《计算机控制技术》习题.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date计算机控制技术习题南京工业大学技术学院南京工业大学继续教育学院计算机控制技术习题集2015学年度第一学期 使用班级：HY电气升本141 习题集1（绪论及第一章习题）一、填空题1工业控制机包括（硬件）和 （软件）两部分。2过程通道是计算机和生产过程之间信息传送和转换的连接通道，它包括（模拟量输入通道 ）和 （模拟量输出通道） 和（数字量输入通道） 及 （数字量输出通道）

2、。3在A/D转换中，完成一次A/D转换的时间称为（孔径时间）。4在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为（在线）方式，又称（联机）方式。5计算机控制系统由（工业控制机 ）和 （生产过程）两大部分组成。6接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，包括 （输入接口）和（输出接口）。7计算机控制系统中，生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式称为 （离线）方式，又称（脱机）方式。8ADC08909是一种（8）位逐次逼近式A/D转换器。9.AD574A是一种（12）位逐次逼近式A/D转换器。10.CD4051是单端的（8）通道开关。二、判断

3、题（判断下列各题，在题后的括号内，对的打“”，错的打“ ”。）1一个在线的系统一定是一个实时系统，一个实时控制系统一定是一个在线系统。（ ）2直接数字控制系统属于计算机闭环控制系统。 （ ）3所有的模拟量通道都需要采样保持器。 （ ）4计算机控制系统中，操作指导系统属于开环控制结构。 （ ）5.干扰可能来源于外部，也可能来源于外部。 （ ）三、单项选择题（在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。）1香农定理指出，如果模拟信号频谱最高频率为fmax，只要按采样频率（C）采样，那采样信号y*（t）就能唯一的复观y（t）。A5fmax B3fmax C2fmax

4、D10 fmax2.1971年时计算机技术的（ C ）发展时期。A 开创 B直接数字控制 C小型计算机 D微型计算机3. DDC系统属于计算机（ A ）控制系统。A 闭环 B 开环 C 简单 D复杂4. 操作指导控制系统属于（ B ）控制结构。A闭环 B 开环 C 简单 D复杂四 计算题。1.一个位的转换器（量化精度.），孔径时间，如要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正波模拟信号最大频率为多少？解：允许转换的正弦波模拟信号最大频率为：f=0.1/(23.141010-6102)=16Hz五 简答题。1模拟量输入通道作用是什么？它有哪几部分组成？在计算机控制系统中，模拟量输入通道的任务是把从

5、系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。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，接口及控制逻辑组成。 测验作业题11. 一个位的转换器（量化精度.），孔径时间，如要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正波模拟信号最大频率为多少？2.模拟量输入通道作用是什么？它有哪几部分组成？3.什么是过程通道？有哪些过程通道？4.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？5.计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？6.采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器？ 习题集2（第三、四章习题）一、 填空题1. 单位阶跃响应只需（一拍）

6、输出就能跟踪输入，误差为零。2. 无纹波系统的调整时间要增加若干拍，增加的拍数等于G(z)在单位元内的（零点数）。3. 步进电机又叫（脉冲电机）是一种将电脉冲信号转换为角位移的几点是数模转换器。4. 数字PID控制器有（位置型）控制算法和（增量型）控制算法。5. 三相步进电机若采用三拍方式，则它的步距角是（30度）。二、 判断题（判断下列各题，在题后的括号内，对的打“”，错的打“ ”。）1. 逐点比较法直线插补的原理是比较斜率。 （ ）2 被控对象为带纯滞后的一阶惯性环节时，这种系统不存在振铃现象。 （ ）3一种典型的最少拍闭环脉冲传递函数可适应于各种输入。 （ ）4被控对象为带纯滞后的二阶惯

