1、耙計(jì)算機(jī)控制技術(shù)背復(fù)習(xí)資料俺1.頒計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)疤的控制過(guò)程是怎案樣的辦?八計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)伴的控制過(guò)程可歸哎納為以下三個(gè)步搬驟：頒(1)辦實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：拌對(duì)被控量的瞬時(shí)澳值進(jìn)行檢測(cè)，并氨輸入給計(jì)算機(jī)。哎(2)壩實(shí)時(shí)決策：對(duì)采稗集到的表征被控爸參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)挨行分析，并按已絆定的控制規(guī)律，百?zèng)Q定下一步的控奧制過(guò)程。班(3)靶實(shí)時(shí)控制：根據(jù)佰決策，適時(shí)地對(duì)扮執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控頒制信號(hào)，完成控熬制任務(wù)。阿2.鞍實(shí)時(shí)、在線(xiàn)方式傲和離線(xiàn)方式的含罷義是什么？氨(1)敖實(shí)時(shí)：所謂礙“啊實(shí)時(shí)把”板，是指信號(hào)的輸敖入、計(jì)算和輸出鞍都是在一定時(shí)間扒范圍內(nèi)完成的，扒即計(jì)算機(jī)對(duì)輸入疤信息以足夠快的啊速度進(jìn)行處理，爸并在一

2、定的時(shí)間懊內(nèi)作出反應(yīng)并進(jìn)扮行控制，超出了疤這個(gè)時(shí)間就會(huì)失扳去控制時(shí)機(jī)，控叭制也就失去了意八義。阿(2)“芭在線(xiàn)熬”懊方式：在計(jì)算機(jī)阿控制系統(tǒng)中，如藹果生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備暗直接與計(jì)算機(jī)連暗接，生產(chǎn)過(guò)程直安接受計(jì)算機(jī)的控扒制，就叫做辦“柏聯(lián)機(jī)伴”扮方式或背“氨在線(xiàn)哀”捌方式。瓣(3)“吧離線(xiàn)昂”半方式：若生產(chǎn)過(guò)百程設(shè)備不直接與鞍計(jì)算機(jī)相連接，骯其工作不直接受壩計(jì)算機(jī)的控制，靶而是通過(guò)中間記矮錄介質(zhì)，靠人進(jìn)埃行聯(lián)系并作相應(yīng)扒操作的方式，則愛(ài)叫做巴“艾脫機(jī)安”罷方式或敖“笆離線(xiàn)搬”板方式。案3.斑微型計(jì)算機(jī)控制鞍系統(tǒng)的硬件由哪捌幾部分組成？各隘部分的作用是什壩么？由四部分組成。瓣圖隘1.1敖微機(jī)控制系統(tǒng)組安

3、成框圖版(1)礙主機(jī)：挨這是微型計(jì)算機(jī)耙控制系統(tǒng)的核心安，通過(guò)接口它可皚以向系統(tǒng)的各個(gè)半部分發(fā)出各種命哎令，同時(shí)對(duì)被控扒對(duì)象的被控參數(shù)案進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)及瓣處理。主機(jī)的主辦要功能是控制整把個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，按耙控制規(guī)律進(jìn)行各凹種控制運(yùn)算瓣(安如調(diào)節(jié)規(guī)律運(yùn)算佰、最優(yōu)化計(jì)算等盎)般和操作，根據(jù)運(yùn)背算結(jié)果作出控制傲決策；對(duì)生產(chǎn)過(guò)藹程進(jìn)行監(jiān)督，使白之處于最優(yōu)工作八狀態(tài)；對(duì)事故進(jìn)案行預(yù)測(cè)和報(bào)警；邦編制生產(chǎn)技術(shù)報(bào)礙告，打印制表等叭等。般(2)疤輸入輸出通道：絆這是微機(jī)和生產(chǎn)扮對(duì)象之間進(jìn)行信靶息交換的橋梁和爸紐帶。過(guò)程輸入昂通道把生產(chǎn)對(duì)象笆的被控參數(shù)轉(zhuǎn)換靶成微機(jī)可以接收叭的數(shù)字代碼。過(guò)拜程輸出通道把微凹機(jī)輸出的控制命

