微型计算机控制选择填空.docx

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微型计算机控制选择填空

计算机测控技术复习题

一、是非题（在括号中正确的打√，错误的打×）

1、根据香农定律（采样定律），采样频率应满足T<π/ωmax（式中ωmax为系统信号最高角频率）。

（对）

2、单片机系统中按键消抖动方法只能采用延时子程序方法。

（错）

3、51单片机与A/D组成的数据采集系统只能处理8位数据。

（错）

4、数字PI控制系统能够达到无静差控制。

（对）

5、三相步进电机工作电压是3相交流电。

（错）

6、DCS是指多台计算机控制一台工业设备。

（错）

7、计算机控制系统一定是稳定系统。

（错）

8、步进电机每个脉冲之间采用延时只是为了调速。

（错）

9、平均值数字滤波能消除脉冲干扰。

（对）

10、计算机控制系统控制规律由软件实现的。

（对）

11、由于DAC0832为输入2级锁存，因此，多片DAC0832不能同时进行D/A输出转换。

（错）

12、数字PID控制算法当微分系数为零时，系统不能实现无静差控制（错）

13、多个数码管组成的显示器只能采用动态结构。

（错）

14、一个8位接口只能接8个按键输入信息。

（错）

15、光电耦合器的作用为了提高系统的抗干扰能力。

（对）

16、计算机控制系统的采样周期要符合香农定律。

（对）

17、A/D转换器是模拟量输入通道的主要器件。

（对）

18、MCS51单片机具有半双工的串行口。

（错

19、四相步进电机的工作方式只有单四拍。

（错）

20、三相步进电机的工作方式有2种。

（错）

21、ADC0809被用作数/模转换。

（对）

22、数字PID控制算法当积分系数为零时，系统能够达到无静差控制。

（错）

23、数字PID控制算法当微分系数为零时，系统能够达到无静差控制。

（对）

24.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。

（╳，不能   ）

25.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。

（  ∨）

26.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。

（ ∨ ）

27.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（ ╳，原因是两次采样的变化量△Y太大   ）。

28.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。

（∨  ）

29．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。

（╳，有时为了减少报警次数，可设置上、下报警限  ）

30.多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。

（ ∨ ）

31．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（  ╳,积分分离也能消除静差  ）。

32．步进电机之所以能转动，其关键原因是错齿。

（ ∨  ）

33．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。

（ ∨  ）

二、选择题

1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（A）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（D）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）。

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（B）。

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（B）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（B）

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（C）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（C）。

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，（D）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（B）。

