計(jì)算機(jī)習(xí)題庫

一、填空題.工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過程控制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件和軟件兩個(gè)組成部分。.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常用的控制器有可編程序控制器、工控機(jī)、單片機(jī)、DSP、智能調(diào)節(jié)器等。.在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，被測信號(hào)有單端對(duì)地輸入和雙端不對(duì)地輸入兩種輸入方式。.ADC0809是一種帶有8通道模擬開關(guān)的8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。.模擬量輸入通道的任務(wù)是把從系統(tǒng)中檢測到的模擬信號(hào)，變成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，經(jīng)接口送往計(jì)算機(jī)。8.模塊化程序設(shè)計(jì)一般包括自頂向下和自底向上兩種設(shè)計(jì)方法。10.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入變送器和輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)統(tǒng)一為0'10mADC或4?20mADC。.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由和兩大部分組成。計(jì)算機(jī)、生產(chǎn)過程.集散控制系統(tǒng)（DCS）的結(jié)構(gòu)模式為：操作站一控制站一現(xiàn)場儀表.變送器輸出的信號(hào)為或的統(tǒng)一信號(hào)。0?10mA、4?20mA10.采用雙絞線作信號(hào)引線的目的是減少電磁感應(yīng)1、實(shí)時(shí)的概念不能脫離具體的過程，一個(gè)在線的系統(tǒng)不一定是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，但一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)必定是在線系統(tǒng)。2、典型的工業(yè)生產(chǎn)過程可分為：連續(xù)過程、離散過程、批量過程。3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)。4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、扁平化、綜合化。5、數(shù)字量輸出通道主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)電路、輸出口地址譯碼電路等組成。6、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，模擬量輸入通道的任務(wù)是把系統(tǒng)中檢測到的模擬信號(hào)，變成、二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，經(jīng)接口送往計(jì)算機(jī)。7、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的CPU抗干擾措施常采用看門狗、電源監(jiān)控（掉電檢測及保護(hù)）、復(fù)位等方法。9、香農(nóng)采樣定理：如果模擬信號(hào)（包括噪聲干擾在內(nèi)）頻譜的最高頻率為fa,只要按照采樣頻率f22fw進(jìn)行采樣，那么采樣信號(hào)y*（t）就能唯一地復(fù)觀y（t）.10、程序設(shè)計(jì)通常分為5個(gè)步驟，即問題定義、程序設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試、改進(jìn)和再設(shè)計(jì)。三、選擇題.下列不屬于數(shù)字控制方式的是（C）A、點(diǎn)位控制 B、直線控制C、網(wǎng)格控制 D、輪廓控制.8位的A/D轉(zhuǎn)換器分辨率為（C）A、0.01587B、0.007874C、0.003922D、0.0009775.專家控制系統(tǒng)大致可以分為（D）①專家自整定控制 ②專家自適應(yīng)控制 ③專家監(jiān)督控制 ④混合型專家控制⑤仿人智能控制A、①②?⑤ B、②?⑤ C、②③④? D、①@?⑤.一個(gè)8位的A/D轉(zhuǎn)換器（量化精度0.1%）,孔徑時(shí)間3.18Wn,如果要求轉(zhuǎn)換誤差在轉(zhuǎn)換精