4、把令和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換邦成可以對(duì)生產(chǎn)對(duì)笆象進(jìn)行控制的信疤號(hào)。過(guò)程輸入輸背出通道包括模擬氨量輸入輸出通道伴和數(shù)字量輸入輸瓣出通道。叭(3)罷外部設(shè)備：昂這是實(shí)現(xiàn)微機(jī)和扒外界進(jìn)行信息交岸換的設(shè)備，簡(jiǎn)稱(chēng)擺外設(shè)，包括人機(jī)辦聯(lián)系設(shè)備柏(奧操作臺(tái)鞍)岸、輸入輸出設(shè)備啊(熬磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、鍵傲盤(pán)、打印機(jī)、顯爸示終端等敗)矮和外存貯器伴(哎磁盤(pán)八)辦。其中操作臺(tái)應(yīng)霸具備顯示功能，拌即根據(jù)操作人員唉的要求，能立即扮顯示所要求的內(nèi)氨容；還應(yīng)有按鈕懊，完成系統(tǒng)的啟澳、停等功能；操版作臺(tái)還要保證即懊使操作錯(cuò)誤也不暗會(huì)造成惡劣后果爸，即應(yīng)有保護(hù)功礙能。百(4)昂檢測(cè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)襖a.半測(cè)量變送單元：百在微機(jī)控制系統(tǒng)扒中，為了收集和

5、隘測(cè)量各種參數(shù)，啊采用了各種檢測(cè)唉元件及變送器，襖其主要功能是將礙被檢測(cè)參數(shù)的非捌電量轉(zhuǎn)換成電量艾，例如熱電偶把案溫度轉(zhuǎn)換成艾mV捌信號(hào)；壓力變送敗器可以把壓力轉(zhuǎn)暗換變?yōu)殡娦盘?hào)，背這些信號(hào)經(jīng)變送壩器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的頒計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電平頒信號(hào)胺(0擺拜5V哀或癌4癌拜20mA)霸后，再送入微機(jī)暗。啊b.柏執(zhí)行機(jī)構(gòu)：要控把制生產(chǎn)過(guò)程，必八須有執(zhí)行機(jī)構(gòu)，昂它是微機(jī)控制系扳統(tǒng)中的重要部件熬，其功能是根據(jù)把微機(jī)輸出的控制伴信號(hào)，改變輸出拜的角位移或直線(xiàn)跋位移，并通過(guò)調(diào)頒節(jié)機(jī)構(gòu)改變被調(diào)疤介質(zhì)的流量或能般量，使生產(chǎn)過(guò)程敖符合預(yù)定的要求熬。例如，在溫度隘控制系統(tǒng)中，微阿機(jī)根據(jù)溫度的誤吧差計(jì)算出相應(yīng)的芭控制量，輸出給絆

6、執(zhí)行機(jī)構(gòu)哎(拔調(diào)節(jié)閥盎)背來(lái)控制進(jìn)入加熱胺爐的煤氣靶(昂或油拔)霸量以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的敖溫度值。常用的暗執(zhí)行機(jī)構(gòu)有電動(dòng)班、液動(dòng)和氣動(dòng)等扳控制形式，也有壩的采用馬達(dá)、步礙進(jìn)電機(jī)及可控硅按元件等進(jìn)行控制佰。藹1.扒什么是過(guò)程通道芭？過(guò)程通道有哪礙些分類(lèi)？板過(guò)程通道是在計(jì)版算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程扳之間設(shè)置的信息百傳送和轉(zhuǎn)換的連叭接通道。版按信息傳遞的方巴向來(lái)分，過(guò)程通翱道可分為輸入過(guò)奧程通道和輸出過(guò)按程通道；按所傳笆遞和交換的信息矮來(lái)分，過(guò)程通道懊又可分為數(shù)字量擺過(guò)程通道和模擬傲量過(guò)程通道。爸2.辦數(shù)字量過(guò)程通道岸由哪些部分組成班？各部分的作用斑是什么？半數(shù)字量過(guò)程通道辦包括數(shù)字量輸入擺通道和數(shù)字量輸跋出通道。鞍

7、數(shù)字量輸入通道拌主要由輸入緩沖擺器、輸入調(diào)理電絆路、輸入地址譯半碼電路、并行接襖口電路和定時(shí)計(jì)矮數(shù)電路等組成。哀數(shù)字量輸出通道斑主要由輸出鎖存盎器、輸出驅(qū)動(dòng)電頒路、輸出口地址懊譯碼電路等組成白。其中：輸入調(diào)辦理電路將來(lái)自控八制裝置或生產(chǎn)過(guò)霸程的各種開(kāi)關(guān)量白，進(jìn)行拌電平轉(zhuǎn)換埃，將其通斷狀態(tài)啊轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的高班、低電平，同時(shí)哎還要考慮對(duì)信號(hào)板進(jìn)行擺濾波、保護(hù)、消芭除觸點(diǎn)抖動(dòng)，以辦及進(jìn)行信號(hào)隔離拜等問(wèn)題。拜4.笆簡(jiǎn)述光電耦合器搬的工作原理及在叭過(guò)程通道中的作扮用。般光電耦合器由封暗裝在一個(gè)管殼內(nèi)安的發(fā)光二極管和版光敏三極管組成扒，如圖襖2.1俺所示。輸入電流百流過(guò)二極管時(shí)使唉其發(fā)光，照射到巴光敏三極管

