武汉理工大学自动化学院研究生复试面试150题答案.docx

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武汉理工大学自动化学院研究生复试面试150题答案

微机原理

1、串行通信有几种方式？

它们的特点分别是什么？

6、什么叫同步通信方式？

异步通信方式？

它们各有什么优缺点？

答：

串行通信有两种工作方式:

异步通信和同步通信.

异步通信的数据格式：

1个起始位,7~8位数据位，1个奇偶校验位,1、1。

5或2个停止位.不需要同步信号,硬件连接简单，被广泛采用。

同步通信在发送端和接收端之间要用时钟来实现同步，在相同波特率的前提下，同步通信所传输的数据量要大于异步通信所传输的数据量。

同步通信方式和异步通信方式.

同步通信方式要求通信双方以相同的时钟频率进行，而且准确协调,通过共享一个单个时钟或定时脉冲源保证发送方和接收方的准确同步，效率较高；

异步通信方式不要求双方同步,收发方可采用各自的时钟源,双方遵循异步的通信协议,以字符为数据传输单位，发送方传送字符的时间间隔不确定，发送效率比同步传送效率低。

3、若某个微处理器有20条地址总线和16条数据总线，问存储器空间有多大?

经由数据总线可传送的带符号数的范围是多少？

答:

总存储空间为2的20次方，即1M.范围为-32767~+32768.

4、简述8086CPU的最小方式和最大方式，并说明它们之间有什么不同？

答：

最小模式中，系统所需要的控制信号全部由8086CPU本身提供

最大模式中,系统所需要的控制信号由总线控制器8288提供。

CPU的管脚MN/MX管脚接高电平时，构成最小模式；接低电平时，构成最大模式。

5、CPU和接口之间有哪几种传送信息的方式？

在CPU与外设交换信息的过程中，这些方式各自的适用范围是什么？

答：

有两种通信方式：

程序控制方式和直接存储器存取，即DMA方式。

程序控制方式又分为三种：

同步传输方式，异步传输方式和中断方式。

同步传输方式特点是外设可以处于CPU的控制之下。

异步传输方式应用于慢速的外设与CPU传输数据，但是CPU的利用率不高。

中断方式提高CPU的利用率。

DMA方式应用于高速的外设或成块交换数据的情况。

7、全双工和半双工通信的区别何在?

在二线制电路上能否进行全双工通信？

为什么？

答:

单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；

半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是，在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；

全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力.

8、RS—232C总线的逻辑电平是如何定义的？

使用RS-232C总线应注意的问题是什么？

53、RS—232C的逻辑电平是多少?

答：

在数据线TXD和RXD上逻辑1:

—15V~-3V；逻辑0:

+3V~+15V

在控制线和状态线上信号有效：

+3V～+15V；信号无效：

—3V～—15V

RS-232C的EIA电平与微机的逻辑电平（TTL电平或CMOS电平）不兼容，两者间需要进行电平转换。

11、请解释什么叫“总线”？

总线分哪几类？

各类总线的应用场合是什么？

答：

总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接.

系统总线包含有三种不同功能的总线，即数据总线DB（DataBus）、地址总线AB（AddressBus）和控制总线CB（ControlBus）。

“数据总线DB”用于传送数据信息，数据总线是双向三态形式的总线;地址总线AB”是专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I／O端口，所以地址总线总是单向三态的;“控制总线CB”用来传送控制信号和时序信号

49、8086的I/O寻址空间为多少?

答：

8086的地址线是20位，2的20次方就是1MB。

63、高级语言、低级语言与机器语言有何区别?

答：

机器语言是直接用二进制代码指令表达的计算机语言，计算机可以直接识别，不需要进行任何翻译，执行速度快。

但是可读性差，不便于交流与合作,同时可移植性差,重用性差。

低级语言更接近于机器指令,经过编译器的转换可以转换成机器语言，执行速度较快。

高级语言接近算法语言，易学、易掌握;高级语言远离机器语言，与具体的计算机硬件关系不大，因而所写出来的程序可移植性好,重用率高；高级语言为程序员提供了结构化程序设计的环境和工具,使得设计出来的程序可读性好，可维护性强,可靠性高

84、8086的寻址方式有哪些?