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

11.防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是（A）。

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

12.LCD显示的关键技术是解决驱动问题，正确的作法是（D）。

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

13.小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是（B）

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

14.在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（D）。

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

15.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）。

A．1000BB．0001BC．1111BD．0000B

16.关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的说法是（D）。

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

17.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）。

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

18.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B）

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

19.键盘锁定技术可以通过（C）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

20．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（D）。

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

21.DAC0832的VREF接-5V，IOUT1接运算放大器异名端，输入为1000000B，输出为（）。

A.+5V   B.+2.5V   C.-5V   D.-2.5V

22.采用ADC0809构成模拟量输入通道,ADC0809在其中起（）作用。

A.模拟量到数字量的转换               B.数字量到模拟量的转换

C.模拟量到数字量的转换和采样/保持器  

D.模拟量到数字量的转换和多路开关

23.系统采用程序判断滤波，实验发现总有一些杂波残留，原因是（）。

A.取样次数太少          B.△Y取值太大

C.△Y取值太小          D.相邻两次采样值间的差小于△Y

24.当键盘与单片机间通过INT0中断方式接口时，中断服务程序的入口地址是2040H，只有（）才能正常工作。

A．把2040H存入0003H               B．把2040H存入000BH

C．把AJMP2040H的机器码存入0003H   

D．把AJMP2040H的机器码存入000BH

25.在PID调节系统中，若想增强微分作用，正确的作法是（）。

A．加大系数TI                     B．加大系数KP

C．加大系数KI                     D．加大系数T

26.在计算机控制系统中，T的确定十分重要，原因是（）。

A．T太大，系统精度不够            B．T太大，积分作用过强

C．T太小，微分作用太强            D．T太小，积分作用过弱

27.在计算机交流电机控制系统中，需要解决的问题是（）。

A．将交流变成直流后并放大          B．将直流变成交流后并放大

C．设单向开关，使直流电通过并放大

D．设双向开关，使交流电通过并放大

28.在微型机控制系统中的模拟量输出通道中,最关键的器件是（     ）。

A．多路开关    B.光电隔离器     C．A/D转换器    D．D/A转换器

29.若系统中采样保持器的保持电容值比较小，则其（     ）。

A．采样速度快但保持性能差       B．采样速度及保持性能与电容值无关

C．采样速度慢但保持性能好       D．采样速度及保持性能只与电压有关 

30．RS—232C的电气特性规定使用（  ）。

A．TTL电平                 B．CMOS电平 

C．正逻辑电平               D．逻辑电平 

三、填充题：

1、对防脉冲干扰比较有效的数字滤波方法是中值滤波

2、增量式数字PID控制算法是，。

3、计算机直接参与控制典型系统有直接数字控制系统（DDC）、集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）

4、DDC系统的中文全名是直接数字控制系统。

5、模拟输出通道的一般结构有寄存器、D/A转换器和放大/变换电路。

6、模拟量多输入通道主要有多路开关、D/A转换器和寄存器

7、计算机控制系统的控制两大过程实时数据采集、实时决策控制

8、防积分饱和的方法有遇限削弱积分法和积分分离法

9、组成数码管显示电路结构有静态显示和动态显示

10、单片机扩展I/O接口使用串行接口最节省主机I/O口。

11.香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线越接近实际曲线。

所以，为了提高控制精度，应尽可能提高采样频率。

12.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：

13.模拟量为5V时，所对应的数字量为3FFH。

14.模拟量为0V时，所对应的数字量为200H。

15.模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为100H。

16.在三相步进电机系统中，为了提高控制力矩，常常采用双三拍方法来实现。

17.操作指导系统对驱动方式未模清控制规律的系统（或不需要控制的）目的在于更适宜。

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

19.LCD的多极驱动方式是指多个背极，该段能否显示。

20.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，因为它关系到因为Kp不但与本身有关，而且还和Kd\Ki有关。

21.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，可以采用双功能键的办法解决。

22.和PID调节一样，模糊控制器的最大优点是不要求数学模型。

23.SPI总线与I2C总线的主要区别是_SPI有三条线，而I2C只有两条_和_I2C的总线是双向的_

24．DDC系统的最大优点是____用一台计算机控制多个回路_______。

_用一台计算机控制多个回路_

25．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_______跟随输入变化_____。

在保持状态时，采样-保持器的输出_______保持不变_____。

跟随输入变化保持不变

26．在PID控制系统中，I的作用主要是____消除静差_________，它一般不单独使用的

原因是_____速度不变________。

消除静差速度不变

27．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___分时采样，分时转换___系统，而只使用多个S/H和一个A/D构成的系统称之为____同时采样，分时转换系统。

28．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，______根据键值转移到键功能入口地址_。

29．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_3.25V__.

30．积分分离PID与变速积分PID的根本区别是__前者是对积分是开关量，后者则是线性的__。

31．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描述生产过程的数学模型计算最佳给定值送到DDC计算机。

32．线性插值法最根本的问题是___用直线代替曲线__。

33．采样/保持器具有两种工作方式，它们是  采样 和__保持__。

34．CD4051是__8_路__双__向多路开关，当其INH端接__0__伏时，芯片被选通。

35．在计算机控制系统中，采样周期T的确定很重要，因为它关系到_采样精度_,

T太大__精度差__。

36．某微型机系统中，控制回路多，数据处理任务较重，对键盘的实时性要求也比较高，设计时应采用______中断______方式完成键盘与主机的接口。

37.步进电机的步距角指____通电一次转过的角度___,齿距角指__转子上两齿间的夹角_.

38．3相（A、B、C）步进电机有3种通电方式，它们是                 ， 

                       和                         。

 单三拍，双三拍，三相六拍 

（或A→B→C，AB→BC→CA，A→AB→B→BC→C→CA） 

39．非线性参数的标度变换没有固定公式可寻，因此处理起来比较困难。

但我们可以通过     线性插值法  的办法将其分部化为线性问题来处理。

40．标度变换的目的就是___把数字量转换成人们所熟悉的十进制工程量消除静差___。

41．“模糊”一词的英文写法是__Fuzzy___，这种控制方法的最大优点是__不需要数学模型_。

四、问答题：

1.计算机控制系统是由哪几部分组成？

画出方块图并说明各部分的作用。

答：

（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成。

（2）方块图如下图1.1所示：

工业计算机PIO设备生产过程

图1.1计算机控制系统的组成框图

（3）①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。

其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；

②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。

③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。

2、计算机控制系统的控制过程是怎样的?