8、上使背其導(dǎo)通，完成信辦號(hào)的光電耦合傳伴送，它在過(guò)程通癌道中實(shí)現(xiàn)了輸入版和輸出在電氣上拜的完全隔離。暗圖搬2.1吧光電耦合器電路跋圖阿5.熬模擬量輸入通道班由哪些部分組成板？各部分的作用半是什么？扮模擬量輸入通道伴一般由熬I/V安變換、多路轉(zhuǎn)換叭器、采樣保持器伴、頒A/D絆轉(zhuǎn)換器、接口及背控制邏輯電路組叭成。扮(1)I/V熬變換：提高了信百號(hào)遠(yuǎn)距離傳遞過(guò)拜程中的抗干擾能板力，減少了信號(hào)扒的衰減，為與標(biāo)拜準(zhǔn)化儀表和執(zhí)行般機(jī)構(gòu)匹配提供了霸方便。敖(壩2)吧多路轉(zhuǎn)換器：用哀來(lái)切換模擬電壓芭信號(hào)的關(guān)鍵元件啊。隘(3)擺采樣保持器：班A/D安轉(zhuǎn)換器完成一次靶A/D背轉(zhuǎn)換總需要一定芭的時(shí)間。在進(jìn)行拌A/D佰

9、轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，希哀望輸入信號(hào)不再扮變化，以免造成搬轉(zhuǎn)換誤差。這樣暗，就需要在背A/D背轉(zhuǎn)換器之前加入案采樣保持器。叭(4)A/D昂轉(zhuǎn)換器：模擬量扒輸入通道的任務(wù)傲是將模擬量轉(zhuǎn)換疤成數(shù)字量，能夠熬完成這一任務(wù)的拌器件，稱(chēng)為之模叭/安數(shù)轉(zhuǎn)換器扒(Analog辦/Digita阿l Conve搬rter背，簡(jiǎn)稱(chēng)把A/D盎轉(zhuǎn)換器或辦ADC)癌。啊7.癌采樣保持器有什癌么作用？試說(shuō)明安保持電容的大小吧對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)把的影響。扒采樣保持器的作敖用：埃A/D隘轉(zhuǎn)換器完成一次藹A/D凹轉(zhuǎn)換總需要一定搬的時(shí)間。在進(jìn)行礙A/D巴轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，希叭望輸入信號(hào)不再愛(ài)變化，以免造成板轉(zhuǎn)換誤差。這樣埃，就需要在板A/D癌轉(zhuǎn)換器

10、之前加入拔采樣保持器。昂保持電容對(duì)數(shù)據(jù)頒采集系統(tǒng)采樣保啊持的精度有很大絆影響。保持電容安值小，則采樣狀隘態(tài)時(shí)充電時(shí)間常擺數(shù)小，即保持電岸容充電快，輸出吧對(duì)輸入信號(hào)的跟挨隨特性好，但在凹保持狀態(tài)時(shí)放電熬時(shí)間常數(shù)也小，愛(ài)即保持電容放電翱快，故保持性能靶差；反之，保持稗電容值大，保持挨性能好，但跟隨邦特性差。骯8.皚在數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)邦中，是不是所有半的輸入通道都需扮要加采樣保持器挨？為什么？耙不是，對(duì)于輸入叭信號(hào)變化很慢，盎如溫度信號(hào)；或隘者笆A/D矮轉(zhuǎn)換時(shí)間較快，矮使得在案A/D案轉(zhuǎn)換期間輸入信胺號(hào)變化很小，在鞍允許的疤A/D佰轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，就半不必再選用采樣百保持器。頒11.半設(shè)計(jì)出熬8稗路模擬量采

11、集系拌統(tǒng)。請(qǐng)畫(huà)出接口凹電路原理圖，并背編寫(xiě)相應(yīng)的笆8擺路模擬量數(shù)據(jù)采襖集程序。八本例給出用捌8031邦、頒DAC0809暗設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集凹系統(tǒng)實(shí)例。靶把采樣轉(zhuǎn)換所得邦的數(shù)字量按序存氨于片內(nèi)敗RAM艾的扳30H37H奧單元中。采樣完懊一遍后停止采集版。其數(shù)據(jù)采集的芭初始化程序和中半斷服務(wù)程序如下背：初始化程序：壩MOV R0柏，凹#30H 罷 稗柏；設(shè)立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)哎區(qū)指針頒 柏 MOV 班 R2巴，半#08H 傲 佰背；設(shè)置奧8礙路采樣計(jì)數(shù)值隘 耙 SETB板 IT0 俺 八 跋霸；設(shè)置外部中斷骯0澳為邊沿觸發(fā)方式埃 俺 骯 SETB隘 EA 伴 矮 俺翱；拌CPU絆開(kāi)放中斷背SETB E藹X0

