2011计算机控制技术期末复习题

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1、1、用逐点比较法推导第一象限直线插补公式，并绘制直线的插补运算程序流程图。设OA为要加工的直线，（Xe,Ye）为直线终点坐标点M(Xe,Ye)为加工点。若M点在直线上，则有YmXe-XmYe=0若令Fm=YmXe-XmYe(1)当Fm≥0时，M点在直线上或在直线上方，沿+X方向走一步，下一点的坐标为：(2)当Fm＜0时，M点在直线下方，沿+Y方向走一步，下一点的坐标为：2、已知某控制系统模拟控制器的传递函数为若采样周期T=1S,试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式。并比较两种算法特点。将T=1代入上式，得

2、3、（1）最少拍有纹波数字控制器和最少拍无纹波数字控制器设计中对闭环脉冲传函Φ(Z)的要求有什么区别？最少拍有纹波数字控制器设计中,要求Φ(Z)包含G(Z)中单位园外的零点；而最少拍无纹波数字控制器设计中，要求Φ(Z)的要求包含G(Z)中所有的零点。（2）设对象的脉冲传递函数为：试对单位阶跃输入设计最少拍无纹波数字控制器。由G(z)得知：d=0,q=1,v=1,w=1,j=1,且j=q,则有m=w+d=1n=v-j+q=1选择由得出4、画出典型计算机控制系统的基本框图。说明计算机控制系统的工作原理。实时数据采集（

3、A/D）；实时控制决策（算法）；实时控制输出（D/A）5、谈谈光电耦合器的结构、作用、用法。当输入侧(即发光二极管)流过一定的电流IF时，发光二极管开始发光，它触发光敏三极管使其导通；当撤去该电流时，发光二极管熄灭、三极管截止。这样，就实现了以光路来传递信号，保证了两侧电路没有电气联系，从而达到了隔离的6、分析监督定时器工作原理。电源故障；程序跑飞、死循环。7、对于含有纯滞后的对象，设计控制器时可以采用哪些方法？并说明算法的设计思想。改进型PID、大林算法、史密斯预估算法。8、给出计控系统模入通道的典型组成结构，

4、说明各部分作用。信号调理、放大、滤波、采样保持、A/D、I/O接口9、设计DAC0832双极性输出电路，输出范围为（－5V～＋5V）。要求推导出输出电压计算公式，并指出基准参考电压Vref取什么电压值？若D为输入数字量，则有因为要保证D=255对应+5V,D=0对应-5V。所以Vref应取+5V。10、写出第一象限逐点比较法直线差补算法结构：11、已知采样周期为1秒，写出数字PID控制器增量式算式和位置式算式，并说明各自的特点。后向差分法12、按达林算法设计的某系统的控制器为，1、本系统是否存在振铃现象？为什么？

5、2、若存在振铃现象，设计消除振铃的控制器；若无振铃现象，写出控制输出u(k)。有振铃现象，D(z)的分母为，含有z=－0.9的极点，靠近－1，为振铃因子。消除的方法为把D(z)中因子的z＝1，可得13、为什么说增量型PID控制器调节比位置型PID调节效果更好?二者的区别是什么?答：增量式只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作影响小，用于执行器具有积分作用的场合，在i时刻的输出ui，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻，前两时刻的偏差ei-1，ei-2和前一次的输出值ui-1，这大大节约了内存和计算时间

6、；位置方式的控制输出对应执行器的位置，而且其输出与前面所有时刻的偏差有关，容易产生累计误差和误动作。一、简答题1、光电耦合器件在计算机控制系统中起到什么作用？2、软件陷阱的作用是什么？写出实际应用中使用的3条软件陷阱指令。3、对于含有纯滞后的对象，设计控制器的时候可以采用哪些方法？4、试列举出四种常用的数字滤波算法，并简述其原理二、填空：1.计算机各模块之间互联和传送信息（指令、地址和数据）的一组信号线就是总线。2.在模拟量输入中，信号调理电路是传感器和A/D之间的桥梁；在模拟量输出通道中，信号调理电路是D/A和

7、执行机构的桥梁。3.D/A变换器的精度主要由线性误差、偏置误差和分辨率的大小决定的。4.平均值滤波是对信号y进行m次采样:滤波器的输出y(k)=。5.零阶保持器的传递函数为：6.某温度控制为0℃~500℃系统中，先将温度变换成电信号后进行A/D转换，并保证分辨率为2℃，至少应选用8位A/D转换器。当温度为100℃时A/D转换的值（十六进制数）是32H。二、问答题(每题10分，共40分)1.说明固态继电器（SSR）中光电耦合器、零交叉电路的作用？在下面的电路图中，若使交流回路接通，I/O接口电路应输出高电平还是低电

8、平？答：①光电耦合器的作用：对输入输出进行隔离。②零交叉电路的作用：可使交流电压变化到0V附近时让电路接通，从而减少干扰。③I/O接口电路应输出高电平时，使交流回路接通。2.计算机控制系统中一般有哪几种接地线？请画出串联一点法接地和并联一点法接地示意图。答：接地线有：模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。3.试比较增量型PID控制器调节和位置型PID的调节效果及二者的区