答：

立即寻址，寄存器寻址，直接寻址,寄存器间接寻址，寄存器相对寻址，基址变址寻址，相对基址变址寻址。

77、8255A的PA口有几种工作方式?

答：

有3种.方式0—基本输入/输出方式，方式1—选通输入/输出方式，方式2-双向选通输入/输出方式。

78、8253有什么作用？

答：

8253是可编程定时/计数器接口芯片,一般用于软件定时和外部事件计数.

89、宏指令与伪指令的区别是什么？

答：

伪指令用于告诉汇编程序如何进行汇编的指令，它既不控制机器的操作也不被汇编成机器代码，只能为汇编程序所识别并指导汇编如何进行。

在汇编语言源程序中，有的程序需要多次使用，可以用一条宏指令代替来减少程序的书写.这条宏指令通过宏定义,再经过宏汇编产生所需的代码序列，然后将这些代码序列嵌在调用处。

121、比较21BCD码与十六进制码的异同点;

答：

十六进制码特点：

基数为16，即有16个数码，0,1，2，到F；进制为“逢16进1”

21BCD码：

用4位二进制数码的10个码组，分别表示十进制数的0到9这十个状态

122、将十进制101.25转换为十六进制数和8421BCD码。

答:

二进制01100101。

0100十六进制65。

48421BCD01100101。

0100

数电

9、请解释什么叫“采样保持”?

14、请解释什么叫“量化"？

答：

AD转换过程分为采样、保持、量化、编码4个过程

采样是将时间上、幅值上都连续的模拟信号，在采样脉冲的作用,转换成时间上离散（时间上有固定间隔）、但幅值上仍连续的离散模拟信号.

采样电路每次取得的模拟信号转换为数字信号需要一定的时间，为了给后续的量化编码过程提供一个稳定值，每次取得的模拟信号必须通过保持电路保持一段时间。

量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平,把瞬时采样值用最接近的电平值来表示.

24、什么是DAC的分辨率？

分辨率与什么有关？

答：

DAC分辨率表示当输入数字量变化1时，输出模拟量变化的大小，它反映了计算机数字输出对执行部控制的灵敏程度，分辨率=满刻度值处以2的N次方,它与其位数N和满刻度值有关

59、A/D转换有哪几种形式？

答：

AD转换有并行比较型，逐次逼近型，积分型,计数型,电压/频率型（V/F）

56、卡诺图的作用是什么？

答:

卡诺图是一种描述逻辑函数的方格矩阵，它是按一种相邻原则排列而成的最小项方格图,利用相邻不断合并原则,使逻辑函数得到化简

57、设计一个十进制计数器最少需要多少个D触发器？

答：

4个.

计算机控制技术

2、为了提高滤波性能，常采用模拟和数字滤波相结合的方法,请举例说明数字滤波的方法有哪些？

答：

数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。

算术平均值法：

适用于周期性干扰。

中位值滤波法，限幅滤波法适用于偶然的脉冲干扰

惯性滤波法适用于高频及低频的干扰信号.

加权平均值滤波法适用于纯时延较大的被控对象.

12、请解释什么叫“不完全微分"？

答：

标准的PID控制算式,对于具有高频扰动的生产过程，微分作用响应过于灵敏，容易引起控制过程振荡，降低调节品质.为了克服这一缺点，同时又要使微分作用有效,可以在PID控制输出串联个一阶惯性环节，这样组成了不完全微分控制器.

13、请解释什么叫“外部干扰”和“内部干扰”？

答:

外部干扰指那些与系统结构无关，而是由外界环境因素决定的;主要是空间电或磁的影响，环境温度，湿度等气候条件等等.

内部干扰是由系统结构、制造工艺等决定的；主要有分布电容，电感引起的耦合感应，电磁场辐射感应，长线传输的波反射,多点接地造成的电位差引起的干扰等等。

17、在抗干扰设计中,普遍采用光电耦合器，问光电耦合器在其中具体起什么作用?