12、骯 盎 礙拌；允許外部中斷爸0唉中斷拜 擺 MOV 案 DPTR藹，把#FEF8H 板 瓣；送入口地址并挨指向鞍IN0敗LOOP挨：暗 MOVX罷 DPTR笆，擺A 斑八；啟動(dòng)礙A/D捌轉(zhuǎn)換，半A爸的值無(wú)意義藹HERE愛(ài)：耙 SJMP巴 HERE 暗 拜 扒把；等待中斷中斷服務(wù)程序：稗 敖骯 白 MO扳VX A挨，八DPTR 芭 盎絆；讀取轉(zhuǎn)換后的胺數(shù)字量爸 耙隘 版 MO八V R0哀，般A 俺 按熬；存入片內(nèi)吧RAM哀單元藹 叭挨 把 IN愛(ài)C DPTR疤 跋 俺哀；指向下一模擬哎通道氨 埃絆 叭 IN把C R0 啊 靶 柏捌；指向下一個(gè)數(shù)把據(jù)存儲(chǔ)單元霸 瓣案 皚 DJ扒NZ R2傲，笆IN

13、T0 俺 按按；辦8捌路未轉(zhuǎn)換完，則骯繼續(xù)岸 骯白 吧 CL岸R EA 澳 骯 翱胺；已轉(zhuǎn)換完，則案關(guān)中斷奧 艾拌 埃 CL芭R EX0 般 壩 疤扮；禁止外部中斷扮0絆中斷巴 氨霸 昂 RE凹TI 邦 矮 拔敖；中斷返回吧 INT0柏：哎 M骯OVX D耙PTR昂，傲A 搬爸；再次啟動(dòng)搬A/D傲轉(zhuǎn)換拔 扮白 凹 RE凹TI 邦 鞍 啊笆；中斷返回 柏3.2.瓣什么是逐點(diǎn)比較俺插補(bǔ)法？直線(xiàn)插稗補(bǔ)計(jì)算過(guò)程和圓翱弧插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程哎各有哪幾個(gè)步驟阿？拜逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)耙運(yùn)算，就是在某背個(gè)坐標(biāo)方向上每壩走一步（即輸出礙一個(gè)進(jìn)給脈沖）翱，就作一次計(jì)算敖，將實(shí)際進(jìn)給位扮置的坐標(biāo)與給定耙的軌跡進(jìn)行比較氨，判斷其

14、偏差情絆況，根據(jù)偏差，艾再?zèng)Q定下一步的安走向（沿骯X矮軸進(jìn)給，還是沿唉Y氨軸進(jìn)給）。逐點(diǎn)艾比較法插補(bǔ)的實(shí)板質(zhì)是以階梯折線(xiàn)佰來(lái)逼近給定直線(xiàn)捌或圓弧曲線(xiàn)，最板大逼近誤差不超辦過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的一癌個(gè)脈沖當(dāng)量（每昂走一步的距離，按即步長(zhǎng)）。凹直線(xiàn)插補(bǔ)計(jì)算過(guò)八程的步驟如下：壩 背(1)熬偏差判別：即判耙別上一次進(jìn)給后捌的偏差值跋Fm拌是最大于等于零懊，還是小于零；扳(2)盎坐標(biāo)進(jìn)給：即根暗據(jù)偏差判斷的結(jié)挨果決定進(jìn)給方向霸，并在該方向上敗進(jìn)給一步；辦 皚(3)版偏差計(jì)算：即計(jì)凹算進(jìn)給后的新偏拔差值疤Fm+1胺，作為下一步偏矮差判別的依據(jù)；皚(4)昂終點(diǎn)判別：即若拔已到達(dá)終點(diǎn)，則凹停止插補(bǔ)；若未艾到達(dá)終點(diǎn)，則重

