計算機控制技術(shù)習(xí)題2011復(fù)習(xí)

計算機控制技術(shù)習(xí)題2011復(fù)習(xí)第一頁，共21頁。2、用ADC0808測量某罐溫度，其溫度波動范圍30～50℃，線性溫度變送器輸出0～5V，試求測量該溫度的分辨率。分辨率=(50-30)/255=0.0784℃3、八位D/A轉(zhuǎn)換芯片，其輸出設(shè)計為0～5V，試求當CPU分別輸出80H、40H、10H時，對應(yīng)的輸出各為多少伏？80H=12840H=6410H=16第二頁，共21頁。3、八位D/A轉(zhuǎn)換芯片，其輸出設(shè)計為1～5V，試求當CPU分別輸出F0H、A0H、C0H時，對應(yīng)的輸出各為多少伏？第三頁，共21頁。4、某熱處理爐的溫度變化范圍是0~1000℃,要求分辨率為1℃，溫度變送器輸出范圍為0~5V,則A/D轉(zhuǎn)換器的字長N應(yīng)為多少？如果字長N不變，現(xiàn)通過變送器零點遷移，將信號零點遷移到200℃，此時系統(tǒng)對爐溫變化的分辨率是多少？第四頁，共21頁。5、使用光電隔離器件時，如何做到器件兩側(cè)的電氣被徹底隔離？

答：光電隔離器件兩側(cè)的供電電源必須完全隔離。第五頁，共21頁。6、第六頁，共21頁。7、

設(shè)12位A/D轉(zhuǎn)換器的滿量程電壓FSR為10V，則該A/D轉(zhuǎn)換器的量化單位是__2.44mV____。第七頁，共21頁。8、現(xiàn)已知某爐溫變化范圍為0~1500℃，要求測試時，分辨率為3℃，試確定A/D變換器的字長應(yīng)選為多少？若A/D字長n不變，通過變送器將測試起點遷移到600℃，試問此時系統(tǒng)對爐溫變化的分辯率為多少。

9、A/D前采用的某傳感器的最大輸出為10伏，其精度為0.1%，試選擇A/D板的字長位數(shù)及精度。答：10位，10V/1024=0.00976V=9.76mV±0LSB12位，10V/4096=0.00244V=2.44mV±1LSB4V—1638q=2.44mV,4V-q*1/2-q~4+q*1/2+q第八頁，共21頁。10、用ADC0808測量某罐溫度，其溫度波動范圍30～50℃，線性溫度變送器輸出0～5V，試求測量該溫度的分辨率和精度。已知ADC0808的精度±1/2LSB

解：分辨率q=（50-30）/255=0.078℃

絕對精度=1/2*q=0.039

℃

相對精度=0.039/20=0.196%q=5V/255=19.6mV2V—102第九頁，共21頁。11、某執(zhí)行機構(gòu)的輸入變化范圍為4～20mA，靈敏度為0．05mA,應(yīng)選D／A轉(zhuǎn)換器的字長為多少位?解:(20-4)/0.05=320,n≥9,取10第十頁，共21頁。12簡述開關(guān)量光電耦合輸入電路中，光電耦合器的作用。答：開關(guān)量光電耦合輸入電路，它們除了實現(xiàn)電氣隔離之外，還具有電平轉(zhuǎn)換功能第十一頁，共21頁。13、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電壓送至ADC0809，ADC0809的輸入范圍為0～5V。當t=KT時，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6AH，問此時的爐內(nèi)溫度為多少度?0FFH(5V)1V(33H)1350℃6AH=106第十二頁，共21頁。14、簡述PID控制器中的P（比例）、I（積分）、D（微分）各調(diào)節(jié)器的作用，

比例，提高系數(shù)可以減小偏差，但永遠不會使偏差減小到零，而且無止境地提高系數(shù)最終將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例調(diào)節(jié)可以保證系統(tǒng)的快速性。積分，積分時間越大積分作用越弱，積分調(diào)節(jié)器的突出優(yōu)點是，只要被調(diào)量存在偏差，其輸出的調(diào)節(jié)作用便隨時間不斷加強，直到偏差為零。在被調(diào)量的偏差消除后，由于積分規(guī)律的特點，輸出將停留在新的位置而不回復(fù)原位，因而能保持靜差為零。但單純的積分也有弱點，其動作過于遲緩，因而在改善靜態(tài)品質(zhì)的同時，往往使調(diào)節(jié)的動態(tài)品質(zhì)變壞，過渡過程時間加長。積分調(diào)節(jié)可以消除靜差，提高控制精度。微分，微分時間越大微分作用越強。微分調(diào)節(jié)主要用來加快系統(tǒng)的相應(yīng)速度，減小超調(diào)，克服振蕩，消除系統(tǒng)慣性的影響。第十三頁，共21頁。15、在數(shù)字PID控制器中，采樣周期的選擇與哪些因素有關(guān)？