选择光电耦合器应注意哪两个基本特性？

答:

起到了抑制共模干扰的作用.就是两根在一起的线上感应的干扰电平相位相同幅度相同。

这个时候如果两根线的对地阻抗不同，就会在这两根线上面产生干扰电压差，就会产生干扰现象.但是如果两个电路完全不共地，就可以在另一个线路里面做出平衡度高于前端，干扰电平就不会传导到后端电路了。

光耦的作用就是基于这个原理。

两个基本特性:

带宽？

？

18．一般说来，软件一经设计、调试与修改，付诸实用并验证是正确的，则其可靠性要优于硬件。

因此，尽量用软件替代硬件功能。

这种说法是否正确？

为什么?

答：

不正确。

一个系统不受干扰是不可能的，干扰分为外部干扰和内部干扰.软件抗干扰是以CPU的开销为代价的，影响到系统的工作效率和实时性.硬件措施做得恰当,可以将绝多数干扰拒之门外。

20、在PID运算中，常常出现积分饱和，问什么叫积分饱和?

产生积分饱和后有什么危害？

9、请解释什么叫“积分饱和”？

答：

如果执行机构已经到极限位置，仍然不能消除静差时，由于积分作用，尽管PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作，这就叫积分饱和.

积分饱和将增加系统的超调量和调整时间.

抗积分饱和：

（1）当控制器输出达到额定的上、下限值后，切除积分作用，保留比例作用（P），构成PI—P控制器。

这样在偏差减小时，控制器输出能更快脱离上限或下限值；

（2）在数字PID控制算法中，采用增量型或速度型算法，每次计算出应调整的增量值Δu或变化速度Δu/Δt，当控制作用量将超过额定上下限值时，则保持在上限值或下限值.这样,一当偏差减小或改变正、负极性时,控制器输出能更快脱离上限值或下限值。

25、简述采样定理,分析它有什么重要意义?

答：

当采样频率fs。

max大于信号中最高频率fmax的2倍时，即：

fs.max〉=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般取2.56-4倍的信号最大频率；采样定理又称奈奎斯特定理。

采样定理是为了保证可以从采样信号中无失真的恢复出原来的信号。

26、简述软件抗干扰的措施有哪些？

答：

常用的软件抗干扰技术是数字滤波技术，开关量的软件抗干扰技术,指令冗余技术，软件陷阱技术等。

27、分析PID控制中参数Kp、TI、TD对系统性能的影响.

答：

Kp增大比例系数Kp一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差。

但过大的比例系数会使系统有较大的超调,并产生振荡，使系统稳定性变坏。

Ti有利于减小超调，减小振荡，是系统更加稳定，但是系统静差的消除将会变慢。

TD有利于加快系统响应，是超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱，对扰动有较敏感的响应.

28、试指出系数Kp、KI、KD在PID调节器中的作用，它们对系统的性能有何影响？

答:

Kp增大比例系数Kp一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差。

但过大的比例系数会使系统有较大的超调，并产生振荡，使系统稳定性变坏.

Ki，只要系统中存在误差，积分作用就不断的积累，输出控制量以消除误差.积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统振荡.

KD，微分作用可以减小超调量，克服振荡,是系统的稳定性提高,加快系统的响应时间。

29、简述采样周期T的取值与哪些因素有关？

其值对控制系统性能有何影响？

30、在数字PID算法中,如何确定采样周期?

答：

首先要考虑采样定理.其次要考虑其他因素：

加到被控对象的扰动频率,被控对象的特性,执行机构的类型，控制算法的类型，控制回路数、对象所要求的控制质量.

