计算机控制技术题库附答案之欧阳术创编.docx

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计算机控制技术题库附答案之欧阳术创编

计算机控制技术练习题（附答案）

时间：

2021.02.02

创作：

欧阳术

一、填空题（每空2分，共20分）

1．闭环负反馈控制的基本特征是。

2．闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母。

3．惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按变化。

4．静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度。

5．系统的相稳定裕度M，定义为开环频率特性在截止频率c处。

6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。

7．零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性φ（）=。

8．若已知闭环系统自然频率为n，经验上，采样频率s应取。

9．通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。

10．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入。

二、选择题（每题2分，共10分）

1．在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。

A增大；B减小；C不变。

2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差。

A较大；B较小；C相当。

3．某系统的Z传递函数为G（z）=0.5（z+0.5）/（z+1.2）（z-0.5），可知该系统是。

A稳定的；B不稳定的；C临界稳定的。

4．若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。

A积分；B微分；C惯性。

5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。

A大于；B小于；C等于。

三、简答题（每小题5分，共20分）

1．图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。

图1

2．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少?

3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。

4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。

四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为

G（s）=n2/s（s+2n）

实测求得单位阶跃响应的%=4.3%，ts=2.5秒，试写出闭环传递函数并求n，为多少。

五、（10分）现已知某炉温变化范围为0~1000℃，测试时，采用9位的A/D变换器（带符号位），试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。