度內(nèi)，則允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號(hào)的最大頻率為(B)A、5HzB、50HzC、100HzD、500Hz5.某熱處理爐溫度變化范圍為0~1350℃,經(jīng)溫度變送器變換為廣5V的電壓送至ADC0809,ADC0809的輸入范圍為0~5V,當(dāng)t=KT時(shí)，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6A,此時(shí)爐溫為(C)A、588.98℃B、288.98℃C、361.23'CD、698.73℃.如果模擬信號(hào)頻譜的最高頻率為fmax，只要按照采樣頻率(A)進(jìn)行采樣，那么采樣信號(hào)就能唯一的復(fù)觀。A.f-2fmaxB.f<]fmaxC.f<2fmaxD.f——fmax.一個(gè)10位的A/D轉(zhuǎn)換器(量化精度0.1%),孔徑時(shí)間10pS,如果要求轉(zhuǎn)換誤差在轉(zhuǎn)換精度類，則允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號(hào)的最大頻率為(B)A.15Hz B.16Hz C.17Hz D.14Hz.設(shè)加工第一象限直線0A,起點(diǎn)為0(0,0),終點(diǎn)為A(6,3),進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算所需的坐標(biāo)進(jìn)給的總步數(shù)N“為(C)A.7 B.8 C.9 D.10.(A)數(shù)字濾波方法適用于周期性干擾。A.平均值濾波法 B.中位值濾波法 C.限幅濾波法 D.慣性濾波法.已知偏差e(k),積分分離閾值B,以下正確的是(B)A.當(dāng)|e(k)|>p時(shí)，采用PI控制 B.當(dāng)|e(k)|邛時(shí)，采用PD控制C.當(dāng)C.當(dāng)|e(k)|=P時(shí)，采用PD控制D.當(dāng)|e(k)|<0時(shí)，采用PI控制1、如圖1所示，V.為8位D/A轉(zhuǎn)換器的雙極性輸出端，若輸入數(shù)字量D=11100000(B),基準(zhǔn)參考電V"：f=5V,則Vm為：（C）A、4.375VB、-4.375VC,3.75VD、-3.75V2、對(duì)于電動(dòng)組合儀表DDZTH型采用的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)信號(hào)是：（B）DC0~10mA、DCO~20VDC4~20mA、DC1~5VDC0"10mA、DC1~5VDC4~20mA、DC0'20V4、q=20mV時(shí)，量化誤差為±10mV,0.990~l.009V范圍內(nèi)的采樣值，其量化結(jié)果都是：(D)A、2 B、1 C、100D、505,軟件抗干擾技術(shù)包括：(D)①數(shù)字濾波技術(shù)、②開關(guān)量的軟件抗干擾技術(shù)、③指令冗余技術(shù)、④軟件陷阱A、①②③B、②③④C、①②④D、①@③④10.設(shè)被測溫度變化范圍為0℃?1200C如果要求誤差不超過0.4℃,應(yīng)選用分辨為多少位的A/D轉(zhuǎn)換器？(1200、選擇依據(jù)：〃之log1+—^?12。4J12.模擬量輸出通道由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？模擬量輸出通道一般由接口電路、D/A轉(zhuǎn)換器、功率放大和V/I變換等信號(hào)調(diào)理電路組成。(DD/A轉(zhuǎn)換器：模擬量輸出通道的核心是數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(Digital/AnalogConverter,簡稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC)。它是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的元件或裝置。(2)V/I變換：一般情況下，D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出是電壓信號(hào)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)離現(xiàn)場，為了便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，減少由于傳輸帶來的干擾和衰減，需要采用電流方式輸出模擬信號(hào)。許多標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)儀表或執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般是采用0?10mA或4?20mA的電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。因此，需要將模擬電壓信號(hào)通過電壓/電流(V/I)變換技術(shù)，轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。4..1.數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì)步驟是什么？模擬化設(shè)計(jì)步驟：(1)設(shè)計(jì)假想的模擬控制器D(S)(2)正確地選擇采樣周期T(3)將D(S)離散化為D(Z)(4)求出與D(S)對(duì)應(yīng)的差分方程(5)根據(jù)差分方程編制相應(yīng)程序。4..8.數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)步驟是什么？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖4-1所示。圖4—1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖由廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)可得閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)，可求得控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。