用计算法或经验法确定采样周期。

采样周期T不能太大也不能太小,T太小时，一方面增加了微型计算机的负担，不利于发挥计算机的功能，另一方面两次采样间的偏差变化小，数字控制器的输出值变化不大。

T太大了，就会超过采样定理规定的上限值，采样会出现失真。

48、最少拍无波纹控制器的必要条件是什么？

答:

无纹波系统要求系统的输出信号在采样点之间不出现纹波,必须满足：

1，对阶跃输入，当t≥NT时，有y（t）=常数

2,对速度输入，当t≥NT时，有

（t）＝常数

3,对加速度输入，当t≥NT时，有

（t）＝常数

因此，被控对象中必须含有足够的积分环节，以保证控制器输出为常数时,被控对象的稳态输出完全跟踪输入，且无纹波。

23、什么叫数字滤波？

数字滤波与模拟滤波相比有什么突出优点？

答：

数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。

有以下几个优点：

数字滤波是程序实现的，不需要增加硬件设备，所以可靠性高,稳定性好。

数字滤波可以对频率很低的信号实现滤波，克服模拟滤波器的缺陷。

数字滤波器可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便的特点。

60、工业控制机与普通PC机有何区别？

答：

工业机与普通的PC相比:

1可靠性高和可维修性好2环境的适应能力强.

3控制的实时性要求高4完善的输入输出通道5丰富的软件

61、如何选择A/D转换器？

答：

要考虑AD转换器的几项指标：

转换时间、分辨率、线性误差、量程和对基准电源的要求.除此之外还要考虑A/D输出的方式、A/D芯片对启动信号的要求以及它的稳定性和抗干扰能力。

69数字量输入接口与输出接口有何差别？

答：

数字量输入接口，输入要进行缓冲作用,数字量输出接口，对状态输出信号要进行锁存。

单片机

16、按键及键盘与CPU接口存在着去抖动的问题，问:

为什么要消除按键及键盘的机械抖动?

常采用什么方法消除抖动？

答：

当一个按键按下去的时候由于机械抖动原因，当外力从无到完全按下的时候实际上触点已经改变为几个，也就是通断了几次，电的传播速度足够让这些时间产生一个波形了。

外接电路也就会误动作，最后产生我们所说的抖动。

方法：

硬件消抖（采用R—S触发器或单稳态电路）、软件消抖（利用延时程序）

68波特率如何定义？

在8051单片机中如何设置波特率？

答：

串行通信中,单位时间传递的二进制位数称为波特率。

依次设置SCON，TMOD,TH1，TL1寄存器的值。

SCON=0X50;方式1

TMOD=0x20；定时器1作为波特率发生器

TH1=0XFD;

TL1=0XFD;波特率为9600（正解）

73、PLC的工作方式是什么？

答:

循环扫描工作方式。

126、由LED组成的7段码显示器,试写出显示2的7段码。

（用二进制表示，a段位低位）

答：

01011011。

电力电子

19、数据采集系统中,常常在输入通道设置数据放大器，问数据放大器在其中起什么作用？

选择数据放大器有什么要求？

答：

数据采集系统中,经过传感器或敏感元件转换后输出的信号一般很微弱,难以直接用来显示,控制或AD转换。

为此，测量电路往往需要设置线性放大环节。

要求：

（1）输入阻抗应该远大于信号源内阻，防止因放大电路的负载效应造成偏差。

（2）抗共模电压干扰能力强.（3）在预定的频带宽度内有稳定准确的增益、良好的线性、输入漂移和噪声应足够小以保证要求的信噪比，从而保证放大电路输出性能稳定。

（4）能附加一些适应特定要求的电路。

70、晶闸管的导通条件是什么？

答:

阳级加正向电压，门极加触发脉冲。

或当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下才能导通

71、续流二极管的作用是什么？

答：

续流二极管都是并联在线圈的两端，线圈在通过电流时,会在其两端产生感应电动势。

当电流消失时，其感应电动势会对电路中的原件产生反向电压。

当反向电压高于原件的反向击穿电压时，会把原件如三极管等损坏。

续流二极管并联在线圈两端,当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉.丛而保护了电路中的其它原件的安全。

传感与检测

85、如何消除系统误差？

答:

1从系统误差的来源上消除2引入修正值法3对称法4替代法5半周期法

电拖

36、什么叫直流电机的铭牌数据？

请列举出5个以上的铭牌数据.