7、性环节时，系统不存在振铃现象。 （ ）5.增量型算法的误动作影响较小。 （ ）三、 单项选择题（在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。）1. 三相步进电机的定子有（ D ）个齿，转子有（ B ）个齿。A3 B4 C5 D62. 零阶保持器的传递函数时（ C ）。Ae-ts BGp（s）（1e-ts ） C（1e-ts ）/s DGp（s）e-ts 3施密斯预估控制器其传递函数是（ B ）。Ae-ts BGp（s）（1e-ts ） C1e-ts DGp（s）e-ts 4单位速度输入时，只需（ D ）拍输出就能跟踪输入。A一拍 B三拍 C四拍 D二拍5.转子有

8、40个齿且采用三拍方式的步进电机而言，部距角是（ A ）A.3 B.6 C.8 D.10四计算题。设加工第一象限直线，起点（，），终点（，），试进行插补运算并作走步轨迹图。解：坐标进给的总步数Nxy=6-0+4-0=10走步轨迹图：插补计算过程步数偏差判别坐标进给偏差计算终点判断起点F0=0Nxy=101F0=0+xF1=-4Nxy=92F10+xF3=-2Nxy=74F30+xF5=0Nxy=56F5=0+xF6=-4Nxy=47F60+xF8=-2Nxy=29F80+xF10=0Nxy=0 某系统的连续控制器设计为（）（）（）（）（2），试用双线性变换法求取字控制器，并给出相应的递推控制算

9、法。解：数字控制器为：D(z）=D(s)s=2(z-1)/T(Z+1)=1+2(z-1)/T(z+1)/1+4(z-1)/T(z+1)=T-2+(2+T)z/T-4+(T+4)z其递推控制算法为：对D(z）进行数学变换得m=n=1,b0=(2+T)/(4+T) , b1=(T-2)/(4+T), a1=(T-4)/(4 +T) 写成时域的形式，得u(k)= -a1u(k-1)+b0e(k)+b1e(k-1)=(4-T)u(k-1)/(4+T)+(2+T)e(k)/(4+T)+(T-2)e(k-1)/(4+T)3设加工第一象限逆圆弧AB弧，已知起点A（4，0），终点B（0，4）试进行插补运算并作

10、走步轨迹图。解：坐标进给的总步数Nxy=0-4+4-0=8走步轨迹图：插补计算过程步数偏差判别坐标进给偏差计算坐标计算终点判断起点F0=0x0=4 , y0=0Nxy=81F0=0-xF1=F0-2x0+1=-7x1=x0-1=3, y1=0Nxy=72F10+yF2=F1+2y1+1=-6x2=3, y2=y1+1=1Nxy=63F20+yF3=F2+2y2+1=-3x3=3, y3=y2+1=2Nxy=54F30-xF5=F4-2x4+1=-3x5=x4-1=2, y5=3Nxy=36F50-xF7=F6-2x6+1=1x7=x6-1=1, y7=4Nxy=18F70-xF8=F7-2x7

11、+1=0x8=x7-1=0, y8=4Nxy=04.系统的连续控制器设计为（）（）（）（）（2），试用前向差分法求取字控制器，并给出相应的递推控制算法。解：数字控制器为：D(z）=D(s)s=(z-1)/T=1+(z-1)/T/1+2(z-1)/T=(T-1+z)/(T-2+2z)（5分）其递推控制算法为：对D(z）进行数学变换，得m=n=1, b0=1/2, b1=(T-1)/2 a1=(T-2)/2 写成时域的形式，得u(k)= -a1u(k-1)+b0e(k)+b1e(k-1)=(2-T)u(k-1)/2+e(k)/2+(T-1)e(k-1)/2五 简答题。1三相步进电机有哪几种工作方式