數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)步驟如下：(1)根據(jù)控制系統(tǒng)的性質(zhì)指標(biāo)要求和其它約束條件，確定所需的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)中(Z)。(2)求廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)G(z)o(3)求取數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。(4)根據(jù)D(z)求取控制算法的遞推計(jì)算公式。2.某系統(tǒng)的連續(xù)控制器設(shè)計(jì)為狗口=①E(s)\+T2s試用雙線形變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數(shù)字控制器D(Z)0解：雙線形變換法：把耳高代入，則72z-1D(Z)=O(Z)2zTTz+l廳.百=D(Z)=O(Z)2zTTz+l1+r2ezsl-（7'+27；）z+7'-27；2Tz+l前向差分法：把Z=至代入，則TO(z)=O(s)一=等=上工=充于子產(chǎn)T]+(5]]1ztT2z+T-T2后向差分法：把s=H代入，則Tz1+TzTD（Z）=D（5）;_,=s- Tz1+^ 1D（Z）=D（5）;_,=s- Tz,T2-1t^z+t-t2+12 -Iz4.4.已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為nfc)=1+I卜1+0。85s試寫出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設(shè)采樣周期

T=0.2so.小暝J七?！?t￡(5) 1+0.085s則U(s)+0.085SU(s)=E(s)+0.17SE(s)由+0085^^=e“)+0.17^^'"dt''dt濃)+0.085次)-；(1)=—)+0.174")一；kT)把T=0.2S代入得1.425u(k)~0.425u(k-1)=45服)-3544-l)位置型〃(&)=3.1579業(yè))-2.4561業(yè)一1)+0.2982〃卜-1)增量型A?(Z)= -1)=3.1579")-2.456\e(k-\)-0.701Su(k-1)（補(bǔ)充題）已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為￡>(s)=￡>(s)=1+0.1750.085s試寫出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型PID算法和增量型PID控制算式,設(shè)采樣周期T=0.2s0解：因?yàn)镺(s)=^^=2a+-i—)=K/,(l+-!-+7；s)'，0.085s0.17spl\sd所以=2,7；.=0.17,Td=0o故位置型PID控制器u(k)=K尸e(k)+—2^e(i)+TD hi=o 1=2e伏）+=2e伏）+0.20.1704*=2e⑹+而駛)故增量型PID控制器u(k)=u{k-1)4-Aw(Ar)=u(k-1)+K/e(Q-e(左一1)]+K,e(k)+K“[e(幻-2e(k-1)+e(左一2)]=u{k-1)+2[e(&)-e(k-1)]+與e(k)?u(k-1)+4.35e(k)-2e(k-1)5.什么叫積分飽和？它是怎么引起的？如何消除？解：(1)如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)到極限位置，仍然不能消除靜差時(shí)，由于積分作用，盡管PID差分方程式所得的運(yùn)算結(jié)果繼續(xù)增大或減小，但執(zhí)行機(jī)構(gòu)已無相應(yīng)的動(dòng)作，這就叫積分飽和。2)1、當(dāng)偏差產(chǎn)生躍變時(shí)，位置型PID算式的輸出將急劇增大或減小，有可能超過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的上(下)限，而此時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)只能工作在上限。2、系統(tǒng)輸出需要很長時(shí)間才達(dá)到給定值，在這段時(shí)間內(nèi)算式的積分項(xiàng)將產(chǎn)生一個(gè)很大的積累值。3、當(dāng)系統(tǒng)輸出超過給定值后，偏差反向，但由于大的積分積累值,控制量需要相當(dāng)一段時(shí)間脫離飽和區(qū)。因此引起系統(tǒng)產(chǎn)生大幅度超調(diào)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。(3)常用的改進(jìn)方法：積分分離法和抗積分飽和.9已知被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為采樣周期T=O.ls,采用零階保持器。要求(1)針對(duì)單位速度輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍無紋波系統(tǒng)的&z),并計(jì)算輸出響應(yīng)y(k)、控制信號(hào)”(k)和誤差e(k)序列，畫出它們對(duì)時(shí)間變化的波形。(2)針對(duì)單位階躍輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍有紋波系統(tǒng)的D(z),并計(jì)算輸出響應(yīng)丫/)、控制信號(hào)”(Q和誤差e(Q序列，畫出它們對(duì)時(shí)間變化的波形。解：廣義脈沖傳遞函數(shù)為