15、愛(ài)復(fù)上述步驟。癌圓弧插補(bǔ)計(jì)算過(guò)爸程的步驟如下：(1)偏差判別(2)坐標(biāo)進(jìn)給(3)偏差計(jì)算(4)坐標(biāo)計(jì)算(5)終點(diǎn)判別皚3.5.般設(shè)加工第一象限邦的圓弧芭AB阿，起點(diǎn)艾A般（白6罷，扒0骯），終點(diǎn)百B吧（氨0般，癌6昂）。要求：百(1)叭按逐點(diǎn)比較法插盎補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算挨；罷(2)胺作出走步軌跡圖隘，并標(biāo)明進(jìn)給方唉向和步數(shù)。吧解：插補(bǔ)計(jì)算過(guò)扮程如表扮32斑所示。終點(diǎn)判別扳仍采用第二種方癌法，設(shè)一個(gè)總的搬計(jì)數(shù)器挨N氨xy疤，每走一步便減奧1頒操作，當(dāng)骯N胺xy骯=0拌時(shí)，加工到終點(diǎn)俺，插補(bǔ)運(yùn)算結(jié)束敗。下圖為插補(bǔ)過(guò)暗程中的走步軌跡暗。表32敖步數(shù)案偏差判別皚坐標(biāo)進(jìn)給哎偏差計(jì)算藹坐標(biāo)計(jì)算佰終點(diǎn)判別擺起點(diǎn)

16、把F愛(ài)0扒=0疤x柏0靶=6,y笆0扮=0笆N愛(ài)xy拔=12稗1扳F霸0氨=0擺-X澳F絆1盎=0-12+1傲=-11案x罷1熬=5,y搬1岸=0板N安xy白=11柏2佰F佰1翱0拜+Y稗F俺2板=-11+0+佰1=-10唉x懊2挨=5,y般2矮=1笆N昂xy芭=10扒3八F翱2愛(ài)0巴+Y案F礙3擺=-10+2+白1=-7跋x(chóng)半3班=5,y罷3澳=2扳N翱xy扳=9頒4稗F奧3隘0阿+Y辦F靶4斑=-7+4+1芭=-2氨x啊4伴=5,y扒4胺=3艾N挨xy敖=8搬5盎F般4吧0捌-X把F半6跋=5-10+1柏=-4按x胺6按=4,y俺6襖=4班N拜xy骯=6稗7扒F八6昂0凹-X笆F襖8暗=5

17、-8+1=搬-2埃x隘8盎=3,y拜8案=5埃N罷xy版=4拜9藹F藹8白0懊-X鞍F哀10胺=9-6+1=叭4艾x熬10頒=2,y霸10隘=6皚N叭xy百=2絆11岸F矮10斑0捌-X奧F頒11爸=4-4+1=岸1壩x埃11耙=1,y岸11案=6胺N凹xy阿=1拜12壩F哎11霸0盎-X骯F挨12扳=1-2+1=鞍0熬x疤12柏=0,y扳12耙=6翱N岸xy岸=0隘1、敗加工第一象限直岸線(xiàn)OA，起點(diǎn)為捌O(0，0)，叭終點(diǎn)坐標(biāo)為A(愛(ài)6，4)，試進(jìn)百行插補(bǔ)計(jì)算并作唉出走步軌跡圖。擺（10分）伴要求：（1）按暗逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法翱進(jìn)行列表計(jì)算；澳 （2暗）做出走步軌跡疤圖，并標(biāo)明進(jìn)給巴方向和步數(shù)。

18、壩解坐標(biāo)進(jìn)給懊的總步數(shù)Nxy挨=|6-0|+愛(ài)|4-0|=1般0, xe=6巴,ye=4, 翱F0=0, x敗oy=1. 按 （5分巴）白步數(shù)絆偏差判別板坐標(biāo)進(jìn)給耙偏差計(jì)算斑終點(diǎn)判斷辦起點(diǎn)疤F0半=0鞍Nxy啊=10阿1礙F0=澳0壩+疤x翱F1=F0-y皚e吧=-4懊Nxy唉=9芭2靶F1敖0挨+半x絆F3=F2-y霸e捌=-2癌Nxy白=7皚4背F3扳0熬+哎x壩F5=F4-y襖e拔=0皚Nxy骯=5襖6岸F5=艾0皚+阿x跋F6=F5-y靶e吧=-4澳Nxy埃=4傲7昂F6傲0笆+斑x爸F8=F7-y扮e百=-2按Nxy拌=2盎9阿F8阿0叭+扳x拜F10=F9-佰ye巴=0敗Nxy哀=

19、0爸根軌跡圖： 安 安 挨 （5分）瓣2、加工第一象稗限直線(xiàn)OA，起案點(diǎn)O（0，0）愛(ài)，終點(diǎn)A（4，伴3）。解：埃4.奧1.佰 跋數(shù)字控制器的模疤擬化設(shè)計(jì)步驟是隘什么？矮模擬化設(shè)計(jì)步驟笆：叭（壩1耙）設(shè)計(jì)假想的模礙擬控制器芭D(S)艾（疤2暗）正確地選擇采霸樣周期巴T擺（罷3拌）將扮D(S)辦離散化為吧D(Z)吧（八4挨）求出與奧D(S)頒對(duì)應(yīng)的差分方程把（稗5把）根據(jù)差分方程哀編制相應(yīng)程序捌。吧4.4 邦.拌已知模擬調(diào)節(jié)器唉的傳遞函數(shù)為版試寫(xiě)出相應(yīng)數(shù)字百控制器的位置型柏和增量型控制算埃式，設(shè)采樣周期凹T=0.2s盎。則 疤把背T=0.2S班代入得位置型增量型斑4.6埃.熬 傲采樣周期的選擇巴

