。试列出微

17、分方程式。4 描述某系统的微分方程为,求输入,t0, , 时的全响应。 5. 求下列原函数的拉氏变换(1) (3) (2) (4) 6. 求下列象函数的拉氏反变换(1) (3) (2) (4) 7. 用留数法求题6中象函数F(s)的拉氏反变换。 8某系统的微分方程为：,输入,t0, ,。用拉氏变换法求全响应。 9控制系统稳定的充分和必要条件是什么？劳斯判据判别系统稳定的充分和必要条件是什么？ 10单位反馈系统的动态结构如题图2-2所示。已知开环传递函数分别为(1) 试用劳斯判据分别确定系统稳定时K1， K2，K3的取值范围。 11已知某控制系统的传递函数为(1) (3) (2) (4) 用留数

18、法求其Z变换。 12求下列函数的初值和终值。(1) (2) 13分别用部分分式展开法和留数法求下列函数的Z反变换。(1) (3) (2) (4) 14已知某系统的差分方程为：x(n+2)-4x(n+1)+3x(n)=,初始条件为x(n)=0，当n0；单位脉冲函数时，用Z变换求差分方程的解x(n)。 15求题图2-3所示系统的脉冲传递函数G(z)。 16什么是PID控制？写出连续系统的PID控制表达式和离散系统的PID脉冲传递函数表达式。 17指出PID控制器中KP、TI和TD的作用，它们分别与哪些因素有关？它们的取值对系统的调节品质有什么影响？ 18在数字PID控制器中，比较位置型和增量型PI

19、D的区别和优缺点。 19已知某连续系统控制器的传递函数为。现欲用数字PID算法实现，试分别写出位置型PID和增量型PID算法的输出表达式。采样周期T=0.2s。 20在数字PID控制算法中，PID参数整定都有哪些方法？ 1什么是直接数字控制（DDC）系统? DDC与传统的PID控制相比较有何优点？ 2什么是最少拍无纹波随动系统？说明其误差传递函数与数字控制器脉冲传递函数的关系。 3某连续系统的控制器传递函数为，设采样周期T=0.2s。（1）用差分反演法将连续系统控制器离散化，写出数字控制器的脉冲传递函数。（2）在阶跃输入情况下，试比较原连续控制器和离散化后的数字控制器的输出稳态值。 4已知两个

20、控制系统的被控对象的传递函数Gc(s)及其采样周期T分别为 (1), T=0.5s (2),T=1s 5已知数字控制器D(z)分别为(1) (2) (3) 根据数字控制器D(z)表达式的性质，分别选择直接程序设计法、串行程序设计法和并行程序设计法三种设计方法实现D(z)，写出实现D(z)的表达式，并画出实现D(z)的原理框图。 1什么是模糊逻辑、模糊推理和模糊矩阵？ 2模糊控制系统一般有几部分组成？模糊控制器主要由哪几部分组成？ 3简述模糊控制器设计的一般方法。 4模糊控制系统与PID控制系统及DDC控制系统相比较有哪些优点？ 5简述模糊化接口、清晰化接口在模糊控制器中的作用。 6设计一个液面

21、自动模糊控制器，通过控制双向调节阀A，使蓄水池的水位X稳定在点O附近。双向调节阀A可以向蓄水池注水，也可以排水。 1、基于微处理器的单片微型计算机内部含有哪些功能部件？它和一般微型计算机相比有什么特点？ 2、MCS-51系列单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？ 3、MCS-51单片机设有四个8位并行I/O口，在使用时有哪些特点和分工？简述各并行I/O口的结构。 4、MCS-51单片机的内部数据存储器可以分为几个不同的区域？各有什么特点？ 5、画出8051单片机外扩一片2764（8KB EPROM）和两片6264（8KB+8KB SRAM）的硬件连接图。 6、简述51系列单片机的寻址方式和每种寻

22、址方式所涉及的寻址空间。 7、MCS-51单片机的中断系统由哪些部分组成？MCS-51单片机有哪几种中断源？ 8、MCS-51单片机中定时器/计数器的4种计数工作方式各有什么特点？ 9、简述PC机和工控机的主要区别。 1、接口与总线有何异同之处？ 2、接口的数据传输方式有哪些？各有什么特点？ 3、接口电路有哪些基本基本功能？ 4、接口与总线有哪些分类？ 5、Centronics和IEEE 1284并行接口主要用于何种场合？ 6、STD、PC/104和Compact PCI总线各有什么特点？ 7、异步传输和同步传输有何不同？ 8、RS 232C、RS 449和RS 485各有什么特点？ 9、20

23、mA电流环路串行接口有何特点？ 10、I2C总线和SPI总线有何异同？ 11、什么是1-wire单总线寄生供电方式？ 12、什么是现场总线？它有哪些技术特征？ 1、过程通道主要解决什么问题？前向通道主要完成哪些功能？ 2、传感器与变送器有何差异？ 3、一般变送器输出怎样的标准信号？ 4、什么是信号调理？前向通道中的信号调理包括哪些内容？ 5、开关信号、脉冲信号和数字量信号各有什么特点？ 6、阅读理解图 7-11及相应的中断服务程序，指出P1.0和P1.1起什么作用？如不使用中断方式，而通过定时读取P1.2和P1.3状态来判断正转或反转，应如何编写相应的程序？ 7、对逐次逼近式ADC，为何其转换