G(z)=Z(匕亡——--)=(l-z-')Z(-T10°)S5(0.15+1) 52(5+10)TOC\o"1-5"\h\zIOTz-11 1 1 )zi--1\2 1 -\ 71 "07(1—z) 1—z(l—eZ)O368zT(1+O717zT)(l-z-,)(l-0.368z-1)最少拍無紋波設(shè)計(jì)步驟：1）根據(jù)廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)確定參數(shù)N最少拍無紋波設(shè)計(jì)步驟：1）根據(jù)廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)確定參數(shù)N（分母多項(xiàng)式的嘉次）M（分子多項(xiàng)式的幕次）d=N-M延時(shí)w在所有零點(diǎn)的總數(shù)（不包括無窮遠(yuǎn)的零點(diǎn)）v在z平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的個(gè)數(shù)j在Z平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù)q（輸入類型）2）確定Fl（z）和F2（z）的塞次m和nm=卬+dn=v-j+max（j,q）Fl（z）=l+fllz-l+fi2z-2+-+fimz-mF2（z）=f2iz-i+f22z-2+-+f2nz-n3）確定①e（z）①,（z）=l-①（z）=甘（l—qz-i）（l-zT）2，Md（z）_i=l _4）確定①（z）①（z）=z-dn（i-^.z-'）工⑶已知N=2,M=2所以d=0w=l（即分子多項(xiàng)式中的（1+0.717z。）v=l,j=l；q=2（單位速度輸入）tn=vv+d=1n=v-j4-max(j,q)=2所以：Fl(z)=l+/llz-1F2(z)=f2lz-'+f22z~2①，(Z)=［并(1一aiZ-')(1一Z-l)maWMF,(Z)Li=l .=(1-ZT)2(1+九ZT)=1+(九-I"、/Zl+九z7①(z)=z“fi(j,zT)k(z)_i=l -=(l+0,717z-')(/21z-,+/.2Z-2)=f2l^'+(%+0717以)z~2-0.717f22z-35）根據(jù)關(guān)系①右）=1-①⑶使等式兩邊同哥次的系數(shù)相等，解出網(wǎng)和電中的系數(shù)。6）求控制器D（z）、一1 ①（z）⑶-G（Z）1-0（z）最少拍無紋波設(shè)計(jì)步驟：1）根據(jù)廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)確定參數(shù)N（分母多項(xiàng)式的累次）M（分子多項(xiàng)式的幕次）d=N-M延時(shí)w在所有零點(diǎn)的總數(shù)（不包括無窮遠(yuǎn)I零點(diǎn)）V在Z平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的，數(shù)j在Z平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù)q（輸入類型）2）確定Fl（z）和F2（z）的幕次m和nm=dh=v-j+max（j,q）K（z）=l+九Z-\九Z-2+...+九z-mF2（z）=f2iZ-l+f22z-2+-+f2nz-n/u-2=-/2I.1-2/i1=-(722+O.717/21)3=9小7于及[九=-0.59解得：以=141[/22=-0.83所以：0>e(z)=(l-z-1)2(l-0.59z,)<D(z)=(1+0.717zTX1.41Z-'-0.83z^2)(1-2-')(1-0.3682-1)D\Z)— : ;-0.368z-1(l+0.717z-1)(l+0.717z-,)(1.41z-1-0.83z-2)x (1-zT)2(i—o.59zT)(1-0.368zT)(1.41-0.83zT)-0.368(1-z-1)(1-0.59Z-1)已知N=2,M=2所以d=0w=l（即分子多項(xiàng)式中的（1+0.717z-1））v=l,j=l;q=l（單位階躍輸入）m=w+d=1幾=y-j+max(J,q)=1所以：F,(z)=l+/llz-1F2(z)=f2lz-l3)確定①3)確定①e(z)①,(z)=1-①(z)=ff(l-aiZ-')(1-z-1)2%)6(z)①，(z)=n(l-a,.z-')_/=!_=(l-z-,)2(l+/11z-')=1+(九-l)Z-J/Z-25）5）根據(jù)關(guān)系中e（Z）=l-①（Z）使等式兩邊同塞次的系數(shù)相等，解出質(zhì)和〃中的系數(shù)。4）確定①（z）①(Z)=Z-d立(l-b/T)B(Z).