20、需要考慮那些因罷素？板(1)啊從調(diào)節(jié)品質(zhì)上看唉，希望采樣周期邦短，以減小系統(tǒng)把純滯后的影響，邦提高控制精度。邦通常保證在背95%版的系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)頒程時(shí)間內(nèi)，采樣版6胺次挨15搬次即可。隘(2)伴從快速性和抗擾礙性方面考慮，希搬望采樣周期盡量埃短，這樣給定值岸的改變可以迅速敗地通過(guò)采樣得到叭反映，而不致產(chǎn)扮生過(guò)大的延時(shí)。敖(3)盎從計(jì)算機(jī)的工作壩量和回路成本考矮慮，采樣周期埃T稗應(yīng)長(zhǎng)些，尤其是巴多回路控制時(shí)，絆應(yīng)使每個(gè)回路都扳有足夠的計(jì)算時(shí)哎間；當(dāng)被控對(duì)象皚的純滯后時(shí)間皚邦較大時(shí)，常選翱T=版（頒1/41/8伴）稗隘。版(4)吧從計(jì)算精度方面啊考慮，采樣周期跋T藹不應(yīng)過(guò)短，當(dāng)主阿機(jī)字長(zhǎng)較小時(shí)，瓣

21、若皚T癌過(guò)短，將使前后板兩次采樣值差別拌小，調(diào)節(jié)作用因耙此會(huì)減弱。另外安，若執(zhí)行機(jī)構(gòu)的盎速度較低，會(huì)出矮現(xiàn)這種情況，即班新的控制量已輸愛(ài)出，而前一次控罷制卻還沒(méi)完成，矮這樣采樣周期再斑短也將毫無(wú)意義班，因此擺T皚必須大于執(zhí)行機(jī)挨構(gòu)的調(diào)節(jié)時(shí)間。艾4.8擺.百 昂數(shù)字控制器拌的離散化隘設(shè)計(jì)步驟是什么阿？版計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)斑框圖如圖捌41襖所示。藹圖邦41芭計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)皚框圖鞍由廣義對(duì)象的脈扳沖傳遞函數(shù)可得拜閉環(huán)脈沖傳遞函辦數(shù)，可求得控制愛(ài)器的脈沖傳遞函安數(shù)安D(z)擺。爸?jǐn)?shù)字控制器的直柏接設(shè)計(jì)步驟如下哎：般(1)拔根據(jù)控制系統(tǒng)的埃性質(zhì)指標(biāo)要求和稗其它約束條件，氨確定所需的閉環(huán)耙脈沖傳遞函數(shù)鞍(z)

22、瓣。澳(2)凹求廣義對(duì)象的脈俺沖傳遞函數(shù)把G(z)斑。般(3)佰求取數(shù)字控制器半的脈沖傳遞函數(shù)背D(z)哀。班(4)藹根據(jù)壩D(z)稗求取控制算法的阿遞推計(jì)算公式。熬4.9 已知被拌控對(duì)象的傳遞函案數(shù)為把采樣周期般T=背0.鞍1s藹，采用零階保持疤器般。要求阿針對(duì)單位岸階躍拜輸入半信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍斑有紋波系統(tǒng)的埃。吧解：廣義脈沖傳般遞函數(shù)為擺最少拍有紋波設(shè)壩計(jì)步驟：昂1擺）根據(jù)廣義對(duì)象懊的傳遞函數(shù)確定澳參數(shù)班N巴（分母多項(xiàng)式的安冪次）藹M 伴（分子多項(xiàng)式的百冪次）哀d=N-M鞍延時(shí)柏u版在矮z爸平面的單位圓上骯或圓外零點(diǎn)的個(gè)背數(shù)翱v班在埃z癌平面的單位圓上凹或圓外極點(diǎn)的個(gè)礙數(shù)艾j艾在埃z絆平面的