答：

直流电机的铭牌数据指直流电机的额定数据.电机的铭牌，固定在电机机座的外表面上，供使用者参考.一般包括:

额定容量,额定电压，额定电流，额定转速，励磁方式和额定励磁电流、额定功率、额定转矩。

37、简述直流电动机与直流发电机的额定功率分别指什么功率？

它们的计算公式有何区别？

答：

直流发电机的额定功率指电刷端的输出电功率,

直流电动机的额定功率指转轴上输出的功率，

，其中

是直流电动机的额定效率。

38、按照励磁方式,直流电机有哪几种类型？

各有什么特点？

答：

按励磁方式，直流电机分为

1他励直流电机。

励磁电流由其他电源单独供给

2自励直流电机.其中又分为并励直流电机，串励直流电机，复励直流电机。

作为并励发电机，是电机本身发出的端电压供给励磁电流，作为并励电动机，励磁绕组与电枢共用同一电源，与他励直流电动机没有本质区别。

串励直流电机，励磁绕组与电枢回路串联，电枢电流也就是励磁电流。

复励直流电机，励磁绕组分为两部分。

一部分与电枢回路串联，一部分与电枢回路并联。

41、什么叫恒转矩负载？

请举例说明它的性能。

答：

恒转矩负载就是指负载转矩与转速无关的特性，即当转速变化时，负载转矩保持常值。

42什么是恒功率负载？

答：

恒功率负载:

在不同的转速下，负载转矩基本上与转速成反比，但功率基本不变，此时负载转矩与转速的特性为恒功率负载特性。

43、什么是电动机的机械特性和负载转矩特性？

为什么常常把它们绘制在一张图上？

答：

电动机的机械特性是指电动机的转速与转矩的关系n=f（T）

在运动方程式中，阻转矩（或称负载转矩）与转速n的关系,即为生产机械的负载转矩特性

在生产机械运行时电动机的机械特性和负载转矩特性是同时存在的，为了分析电力拖动的运行问题，可以把它们绘制在一张图上

40、根据测速发电机的职能，对它的性能有什么要求？

答：

异步电动机的转速表达式：

n=（1-s）＊60＊f/p

n--转速，s-—转差率，f——电源频率，p-—电机极对数，由此可见，改变s、f、p当中的任何一个都可以对电机调速

鼠笼式异步电动机通常采用改变极对数、频率来调速

绕线式异步电动机通常采用改变转差率来调速

44、什么是能耗制动、反接制动和回馈制动,请简述其特点。

答：

1．能耗制动：

当电动机的定子绕组从交流电源上切断,并把它的两个接线端立即接到直流电源上（Y接时，接入二相定子绕组；△接时，接入一相定子绕组），直流电流在定了绕组中产生一个静止磁场。

由于机械惯性，转子仍在转动，于是转子绕组中感生电动势,并产生感应电流，电机处于发电状态，其电磁转矩与转子旋转方向相反，起到制动作用。

2。

反接制动:

反接制动是将正在运行的电动机电源相序突然反接,使旋转磁场的旋转方向同转子实际旋转方向相反，此时的电磁转矩起到制动转矩的作用.

3。

回馈制动：

回馈制动主要用在起重设备的异步电动机上.当重物下降时，首先将电动机按下降的方向接电，在重力力矩作用下，转子转速大于同步转速，因此转子导体中感应电势的方向改变了,转子电流的方向也随之改变。

这时电磁转矩方向与转子旋转方向相反，起到制动作用。

4。

机械制动（抱闸制动）：

所谓机械制动，就是利用外加的机械作用使电动机转子迅速停止旋转的一种方法，通常是利用电磁机械产生的制动力。

45、什么是静差率？

调速的技术指标静差率反映电动机的什么特性？

答：

静差率:

在一条机械特性上运行时，电动机由理想空载加到额定负载所出现的转速降落与理想空载转速之比。

调速的技术指标静差率反映其相对稳定性的程度.