①(z)=z-“n(jzT)乃⑶_i=l _=(l+0.717z-1)^1z_,=/2Iz-'+0.717/21z-2?九-1=-％解得：f/>.=0-421yH=0.717以 l/21=0.58所以：①，(z)=(1-zT)(1+0.42zT)6）求控制器D（z）D(z)=①(z)G(z)1-①(z)<P(z)=0.58z-'(l+0.717z-1)(1-^')(1-0.3682-')0.368z-1(l+0.717z-1)0.58z"(1+0.717zT)x (1-zT)(1+0.42zT)1-0.368Z-1-l+0.42z-1最少拍有紋波設(shè)計(jì)步驟：1）根據(jù)廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)確定參數(shù)N（分母多項(xiàng)式的寨次）M（分子多項(xiàng)式的幕次）d=N-M延時(shí)u在z平面的單位圓上或圓外零點(diǎn)的個(gè)數(shù)V在Z平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的個(gè)W一數(shù)j在Z平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù)q（輸入類型）

已知N=2,M=2所以d=0u=0（即分子多項(xiàng)式中的（1+0.717z-1））v=l,j=l;q=l（單位速度輸入）2)確定Fl(z)和F2(z)的幕次m和nm=u+dn=v-j+ma*j,q)6(Z)=1+力廠+九Z-2+???+/；,“zF2(z)=f2lz-'+f22z-2+-+f2nz-n3)確定①e(z)m=it+d=0n=v—j+max(J,q)=1所以：E(z)=lF2(z)=/21z-1rv-j中,(Z)=1-①(Z)="(I一aiZ"')(I-zT)2加)Fi(Z)4)確定①(z)①<Z)=f[(l_qzT)(l_zT)maM“)K(Z)=(117)①(z)=①(z)=z-怕(1-它)E(z)口(1-仇zT)F式Z),/=15)根據(jù)關(guān)系①e(Z)=l-①(Z)使等式兩邊同累次的系數(shù)相等，解出網(wǎng)和衛(wèi)中的系數(shù)。=解得：/2I=1所以：中,(Z)=(l-zT)①(z)=z'16)求控制器D(z)6)求控制器D(z)…1 ①⑶D\Z)一G(z)l-①(z)”(z)— ： ：-x ：-0.368z-|(l+0.717z-')(1-z-1)(1-0.368Z-1)-0.368(1+0.717z-1)4.10被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為G0(s)=J采樣周期T=ls,采用零階保持器，針對(duì)單位速度輸入函數(shù)，按以下要求設(shè)計(jì)：(1)最少拍無紋波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)①⑶和。(z)；(2)求出數(shù)字控制器輸出序列u(k)的遞推形式。解：廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)G(z)=ZG(z)=Z=Z(l-e-Ts2(1-z')2將T=1S代入，有田4^

2(1-z-|)最少拍無紋波設(shè)計(jì)步驟：已知N=2,M=2所以已知N=2,M=2所以d=0w=lv=2,j-2；q=2（單位階躍輸入）N（分母多項(xiàng)式的寨次）M（分子多項(xiàng)式的幕次）d=N-M延時(shí)w在所有零點(diǎn)的總數(shù)（不包括無窮遠(yuǎn)的零點(diǎn)）v在z平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的個(gè)數(shù)j在Z平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù)q（輸入類型）2）確定Fl（z）和F2（z）的塞次m和nm=vv+d=1m=dn=v-j+max(J,q)=2h=v-j4-max(j,q)所以：%Z)=1+/nZ-l+九Z-2+…+工〉5F,(z)=l+/11z-1尸2(z)=&z-1+f22z'2+---+f2nz~n/72(Z)=/21Z-1+fl2Z~23)確定①e(z)「v-j ]①，（Z）=寸（1一%ZT）（1-2-1）皿”“）甚（2）①,(z)=1-①(z)=H(1-aiZ-')(1-z-1)2%)片(z)_/=!_=(l-z-')2(l+/I1z-1)=1+(九一2"t+(1-2九)z-2+九z-34）確定①（z）「卬 "①(z)=z-"fld-^z-1)B(z)①(Z)=Z-dn(l-"，zT)馬(Z)L/=! -_i—\ _=(l+z-')(721z-,+/22z-2)=/2.2-，+(/21+/22)z-2+/22z-35）根據(jù)關(guān)系中e（Z）=l-①（Z）使等式兩邊'/?-2=-/21同塞次的系數(shù)相等，解出網(wǎng)和聲中的<1-2九=-(%+%)Ju=~fl2系數(shù)。[/i=3/4解得：%=5/4匕=-3/4

所以：O<(z)=(1-z-1)2(1+3/4z-1)<P(z)=(l+z-IX5/4z-'-3/4z-2)6)求控制器6)求控制器D(z)D(z)=1 ①⑵D(z)=1 ①⑵G(z)1—①(z)(1+zT)(5/4zT—3/4z-2)