在滿足采樣定理的前提下應(yīng)考慮一下因素①加到被控對象的擾動頻率②對象的動態(tài)特性（純滯后時間和時間常數(shù)）③數(shù)字控制器D(z)所使用的算法及執(zhí)行機構(gòu)的類型（算法的復(fù)雜性和執(zhí)行器的快速性）④控制回路數(shù)⑤對象所要求的控制質(zhì)量第十四頁，共21頁。16、什么是積分飽和？克服積分飽和有哪幾種常用方法？

如果執(zhí)行機構(gòu)已到極限位置，仍然不能消除偏差時，由于積分作用，盡管計算PID差分方程式所得的運算結(jié)果繼續(xù)增大或減小，但執(zhí)行機構(gòu)已無相應(yīng)的動作，這就稱為積分飽和。（2）積分飽和的抑制a.積分分離法b.遇限制削弱積分法第十五頁，共21頁。17、采用逐點比較法插補直線OP，起點坐標O(0，0)，終點坐標P(5，-4)，要求以表格形式給出插補計算過程，并畫出插補運動軌跡。

步數(shù)誤差判別坐標進給誤差計算終點判別初始化F=0∑=5+|-4|=91F=0+xF=F-|yp|=-4∑=∑-1=82F<0-yF=F-|xp|

=1∑=∑-1=73F>0+xF=F-|yp|

=-3∑=∑-1=64F<0-yF=F-|xp|

=2∑=∑-1=55F>0+xF=F-|yp|

=-2∑=∑-1=46F<0-yF=F-|xp|

=3∑=∑-1=37F>0+xF=F-|yp|=-1∑=∑-1=28F<0-yF=F-|xp|

=4∑=∑-1=19F>0+xF=F-|yp|

=0∑=∑-1=0End第十六頁，共21頁。步數(shù)誤差判別坐標進給誤差計算終點判別初始化F=0∑=5+|-4|=91F=0+xF=F-|yp|=-4∑=∑-1=82F<0-yF=F-|xp|

=1∑=∑-1=73F>0+xF=F-|yp|

=-3∑=∑-1=64F<0-yF=F-|xp|

=2∑=∑-1=55F>0+xF=F-|yp|

=-2∑=∑-1=46F<0-yF=F-|xp|

=3∑=∑-1=37F>0+xF=F-|yp|=-1∑=∑-1=28F<0-yF=F-|xp|

=4∑=∑-1=19F>0+xF=F-|yp|

=0∑=∑-1=0Endstep=5+4;F=0;x=5;y=4while(step-->0){If(F>=0){驅(qū)動+X方向步進電機；F=F-y；}Else{驅(qū)動-Y方向步進電機；F=F-x；}}第十七頁，共21頁。19、什么是逐點比較插補法？直線插補計算過程和圓弧插補計算過程各有哪幾個步驟？

逐點比較法插補運算，就是在某個坐標方向上每走一步（即輸出一個進給脈沖），就作一次計算，將實際進給位置的坐標與給定的軌跡進行比較，判斷其偏差情況，根據(jù)偏差，再決定下一步的走向（沿X軸進給，還是沿Y軸進給）。逐點比較法插補的實質(zhì)是以階梯折線來逼近給定直線或圓弧曲線，最大逼近誤差不超過數(shù)控系統(tǒng)的一個脈沖當量（每走一步的距離，即步長）。直線插補計算過程的步驟如下：(1)偏差判別：即判別上一次進給后的偏差值Fm是最大于等于零，還是小于零；(2)坐標進給：即根據(jù)偏差判斷的結(jié)果決定進給方向，并在該方向上進給一步；(3)偏差計算：即計算進給后的新偏差值Fm+1，作為下一步偏差判別的依據(jù)；(4)終點判別：即若已到達終點，則停止插補；若未到達終點，則重復(fù)上述步驟。第十八頁，共21頁