23、單位圓上翱極點(diǎn)的個(gè)數(shù)扒q(搬輸入類(lèi)型拌)霸已知N=2，M白=2巴所以d=0傲u=0(即分子澳多項(xiàng)式中的暗)瓣v=1，j=1巴；敗q=1(單位速般度輸入)版2把）確定版F1(z)隘和扳F2(z)捌的冪次搬m埃和白n翱所以：傲3把）確定胺靶e(z)暗4瓣）確定盎耙(z)傲5）根據(jù)關(guān)系敗使等式兩邊同冪盎次的系數(shù)相等，襖解出百F骯1啊和拔F霸2八中的系數(shù)。爸解得：捌所以：安6）求控制器矮D(z)哀14.稗與板PID扒控制和直接數(shù)字吧控制相比，模糊隘控制具有哪些優(yōu)耙點(diǎn)？埃與敖PID皚控制和直接數(shù)字搬控制相比，模糊絆控制的優(yōu)點(diǎn)：骯（盎1襖）模糊控制可以搬應(yīng)用于具有非線(xiàn)挨性動(dòng)力學(xué)特征的瓣復(fù)雜系統(tǒng)。靶（百2阿

24、）模糊控制不用鞍建立對(duì)象精確的傲數(shù)學(xué)模型。傲（擺3襖）模糊控制系統(tǒng)把的魯棒性好。胺（瓣4阿）模糊控制是以暗人的控制經(jīng)驗(yàn)作隘為控制的知識(shí)模搬型，以模糊集合捌、模糊語(yǔ)言變量愛(ài)以及模糊邏輯推挨理作為控制算法胺。敗3.數(shù)字PID跋位置式和增量式埃算法的各自特點(diǎn)班是什么？背 爸增量算法不需要班做累加,位置算耙法要用到過(guò)去的癌誤差的累加值,骯容易產(chǎn)生大的累跋加誤差壩 增量算法得把出的是控制量的辦增量,而位置算懊法的輸出是控制疤量的全量輸出,邦誤動(dòng)作影響大.扮 采用增量算跋法,易于實(shí)現(xiàn)手拌動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)沖扒擊切換.瓣4.數(shù)字PID班控制算法中，K敖p、Ti、Td艾的物理調(diào)節(jié)作用皚分別是什么？版 阿 Kp為比例

25、增罷益,能減小誤差頒,但不能消除穩(wěn)八態(tài)誤差,但Kp把加大會(huì)引起系統(tǒng)壩不穩(wěn)定.背 Ti為積分叭時(shí)間常數(shù) 只要襖有足夠的時(shí)間,懊積分控制將能完澳全消除誤差 但搬積分作用太強(qiáng)會(huì)岸使系統(tǒng)超調(diào)加大笆,甚至使系統(tǒng)出癌現(xiàn)振蕩.擺Td為微分時(shí)間扒常數(shù) 可以減案小調(diào)整時(shí)間, 傲從而改變系統(tǒng)的哎動(dòng)態(tài)性能. 靶 稗5、疤計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)鞍的工作步驟分為吧哪幾步？安答:計(jì)算機(jī)的工扮作步驟分為3步百:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集翱,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)決策凹和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理癌.霸1.什么是計(jì)算辦機(jī)的總線(xiàn)？伴 懊答:所謂總線(xiàn),癌就是計(jì)算機(jī)各模邦塊之間互聯(lián)和傳啊送信息(指令,半地址和數(shù)據(jù))的皚一組信號(hào)線(xiàn).分扒為內(nèi)部總線(xiàn)和外罷部總線(xiàn).鞍2.計(jì)算機(jī)的外班部總

26、線(xiàn)有哪幾種白？叭答:計(jì)算機(jī)的外辦部總線(xiàn)有RS-皚232扒C拌,RS-485皚,IEEE-4叭88,USB等挨等.伴3.RS-23扮2C串行通信總案線(xiàn)采用什么傳輸凹方式？為什么R癌S-232C拌的傳輸距離不遠(yuǎn)懊？挨 鞍答:RS-23懊2C串行通信總挨線(xiàn)采用的是不平霸衡傳輸方式.由扮于發(fā)送器和接收啊器之間有公共的佰信號(hào)地線(xiàn),共模斑信號(hào)不可避免地叭要進(jìn)入信號(hào)傳送跋系統(tǒng)中.當(dāng)傳輸翱距離過(guò)遠(yuǎn)時(shí),發(fā)搬送器與接收器各百自會(huì)形成不同的八對(duì)地電位.按4.RS-48靶5串行通信總線(xiàn)擺采用什么傳輸方敖式？它與RS-襖422A串行通扳信總線(xiàn)的區(qū)別是搬什么？澳 岸答:RS-48班5串行通信總線(xiàn)安采用的是不平衡扒傳輸方式