(I—zT)2(1+3/4zT)10-6zT4+3z-110.被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為G(s)=e采樣周期T=ls,采用零階保持器，針對(duì)單位速度輸入函數(shù)，設(shè)計(jì):(1)最少拍控制器￡>(z)；(2)畫出采樣瞬間數(shù)字控制器的輸出和系統(tǒng)的輸出曲線。(1)最少拍控制器可以寫出系統(tǒng)的廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)Q(z)=Z1-e-TsQ(z)=Z1-e-Ts1s22(1-zT)：將將T=1S代入，有G/z)=Z-'QG/z)=Z-'Q+zT)

2(i-z-iy由由于輸入r(l)=l,q(z)=(一1)2Z?(z)=1-GeZ?(z)=1-Ge(z)z-'tl+z-1)G,Q)G(z)y(z)=7?(zXz)=(22-'-z-2y(z)=7?(zXz)=(22-'-z-2),71(T)y(0)=0,y(l)=0,y(2)=2T,y(3)=3T,-(2)系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)0(z)=2z-1-z2則當(dāng)輸入為單位速度信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)輸出序列z變換為=2Tz-z+3Tz-3+4Tz-4+■-?(1)常用的硬件抗干擾措施有光電隔離、繼電器隔離、變壓器隔離、采用雙絞線作信號(hào)線、屏蔽RAM數(shù)據(jù)掉電保護(hù)等。(2)常用的軟件抗干擾措施有指令冗余技術(shù)，軟件陷阱技術(shù)，辨別上電方式，系統(tǒng)的復(fù)位處理，Watchdog技術(shù)等。⑶光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，以光為媒介傳輸信號(hào)的器件，其輸入和輸出在電氣上是隔離的，所以抗干擾能力很強(qiáng)。一、填空題(共20分，每題2分).計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程 兩大部分組成。.集散控制系統(tǒng)(DCS)的結(jié)構(gòu)模式為： 操作站一控制站一現(xiàn)場儀表.變送器輸出的信號(hào)為0?10mA 或4?20mA 的統(tǒng)一信號(hào)。.模擬輸出通道的結(jié)構(gòu)型式主要取決于輸出保持器 的構(gòu)成方式。.數(shù)控系統(tǒng)一般由數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置 、可編程控制器 和檢測裝置等。.設(shè)線性定常系統(tǒng)的輸出方程為y(t)=Cx(t),y(t)以最少的N拍跟蹤參考輸入r(t),必須滿足條件v(N)=Cx(N)=0r.常用的狀態(tài)觀測器有3種： 預(yù)報(bào)觀測器 、 現(xiàn)時(shí)觀測器 、 降階觀測器.“若A則B,否則C"，用模糊關(guān)系表示為R=(A*B)U(A非*C).在一些對(duì)程序流向起決定作用的指令前插入兩條 NOP指令,以保證彈飛的程序迅速納入正確軌道。.采用雙絞線作信號(hào)引線的目的是 減少電磁感應(yīng)一、Itb填空題.工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過程控制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件和軟件兩個(gè)組成部分。.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中常用的控制器有可編程序控制器、工控機(jī)、單片機(jī)、DSP、智能調(diào)節(jié)器等。.在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，被測信號(hào)有單端對(duì)地輸入和雙端不對(duì)地輸入兩種輸入方式。.ADC0809是一種帶有8通道模擬開關(guān)的8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。.模擬量輸入通道的任務(wù)是把從系統(tǒng)中檢測到的模擬信號(hào)，變成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，經(jīng)接口送往計(jì)算機(jī)。.信號(hào)接地方式應(yīng)采用一點(diǎn)接地方式，而不采用多點(diǎn)接地方式。.按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)的控制器通常有兩部分組成，一部分是狀態(tài)觀測器，另一部分是控制規(guī)律。.模塊化程序設(shè)計(jì)一般包括自頂向下和自底向上兩種設(shè)計(jì)方法。.線性表、數(shù)組、堆棧和隊(duì)列的共同特點(diǎn)是要求連續(xù)的存儲(chǔ)單元來順序存放數(shù)據(jù)元素。.