若测试时，通过变送器将测试起点迁移到500℃，保持同样的系统对炉温变化的分辩率，试问此时可采用几位的A/D变换器就可以了。

六、（10分）已知系统方块图如图2所示

图2

1）试写出系统闭环传递函数

2）若K=2,试求使系统稳定的T取值范围。

（已知Z[1/s2]=Tz/（z-1）2）

七、（20分）已知调节器传递函数为

，T=0.5秒

1）试用一阶向后差分变换法，将其离散，求Gc（z）=？

2）将Gc（z）用第二种直接程序法编排实现，试求u（k）表达式，并画出结构图；

3）将该算法分成算法I与算法II，并画出编程的流程图。

计算机控制技术试题（3）

评分标准（参考）

3．填空题（每空2分，共20分）

1．测量偏差、纠正偏差；2．相同；3．按指数规律变化；4．越高；5．相角与180度之差；6．采样周期；7．-T/2；8．10n；9．串模干扰；10．调理电路。

二、选择题（每空2分，共10分）

1．A；2．A；3．B；4．B；5B。

三、简答题（每小题5分，共20分）

1．由于出水干扰QO使水位下降时，浮子下降，进水口打开，水位逐渐增高，浮子逐渐上浮，当达到给定高度时，浮子将进水口堵死，从而保持设定高度。

2．1）零型系统；2）0.1=1/（1+K）K=9

3．通常，在系统正向通道加入积分环节或增大开环放大系数，将会减少稳态误差，但将会降低系统的稳定程度。

4．若连续信号所含频率分量的最高频率为

，为使其采样信号不失真，采样频率

；若不满足采样定理，一个高频信号将会变成低频信号。

四、（10分）

1）

（3分）

2）

，

（4分）

，

（3分）

评分：

由于

计算有误，使n计算有误，可给1分。

五、（10分）

1）

，故Δ=3.9°；（5分）

2）

，故

（5分）

评分：

于Δ计算有误导致第2问有误，但计算方法正确，可给3分。

六、（10分）

1）

2）

，

，

要求

，

，T<2

，T>0

评分：

1）每小问各为5分

2）若因

有错，导致T有错，但求T方法正确，可得3分；

3）求

方法正确，但计算有误，可得3分。

七、（20分）

1）S=（1-z-1）/TGC（z）=（1.5-z-1）/（1.1-z-1）

2）

；

3）I：

II：

u1=0.9u（k）-0.91e（k）

评分：

1）第1小题10分，其余两小题各5分；

2）由于第1小题计算有误，使第2、3小题有误，但方法正确，可给5分；

3）在第2小题中，若采用减小延迟方法绘结构图时亦算正确。

微型计算机控制技术试卷A

一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）

1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。

A．A/D转换器B．双向可控硅

C．D/A转换器D．光电隔离器

2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（）器件完成控制量的切换工作。

A．锁存器锁存B．多路开关

C．A/D转换器转换D．反多路开关

3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值（）。

A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值

4.在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（）。

A．阳极B．阴极C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极

5.电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（）实现的。

A．改变定子的通电方向和通电占空比

B．改变转子的通电方向和通电占空比

C．改变定子的通电电压幅值

D．改变转子的通电电压幅值

6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（）

A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机

B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机

C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作

D．SCC计算机与控制无关

7.键盘锁定技术可以通过（）实现。

A．设置标志位

B．控制键值锁存器的选通信号

C．A和B都行

D．定时读键值

8.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（）。

A．0．3伏以下B．0．7伏以上

C．-3伏以下D．+3伏以上

9.在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（）提高信/躁比。

A．只能通过模拟滤波电路

B.只能通过数字滤波程序

C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路

D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路

10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（）。

A．步进电机可以直接接受数字量

B．步进电机可以直接接受模拟量

C．步进电机可实现转角和直线定位

D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动

二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）

1.香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线实际曲线。

所以，为了提高控制精度，应尽可能。

2.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出相对于下列各模拟量所对应的数字量：

1模拟量为5V时，所对应的数字量为H。

2模拟量为0V时，所对应的数字量为H。

3模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为H。

3.在三相步进电机系统中，为了提高控制力矩，常常采用方法来实现。

4.操作指导系统对____________________________________________更适宜。

5.某微型机采样系统中，CD4051的INH端接+5V，控制端C、B、A接地时，选通通道。

6.LCD的多极驱动方式是指驱动方式，目的在于。

7.在PID调节系统中，比例系数KP的确定比微分系数KI和积分系数KD更重要，因为它关系到__________。

8.某仪器受体积限制只允许设置8个功能键，但却要求有十六种功能，可以采用的办法解决。

9.和PID调节一样，模糊控制器的最大优点是。

10.SPI总线与I2C总线的主要区别是____________________________和________________________________。

三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，共10分）

1.在显示系统中，若为动态显示，需将待显示数变成显示码才能输出到显示器进行显示。

若在显示电路中增加一级锁存器，则可直接将待显示数输出到显示器进行显示。

（）

2.DAC0832是常用的8位D/A转换器，内部设有两级缓冲器，目的是使转换数椐得到充分缓冲，确保转换精度。

（）

3.由于各种传感器提供的电压信号范围很宽，需要通过可编程增益放大器，对信号进行调整，使A/D转换器满量程信号达到均一化。

（）

4.某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理，发现总有一些杂波无法滤掉，原因是采样时间间隔太大（）。

5.在工业过程控制系统中，由于被控对象所处环境复杂，常使采样值偏离实际值。

所以一般要加入滤波环节，且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用。

（）

四、简答题（本题共4小题，共20分）

1.（本题5分）简要说明多路开关的主要特点。

2.（本题5分）PID调节系统中，微分调节起何作用？

为什麽在有些系统中采用不完全微分算式，它与常规算式有哪些区别？

3.（本题5分）PWM控制意味着什么？

它有什么作用？

微型机控制系统中是怎样实现的？

4.（本题5分）说明算术平均滤波、加权平均滤波和滑动平均滤波之间的区别以及各自的用途。

五、设计题（本题共1小题，共20分）

设A/D转换电路如图1所示，

（1）说明图中A/D转换方式。

（3分）

（2）写出图中8255A的地址。

（4分）

（3）画出实现该A/D转换的流程图。

（5分）

（4）编写完成A/D转换的程序。

（8分）

六、设计题（本题共1小题，共20分）

已知电机控制系统如图2所示，图中LD为马达运行指示灯（不运行时熄灭）。

（1）说明图中芯片4N25的作用（2分）

（2）说明图中电机的控制原理（4分）

（3）画出电动机控制程序流程图（4分）

（4）根据流程图编写电机控制程序（设8255的地址为8000—8003H）（8分）

（5）图中有否需要改动的地方？

原因是什麽？

（2分）

参考答案

一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）

1．A2.D3.A4.B5.B6.B7.C8.C9.D10.B

二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）

1.越接近，提高采样频率2.3FFH，200H，100H

3.双三拍4.未模清控制规律的系统（或不需要控制的）

5.无6.多个背极，该段能否显示

7.因为Kp不但与本身有关，而且还和Kd\Ki有关8.双功能键

9.不要求数学模型10.SPI有三条线，而I2C只有两条I2C的总线是双向的

三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，每小题2分，共10分）

1.答：

╳，不能2.答：

∨

3.答：

∨4.答：

╳，原因是两次采样的变化量△Y太大

5.答：

∨

四、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分）

1.答：

半导体多路开关的特点是：

（答5条即可）

（1）采用标准的双列直插式结构，尺寸小，便于安排；

（2）直接与TTL（或CMOS）电平相兼容；

（3）内部带有通道选择译码器，使用方便；

（4）可采用正或负双极性输入；

（5）转换速度快，通常其导通或关断时间在1ms左右，有些产品已达到几十到几百纳秒（ns）；

（6）寿命长，无机械磨损；

（7）接通电阻低，一般小于100W，有的可达几欧姆；

（8）断开电阻高，通常达109W以上。

2.答：

微分的作用是加快调整速度。

由于微分只存在于瞬间，因而有时会使系统产生震荡，而使调节品质下降。

为了避免震荡，在一些系统中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫减弱，以避免由于微分突然下降到0而产生震荡。