电机的机械特性越硬，则静差率越小，相对稳定性就越高

46星形-—三角形启动是一种什么启动方式?

为什么?

答：

星形—-三角形启动是一种减压启动方式，启动时连接成星形的定子绕组电压与电流都只有三角形时的根号下三分之一，连接成星形启动时的线电流也只有三角形时的三分之一启动转矩降到直接启动时的三分之一

76、直流电机的转速与电枢电流的关系是什么？

答：

转速n=（U—IR）/Ke

，其中,U为电枢电压，I电枢电流，R电枢回路总电阻,

励磁磁通,Ke由电机结构决定的电动势常数，

83、简述控制对象离散化方法.

答：

零阶保持器法，双线性变换发法,冲激响应不变法，零极点匹配法。

88、简述交流电机的调速方式?

答:

异步电机转速

改变定子绕组的极对数,改变供电电源的频率，改变电动机的转差率

或者是

①降电压调速，②转差离合器调速③转子串电阻调速④绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速⑤变极对数调速⑥变压变频调速

自动控制原理

31、简述状态、状态变量、状态方程的概念何定义。

答:

系统在时间域中的行为或运动信息的集合称为状态、

确定系统状态的一组独立（数目最小）变量称为状态变量

描述系统状态变量与输入变量之间关系的一阶微分方程组（连续时间系统）或一阶差分方程组称为系统的状态方程.

32、在控制系统中,运用反馈可以获得很多好处，你能说出哪些好处？

答：

反馈好处：

抑制任何内外扰动对被控量产生影响的能力，使被控量与期望值趋于一致，有较高的控制精度。

抑制扰动、提高控制精度。

33、前馈与反馈有什么区别？

它在控制系统中主要应用在什么情况下?

答:

反馈控制能产生作用的前提是被控量必须偏于设定值。

在干扰作用下，反馈控制对偏差进行控制，以抵消干扰的影响。

如果干扰不断增加，则系统总是在干扰之后波动。

前馈控制则是按扰动量进行控制，当系统出现扰动时,前馈控制就按扰动量直接产生校正作用，以抵消扰动的影响。

前馈主要应用在扰动是可测量的场合。

34、在经典控制理论中，以频域分析为主，请问频域分析有什么优越性？

为什么现代控制理论频域分析法又不作主流分析方法？

答:

频域分析优越性:

1，控制系统及其元部件的频率特性可以运用分析法和实验法获得，并可用多种形式的曲线表示，因而系统分析和控制器设计可以应用图解法进行2频率特性的物理意义明确,对于一阶系统和二阶系统，频域性能指标和时域性能指标有确定的对应关系，对于高阶系统，可建立近似的对应关系3控制系统的频域设计可以兼顾动态响应和噪声抑制两方面的要求4，频域分析法不仅适用于线性定常系统还可以推广到某些非线性控制系统.

经典线性系统理论对于单输入-单输出线性定常系统的分析和综合是比较有效的，但其显著的缺点是只能揭示输入输出之间的外部特性,难以揭示系统内部的结构特性，也难以有效处理多输入多输出系统，现代控制理论中的线性系统理论运用状态空间法描述输入-状态-输出变量间的因果关系，不但可以输入输出之间的外部特性，还可以揭示系统内部的结构特性，即适用于单输入-单输出系统，又适用于多输入-多输出系统，所以现代控制理论频域分析法又不作主流分析方法。

82、剪切频率是如何定义的?

答：

对应于G（jw）H（jw）的模值=1的频率w称为剪切频率

149、举例说明什么是频率特性。

答：

对于稳定的线性定常系统,在正弦信号的作用下，系统输出的稳态分量为与输入同频率的正弦信号,其振幅与输入正弦信号的振幅之比成为幅频特性;其相位与输入正弦信号的相位之差成为相频特性。

不知道哪里的

35、直流电机常用的数学模型由哪几个典型环节构成？

输入量是什么?

输出量又是什么？

答：

直流电机常用的数学模型由积分环节,惯性环节组成。

输入量是施加在电枢上的电压，输出量是转速

39、控制电机与一般