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入變送器和輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)統(tǒng)一為0~10mADC或4~20mADC。二、名詞解釋.采樣過程按一定的時(shí)間間隔T,把時(shí)間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬信號(hào)，變成在時(shí)刻0、T、2T、，,kT的一連串脈沖輸出信號(hào)的過程.地線"是信號(hào)電流流回信號(hào)源的地阻抗路徑.數(shù)字程序控制就是計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的指令和數(shù)據(jù)，控制生產(chǎn)機(jī)械（如各種加工機(jī)床）按規(guī)定的工作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)速度等規(guī)律自動(dòng)地完成工作的自動(dòng)控制.數(shù)據(jù)是描述客觀事物的數(shù)、字符，以及所有能輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算機(jī)程序處理的符號(hào)的集合.積分飽和如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)已到極限位置，仍然不能消除偏差時(shí)，由于積分作用，盡管計(jì)算PID差分方程式所得的運(yùn)算結(jié)果繼續(xù)增大或減小，但執(zhí)行機(jī)構(gòu)已無相應(yīng)的動(dòng)作三、選擇題（合計(jì)15分，每題3分）.下列不屬于數(shù)字控制方式的是（C）A、點(diǎn)位控制B、直線控制C、網(wǎng)格控制D、輪廓控制.8位的A/D轉(zhuǎn)換器分辨率為（C）A、0.01587B、0.007874C、0.003922D、0.00097753.專家控制系統(tǒng)大致可以分為（D）①專家自整定控制 ②專家自適應(yīng)控制 ③專家監(jiān)督控制 ④混合型專家控制⑤仿人智能控制A、dI@③⑤ B、②④⑤C、②③④@ D、①③@@4,一個(gè)8位的A/D轉(zhuǎn)換器（量化精度0.1%）,孔徑時(shí)間3.18nm,如果要求轉(zhuǎn)換誤差在轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，則允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號(hào)的最大頻率為（B）A、5HzB、50HzC、100HzD、500Hz5.某熱處理爐溫度變化范圍為0~1350℃,經(jīng)溫度變送器變換為1?5V的電壓送至ADC0809,ADC0809的輸入范圍為0?5V,當(dāng)t=Kl?時(shí)，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6A,此時(shí)爐溫為（C）A、588.98℃B、288.98℃C、361.23℃D、698.73℃四、簡答題（合計(jì)20分，每題5分）.什么是干擾，干擾來源，抗干擾措施。答：就是有用信號(hào)以外的噪聲或造成計(jì)算機(jī)設(shè)備不能正常工作的破壞因素。外部干擾和內(nèi)部干擾。硬件措施，軟件措施，軟硬結(jié)合的措施.逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理。答:所謂逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)，就是刀具或繪圖筆每走一步都要和給定軌跡上的坐標(biāo)值進(jìn)行比較,看這點(diǎn)在給定軌跡的上方或下方，或是給定軌跡的里面或外面，從而決定下一步的進(jìn)給方向3.簡述數(shù)字漉波技術(shù)，其算法有哪些？答：所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾在有用信號(hào)中的比重。故實(shí)質(zhì)上它是一種程序?yàn)V波。算術(shù)平均值法、中位值濾波法、限幅濾波法、慣性濾波法.數(shù)字控制器算法的工程實(shí)現(xiàn)分為哪六部分？答：包括給定值處理、被控量處理、偏差處理、控制算法的實(shí)現(xiàn)、控制量處理、自動(dòng)手動(dòng)處理.數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)步驟？答：設(shè)計(jì)假想的連續(xù)控制器、選擇采樣周期T、將DS離散化為Dz、設(shè)計(jì)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制算法、校驗(yàn)五個(gè)步驟二、選擇題（共15分，每題3分）B.如果模擬信號(hào)頻譜的最高頻率為fmaJ只要按照采樣頻率(A)進(jìn)行采樣，那么采樣信號(hào)就能唯一的復(fù)觀。