3.答：

PWM是脉冲宽度调速系统，它用来控制马达的转速和方向。

其方法是通过改变对电机的通电时间达到调整电机转速的目的。

具体作法是，首先根据电机转速的要求，确定占空比，即通电时间与通电周期之比，再按照通、断电时间送出控制模型，使电机按要求的转速运转。

方向是通过改变4个开关的通电状态来实现的。

4.答：

算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；可用于任何场合，如压力、流量等。

加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；这种滤波主要用于那些想突出采样的某些部分的场合。

而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。

此滤波主要用于实时性要求比较快的场合。

五、设计题（本题共1小题，共20分）1.

答：

（1）图中A/D转换为查询方式（3分）

（2）写出图中8255A的地址。

（4分）

G1G2AG2BCBA

P2.7P2.6P2.50P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0

1110110XX

Y6

所以,8255A的地址是:

F800H—FB00H（或:

F8FFH—6BFFH）

（3）画出实现该A/D转换的流程图如下（5分）

A/D转换程序（8分）

START：

MOVA，#82H；8255初始化2分

MOVDPTR，#0FB00H

MOVX@DPTR.，A

MOVA，#09H；启动A/D2分

MOVX@DPTR.，A

MOVDPTR，#0F900H

LOOP：

MOVDPTR，#0FA00H

MOVXA，@DPTR；判断转换是否结束2分

ANLA，#01H

JZ，LOOP

DECDPH

MOVXA，@DPTR；读A/D转换结果2分

ENDSTART

六、设计题（本题共1小题，共20分）

答：

（1）芯片4N25用来隔离（2分）

（2）说明图中电机的控制原理（4分）

图中，开关K0—K7为给定值，用来给定马达的转速，V=Vmax╳N/256，开关K用来控制停止（0）/启动

（1）。

当PC4输出为1时，光电隔离器导通，发光二极管亮，光敏三极管导通，马达开始转动。

通过转动N，再停止N脉冲宽度调制技术，即可控制马达的速度。

（3）画出电动机控制程序流程图（4分）

（4）根据流程图编写电机控制程序（8分）

MAIN：

MOVA，#81H；8255初始化2分

MOVDPTR，#8003H

MOVX@DPTR.，A

LOOP：

MOVDPTR，#8002H

MOVXA，@DPTR；判断是否停止马达2分

ANLA，#02H

JZ，STOP

START：

MOVA，#90H；启动马达，指示灯亮2分

（MOVDPTR，#8002H）

MOVX@DPTR.，A

AJMPLOOP

STOP：

MOVA，#00H；停止马达，指示灯灭2分

（MOVDPTR，#8002H）

MOVX@DPTR.，A

AJMPLOOP

（5）图中4N25发光三极管的电源应单独供电？

（2分

微型计算机控制技术试卷B

一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）

1.防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是（）。

A．可以用硬件电路或软件程序实现

B．只能用滤波电路或双稳态电路实现

C．只能用软件程序实现

D．只能用延时程序实现

2.LCD显示的关键技术是解决驱动问题，正确的作法是（）。

A．采用固定的交流电压驱动B．采用直流电压驱动

C．采用交变电压驱动D．采用固定的交变电压驱动

3.小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是（）

A．改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向

B．改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向

C．在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向

D．在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向

4.在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（）。

A．采用增量型PID调节B．采用带死区的PID调节

C．采用PI调节D．采用ID调节

5.若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统，使最高位发光其余位不发光的报警模型是（）。

A．1000BB．0001BC．1111BD．0000B

6.关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的说法是（）。

A.EOC呈高电平，说明转换已经结束

B.EOC呈高电平，可以向CPU申请中断

C.EOC呈高电平，表明数据输出锁存器已被选通

D.EOC呈低电平，处于转换过程中

7.采样/保持器的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V,输出端为（）。

A．从2.3V变至2.6VB．从2.3V变至2.45V并维持不变

C．维持在2.3VD．快速升至2.6V并维持不变

8.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（）

A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机

B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机