计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：

（1）实时数据采集：

对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

（2）实时决策：

对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

（3）实时控制：

根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

3、微型计算机控制系统软件有什么作用？

说出各部分软件的作用。

软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。

整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。

就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。

（1）系统软件：

它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。

对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。

系统软件包括：

a.操作系统：

即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等；

b.诊断系统：

指的是调节程序及故障诊断程序；

c.开发系统：

包括各种程序设计语言、语言处理程序（编译程序）、服务程序（装配程序和编辑程序）、模拟主系统（系统模拟、仿真、移植软件）、数据管理系统等；

d.信息处理：

指文字翻译、企业管理等。

（2）应用软件:

它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。

应用软件包括：

a.过程监视程序：

指巡回检测程序、数据处理程序、上下限检查及报警程序、操作面板服务程序、数字滤波及标度变换程序、判断程序、过程分析程序等；

b.过程控制计算程序：

指的是控制算法程序、事故处理程序和信息管理程序，其中信息管理程序包括信息生成调度、文件管理及输出、打印、显示程序等；

c.公共服务程序：

包括基本运算程序、函数运算程序、数码转换程序、格式编码程序。

（3）数据库：

数据库及数据库管理系统主要用于资料管理、存档和检索，相应软件设计指如何建立数据库以及如何查询、显示、调用和修改数据等。

4.微型计算机控制系统的特点是什么？

微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点：

a.控制规律灵活多样，改动方便

b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制

c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高

d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度

5.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？

它们之间有何区别和联系？

（1）操作指导控制系统：

在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。

计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。

其原理框图如图1.2所示。

图1.2操作指导控制系统原理框图

（2）直接数字控制系统（DDC系统）：

DDC（DirectDigitalControl）系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。

DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。

其原理框图如图1.3所示。

图1.3DDC系统原理框图

（3）计算机监督控制系统（SCC系统）：

SCC（SupervisoryComputerControl）系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。

SCC系统的原理框图如图1.4所示。

图1.4SCC系统原理框图

SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。

6.计算机控制系统的发展趋势是什么？

大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。

为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。

a.普及应用可编程序控制器

b.采用集散控制系统

c.研究和发展智能控制系统

7.什么是过程通道？

过程通道有哪些分类？

过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。

按信息传递的方向来分，过程通道可分为输入过程通道和输出过程通道；按所传递和交换的信息来分，过程通道又可分为数字量过程通道和模拟量过程通道。

8.数字量过程通道由哪些部分组成？

各部分的作用是什么？

数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。

数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成。

数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。

其中：

输入调理电路将来自控制装置或生产过程的各种开关量，进行电平转换，将其通断状态转换成相应的高、低电平，同时还要考虑对信号进行滤波、保护、消除触点抖动，以及进行信号隔离等问题。

9.简述两种硬件消抖电路的工作原理。

采用积分电路的硬件消抖电路，首先利用积分电路将抖动的高频部分滤出，其次利用施密特触发器整形。

采用RS触发器的硬件消抖电路，主要是利用RS触发器的保持功能实现消抖。

10.简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。

光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成，如图2.1所示。

输入电流流过二极管时使其发光，照射到光敏三极管上使其导通，完成信号的光电耦合传送，它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。

图2.1光电耦合器电路图

11.模拟量输入通道由哪些部分组成？

各部分的作用是什么？

模拟量输入通道一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑电路组成。

（1）I/V变换：

提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力，减少了信号的衰减，为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便。

（2）多路转换器：

用来切换模拟电压信号的关键元件。

（3）采样保持器：

A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。

在进行A/D转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。

这样，就需要在A/D转换器之前加入采样保持器。

（4）A/D转换器：

模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量，能够完成这一任务的器件，称为之模/数转换器（Analog/DigitalConverter，简称A/D转换器或ADC）。

12.对理想多路开关的要求是什么？

理想的多路开关其开路电阻为无穷大，其接通时的导通电阻为零。

此外，还希望切换速度快、噪音小、寿命长、工作可靠。

13、简要说明多路开关的主要特点。

（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； 

（