A.f>2fmax B.f<(fmax c.f<2fmaxD.f>^fmaxC.一個(gè)10位的A/D轉(zhuǎn)換器(量化精度0.1%),孔徑時(shí)間10PS,如果要求轉(zhuǎn)換誤差在轉(zhuǎn)換精度類，則允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號(hào)的最大頻率為(B)A.15Hz B.16Hz C.17Hz D.14HzD.設(shè)加工第一象限直線OA,起點(diǎn)為0(0,0),終點(diǎn)為A(6,3),進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算所需的坐標(biāo)進(jìn)給的總步數(shù)N”為(C)A.7 B.8 C.9 D.10E.(A)數(shù)字濾波方法適用于周期性干擾。A.平均值濾波法B.中位值濾波法C.限幅濾波法 D.慣性濾波法B.已知偏差e(k),積分分離閾值B,以下正確的是(B)A.當(dāng)|e(k)|〉。時(shí)，采用P1控制B.當(dāng)|e(k)|邛時(shí)，采用PD控制C.當(dāng)|e(k)|Vp時(shí)，采用PD控制D.當(dāng)|e(k)|Mp時(shí)，采用Pl控制三、名詞解釋(共30分，每題6分).接口接口是計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備交換信息的橋梁 過程通道過程通道是在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道量化所謂量化，就是采用一組數(shù)據(jù)來逼近離散模擬信號(hào)的幅值,將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)自動(dòng)校準(zhǔn)自動(dòng)校準(zhǔn)是指在系統(tǒng)開機(jī)后或每隔一定時(shí)間自動(dòng)測量基準(zhǔn)參數(shù)，然后計(jì)算誤差模型，獲得并存儲(chǔ)誤差補(bǔ)償因子 HMIHMI就是使用者與機(jī)器間溝通、傳達(dá)及接收信息的一個(gè)接口四、簡答題(共20分，每題5分).什么是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)？它的工作原理是怎樣的？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。從本質(zhì)上看，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理可納為以下三個(gè)步驟:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)控制決策、實(shí)時(shí)控制輸出.什么是共模干擾？如何抑制？共模干擾時(shí)指A/D轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸入端上公有的干擾電壓。其抑制方法：變壓器隔離、光電隔離、浮地屏蔽、采用儀表放大器提高共模抑制比.直線插補(bǔ)計(jì)算過程有哪幾個(gè)步驟？偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、偏差計(jì)算、終點(diǎn)判斷.程序設(shè)計(jì)通常分為哪五個(gè)步驟？問題定義、程序設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試、改進(jìn)和再設(shè)計(jì).如何消除積分飽和？對(duì)計(jì)算出的控制量u(k)限幅，同時(shí)，把積分作用切除掉一、填空題(合計(jì)20分，每空1分)1、實(shí)時(shí)的概念不能脫離具體的過程，一個(gè)在線的系統(tǒng)不一定是一個(gè) 實(shí)時(shí)系統(tǒng) ，但一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng) 必定是在線系統(tǒng)。2、典型的工業(yè)生產(chǎn)過程可分為：連續(xù)過程 、離散過程 和批量過程。3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng) 、 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 、綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)。4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、扁平化、 智能化、綜合化。5、數(shù)字量輸出通道主要由輸出鎖存器、 輸出驅(qū)動(dòng)電路 、輸出口地址譯碼電路等組成。6、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，模擬量輸入通道的任務(wù)是把系統(tǒng)中檢測到的模擬信號(hào)，

變成 二進(jìn)制數(shù)字信號(hào),經(jīng)接口送往計(jì)算機(jī)