12、？分别画出每种工作方式的各相通电顺序。三相步进电机有三种工作方式：单相三拍；双相三拍；三相六拍单三拍各相通电顺序为A-B-C-A.双三拍各相通电顺序为AB-BC-CA-AB三相六拍各相通电顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A 测验作业题21 三相步进电机有哪几种工作方式？分别画出每种工作方式的各相通电顺序。2.系统的连续控制器设计为（）（）（）（）（2），试用前向差分法、双线性变换法、后向差分法分别求取字控制器，并给出相应的递推控制算法。3.设加工第一象限直线，起点（，），终点（，），试进行插补运算并作走步轨迹图。4.设加工第一象限逆圆弧AB弧，已知起点A（4，0），终点B（0，4）试进行插

13、补运算并作走步轨迹图。 习题集3（第七、八章习题）一、填空题1堆栈又称（后进先出）表。2数字滤波技术中，采用算术平均值法后，使信噪比提高了（N）倍。3结构化程序设计中，任何程序只用（顺序 ）和 （循环）结构就能实现。4队列又称（先进先出表） 表。5在数据传输中，其传输速率是每秒内表示数字状态所用单位时间的数目，在通信中称为（波特率 ）。二、判断题（判断下列各题，在题后的括号内，对的打“”，错的打“ ”。）1数据项是数据的最小单位。 （ ）2数据排序中，选择排序是内部排序中速度较快的一种。 （ ）3数据结构中，链表的插入与删除，要改变结点的物理位置。 （ ）4.对于按关键字大小顺序排列的数据表，

14、可以采用折半查找。 （ ）5.系统由自动到手动的切换不需要调节。 （ ）三、单项选择题（在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。）1工业网络4种结构中，目前应用最广泛的结构是（ B ）A星形 B总线形 C环形 D树形2在线性表中，ai的直接前趋是（ D ）Aai+1 Bai-2 Cai+2 Dai-13OSI层次结构中，使网络中传输分组的是（ D ）A传送层 B会话层 C应用层 D网络层4数据查找中，如果记录的关键字与存储地址之间符合某一函数关系，则可用（A ）法A直接查找 B分块查找 C折半查找 D顺序查找 5IEEE802标准将数据链路层分为逻辑链路控制

15、子层和（ A ） A介质访问控制子层 B表示层 C会话层 D传送层 6某一型号A/D转换器转换位数为8位，其分辨率为（ C ） A0.1 B0.025 C0.4 D0.006 7控制系统在实现（ B ）时，无须手动调节。 A软手动自动 B自动软手动 C自动硬手动 D硬手动自动四计算题。1.模拟电压05V，分别用8位，12位的转换器，那么量化单位分别是多少？解：量化单位分别是n=8时，q1=(fmax-fmin)/(2n-1)=(5-0)/(28-1)=19.607mVn=12时,q2= (fmax-fmin)/(2n-1)=(5-0)/(212-1)=1.2210mV2.某热处理炉温度变化范围

16、200-800C，经温度变送器变换为15V电压送至ADC0809,在某一时刻经计算机采样，数字滤波后得到数字量CDH,问此时炉内温度是多少？解： 该仪表量程是线性，在Ymin=200oC时，Nmin=0；Ymax=800oC时，Nmax=FFH=(255)10; x=CDH=(205)10所以，温度值 Y=( Ymax-Ymin)(x- Nmin)/( Nmax- Nmin)+ Ymin=(800-200)(205-0)/(255-0)+20=682.3oC 五简答题。1什么是现场总线？有哪几种典型的现场总线？1.现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式，双向传输，多分支结构的通信网络。有五种典型的现场总线：（1）CAN（控制器局域网络）(2)LONWORKS（局域操作网络）(3)PROFIBUS（过程现场总线）(4)HART（可寻址远程传感器数据通路）(5)FF（现场总线基金会）现场总线 测验作业题31 什么是现场总线？有哪几种典型的现场总线？2.某热处理炉温度变化范围200-800C，经温度变送器变换为15V电压送至ADC0809,在某一时刻经计算机采样，数字滤波后得到数字量CDH,问此时炉内温度是多少？3.模拟电压05V，分别用8位，12位的转换器，那么量化单位分别是多少？-