C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作

D．SCC计算机与控制无关

9.键盘锁定技术可以通过（）实现。

A．设置标志位B．控制键值锁存器的选通信号

C．A和B都行D．定时读键值

10．引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中,不正确的是（）。

A．偏差的正、负决定调节作用的方向

B．偏差的大、小决定调节作用的强、弱

C．偏差为零，调节作用为零

D．偏差太大，调节失效

二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）

1．DDC系统的最大优点是__________________________________________。

2．采样/保持器有两种工作方式。

在采样方式中，采样-保持器的输出__。

在保持状态时，采样-保持器的输出__。

3．在PID控制系统中，I的作用主要是_______________，它一般不单独使用的原因是。

4．在数据采集系统中，只使用一个S/H和A/D构成的系统称之为_________________系统，而只使用多个S/H和一个A/D构成的系统称之为______________________系统。

5．在微型机控制系统中，键盘处理程序由两部分组成，其一是计算键值，其二则是，________________________。

6．当LF198采样/保持器的逻辑端输入低电平时，输入电平从3.25伏下滑到2.70伏，此时输出端电平为伏。

7．“模糊”一词的英文写法是______________，这种控制方法的最大优点是______________。

8．积分分离PID与变速积分PID的根本区别是___________________________。

9．计算机监督系统与计算机直接控制系统的根本区别是,前一种系统具有两级计算机，其中监督计算机的作用是按计算送到DDC计算机。

10．线性插值法最根本的问题是____________________。

三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，共10分）

1．在计算机控制系统中，常常需要设计报警电路，无论在什麽情况下，也不管原因如何，只要略微超限，立即报警。

（）

2.多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。

（）

3．在PID调节系统中，积分I的作用是消除静差，所以积分分离PID不能消除静差（）。

4．步进电机之所以能转动，其关键原因是错齿。

（）

5．A/D转换器的结束信号的连接方式是判断A/D转换方式的主要依据。

（）

四、简答题（本题共4小题，共20分）

1.（本题5分）多位LED显示器显示方法有哪两种？

两种显示都需要解决的问题是什麽？

怎样解决？

2.（本题5分）根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成哪几种A/D工作方式？

具体怎样接线？

3.（本题5分）手动后援是控制系统中的一个环节，在系统运行时它有何作用？

在手动与自动之间进行切换时要求什么？

4.（本题5分）抖动、重键都是键盘设计中经常遇到的问题，用什麽方法可以解决？

五、设计题（本题共1小题，共20分）

设某步进电机为A、B、C、D四相。

1.说明图中芯片4N25、达灵顿管T的作用。

（2分）

2.画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍三种控制方式正向通电顺序图。

（6分）

（3）A、B、C、D四相分别用PC0---PC3控制，请在下表的空格处填上适当的数。

（4分）

步

序

控制位

PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0

DCBA

通电状态

控制模型

双四拍

1

2

3

4

1.每一相控制电路如下图所示，已知8255A的端口地址为2060H、2061H、2062H、2063H，

试用8255A位控方式写出使步进电机A相、B相、C相和D相通电的程序（只要求正转）。

（8分）

六、设计题（本题共1小题，共20分）

设某压力报警系统如图所示。

图中，开关K0为报警屏蔽开关，K0=0时，系统被屏蔽。

开关K1为压力报警开关，K1闭合时，表示报警；开关K1打开时为正常状态。

系统正常时，绿色指示灯LD亮,；报警时使红色指示灯HD0亮。

并要求系统能连续工作。

1.写出8255A各口的地址。

（4分）

2.画出完成上述任务的程序流程图。

（6分）

（3）编写8255A初始化和控制程序。

（10分）

参考答案

一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）

1．A2.D3.B4.D5.A6.D7.A8.B9.C10.D

二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）

1.用一台计算机控制多个回路2.跟随输入变化保持不变

3.消除静差速度不变

4.分时采样，分时转换同时采样，分时转换

5.根据键值转移到键功能入口地址

6.3.25V7.Fuzzy不需要数学模型

8.前者是对积分是开关量，后者则是线性的

9.描述生产过程的数学模型最佳给定值

10.用直线代替曲线

三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，每小题2分，共10分）

1.答：

╳，有时为了减少报警次数，可设置上、下报警限

2.答：

∨3.答：

╳,积分分离也能消除静差

4.答：

∨5.答：

∨

四、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分）

1.答：

一种是动态显示，另一种是静态显示。

两种显示方式都需要解决的问题是将待显示的字符变成LED显示码，即译码。

可以用硬件译码器实现，也可以用软件程序完