24、速度不会因串行输出而降低？ 8、对传输距离较远、传输速度不是太高的场合，宜选用何种ADC？对速度和精度均有较要求的场合，宜选用何种ADC？ 9、对孔径时间ta/d=10s的8位ADC芯片，为保证其量化精度，在没有采用保持器时，允许输入信号的最大频率为多少？如采用了保持器，其保持器在10s采样时间内的电压下降率为1mV/秒，则允许输入信号的最大频率为多少？ 10、阅读理解图 7-39及采用1F+1B数据结构的采样程序，试编写2F+2B数据结构的采样程序。 1、 微机控制系统中的开关量输出，通常采用哪几种接口电路？ 2、 固态继电器由哪些主要元器件组成？它的特点是什么？ 3、 D/A转换器的性能指

25、标有哪些？指标中的精度和分辨率有何区别？ 4、 用D/A转换器作波形发生器时，输出波形的最高频率取决于哪些因素？ 5、 设计一个采用PWM技术控制直流伺服电机转速的电路。 6、 简述步进电机细分运行的原理。 1、 用行扫描法识别闭合键的工作原理是什么？简述线反转法搜索键的基本工作原理。 2、 画出利用89C52单片机的P0口外扩一片74LS273，再利用P1口，实现8位LED数码块动态扫描显示的电路图。 3、 液晶显示器有什么特点？它与LED显示器的区别是什么？ 4、 目前触摸屏共分为哪几类？简述这几类触摸屏的原理。 5、 打印机并行接口信号有哪些？其中哪些是必须使用的信号？哪些是可以选用的信

26、号？ 6、 打印机并行接口与串行接口各有什么特点？ . 什么是控制系统中的可靠性？其含义有哪些？ 2. 什么是电磁兼容性（EMC）？其含义有哪些？ 3. 产生干扰的必要条件有哪些？ 4. 噪声有哪些分类？ 5. 什么是常模噪声和共模噪声？它们有何不同点？ 6. 可靠性设计的基本途径有哪些？ 7. 滤波和去耦有何异同？ 8. 隔离和屏蔽有何异同？ 9. 具有停电保护功能的数据存储器有哪些？各有什么特点？ 10. 查阅有关X5045资料，结合图 10-42编写出有关使用Watchdog功能的程序结构。 11. 用于抗干扰的数字滤波方法有哪两两类？各有什么特点？ 12. 参照10.3.2中一阶RC低

27、通滤波器算法（filter_20），编写出返回值为长整型（long）数据类型的滤波算法，并指出能正常处理的数据范围。 13. 查阅有关74HC595和74HC165芯片的资料，编写出图 10 42所示串行输入输出接口电路的开机自检程序和输入输出程序。 第1章1计算机控制系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？2操作指导、DDC及SCC控制系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？3计算机控制系统与模拟调节系统相比有什么特点？4为适应控制现场的工作环境，对工作控制机有何要求？5PC总线工业控制机与普通个人计算机相比，有何不同？6试述计算机控制系统的发展方向和主要研究课题。第2章1何谓I/O接

28、口？在计算机控制系统中为什么要有I/O接口电路？2一个微处理机（CPU）采用程序控制查询方式时，管理50个键盘显示中断，要求将各终端打入的任一字符在显示器上立即显示出来。已知CPU查询每个终端并完成每一字符的接收和处理时间需200s，若程序员以每秒打10个字符的速度同时连续打入字符，问CPU是否能按要求，可靠的管理全部50个终端？又问CPU最多能管理多少个这种终端？3某微机实时控制系统有1#、2#、3#三个外围设备。由一个CPU进行管理，已知各外围设备的最短响应时间和服务时间分别是： C1=5ms S1=300s C2=8ms S2=1.3ms C3=1ms S3=400s问若采用查询方式是否

29、能可靠管理这三个外围设备？为什么？若不行的话，试提出改进方案。4计算机与外围设备交换信息有哪几种控制方式？它们各有什么优缺点5某8086最大模式系统中，需扩展8255A、8253和DAC0832芯片各一片。采用74LS138作译码器，若已指定分配给各芯片的地址范围是：8255A FFE0H、FFE2H、FFE4H、FFE6H8253 FFE1H、FFE3H、FFE5H、FFE7HDAC0832 FFF0H试设计接口扩展的地址译码电路（除74LS138外，可增加必要的其他逻辑电路芯片）。6某8088最大模式系统中，需扩展8255A四片，指定各芯片的地址范围分别是9093H、9497H、989BH

30、、9C9FH，采用74LS138作译码器，试设计接口地址译码电路。7何谓I/O通道？模拟量输入通道由哪几部分组成？8模拟输入通道中为什么要加采样保持器？采样保持器的组成及要求是什么？9模拟输出通道中为什么要加输出保持器？试分析输出保持器与输入采样保持器在作用上、电路上的异同。10有一个四位满量程5V的逐次逼近型A/D转换器，设输入模拟量电压4.15V，试用列表和图示的方法表示其逐次逼近的转换过程。11用ADC0808测量某罐温度，其温度波动范围3050，线性温度变送器输出05V，试求测量该温度的分辨率和精度。12进入I/O通道的干扰按其对电路的作用形式通常分哪两种？试述对每种干扰应采取的主要抑制措施。13.什么是接口、接口技术和过程通道？14. 采用