27、.白區(qū)別在于RS-氨485為半雙工案工作方式,而R皚S-422A為擺全雙工工作方式拔.且RS-42哎2A適用于兩點(diǎn)藹之間進(jìn)行高速,壩遠(yuǎn)距離通信,而敗RS-485適翱用于多點(diǎn)之間進(jìn)拜行高速,遠(yuǎn)距離安通信.拜8.什么是香農(nóng)暗采樣定理？礙 半 香農(nóng)采樣定理半:如果模擬信號(hào)胺(包括噪聲干擾皚在內(nèi))頻譜的最翱高頻率為fma案x,只要按照采吧樣頻率f=2挨fmax進(jìn)行采般樣,那么采樣信啊號(hào)就能惟一地復(fù)哀觀.胺9.什么是量化骯誤差？瓣 啊 量化過(guò)程實(shí)際艾上是一個(gè)用q去耙度量采樣值幅值絆高低的小數(shù)歸整巴過(guò)程,由于量化挨過(guò)程是一個(gè)小數(shù)骯歸整過(guò)程,因而跋存在量化誤差,靶量化誤差為(+俺_1/2)q.昂10.什么是

28、孔耙徑時(shí)間和孔徑誤熬差？罷 隘完成一次A/D笆轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間擺稱(chēng)為孔徑時(shí)間.熬孔徑時(shí)間決定了捌每一個(gè)采樣時(shí)刻愛(ài)的最大轉(zhuǎn)換誤差般,即為孔徑誤差捌.扳6.最少拍控制礙算法本質(zhì)上是什敗么算法，為什么敗？胺 最少拍控制算敗法本質(zhì)上是時(shí)間辦最優(yōu)控制算法,柏因?yàn)樽钌倥目刂瓢嗨惴ㄊ且韵到y(tǒng)的癌快速性為主要性爸能指標(biāo).扮7.最少拍控制百算法的三種典型叭輸入信號(hào)分別是叭什么？板 三種典型輸澳入信號(hào)分別是單斑位階躍信號(hào),單白位速度信號(hào),單霸位加速度信號(hào)矮8.最少拍控制藹算法的局限性是扳什么？敖最少拍控制器對(duì)哎典型輸入信號(hào)的爸適應(yīng)性較差敗1、計(jì)算機(jī)控制藹控制系統(tǒng)：由計(jì)捌算機(jī)完成部分或白全部功能的控制胺系統(tǒng)，稱(chēng)為敗計(jì)算

29、機(jī)控制系統(tǒng)?。ㄒ螽?huà)出圖）凹2、一般的計(jì)算笆機(jī)控制系統(tǒng)由案計(jì)算機(jī)、擺I/O扮接口電路、通用疤外部設(shè)備和工業(yè)扳生產(chǎn)對(duì)象安等部分組成。稗計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)啊分為：胺DDC班（直接數(shù)字控制安）扳、DPS盎（操作指導(dǎo)控制耙系統(tǒng)）絆、SCC骯（計(jì)稗算機(jī)監(jiān)督控制）捌、耙DCS耙（分布式控制系疤統(tǒng)）、把CIMS百（計(jì)算機(jī)集成制挨造系統(tǒng)）。佰DCS（分布式愛(ài)控制系統(tǒng)）：D胺CS由暗DDC、SCC傲、和MIC（綜挨合信息管理）組凹成骯，它瓣的下一代技術(shù)是扒集計(jì)算機(jī)、通信絆、控制三種技術(shù)拜為一體的盎現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系版統(tǒng)（FCS）胺。階躍響應(yīng)俺階躍響應(yīng)是指將凹一個(gè)階躍輸入（吧step fu礙nction）笆加到系統(tǒng)上時(shí)，

30、吧系統(tǒng)的輸出穩(wěn)態(tài)誤差伴穩(wěn)態(tài)誤差是指系岸統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)芭態(tài)后，系統(tǒng)的半期望輸出艾與實(shí)際輸出之差PID控制愛(ài) 背在工程實(shí)際中，辦應(yīng)用最為廣泛的傲調(diào)節(jié)器控制規(guī)律瓣為比例、積分、鞍微分控制，簡(jiǎn)稱(chēng)爸PID控制，又艾稱(chēng)PID調(diào)節(jié)襖，其數(shù)學(xué)表達(dá)式奧為 數(shù)字PID控制礙數(shù)字PID有二凹種形式，分別是柏位置式扮和案增量式半（1）位置式：皚其表達(dá)式為傲位置式控制算法愛(ài)提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的八位置U矮k癌，捌需要用到過(guò)去的阿累計(jì)誤差皚，稗一般用于以疤可控硅搬或按伺服電機(jī)半作執(zhí)行器件的控瓣制系統(tǒng)中艾（2）增量式：跋其表達(dá)式為鞍增量式控制算法矮提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的隘增量愛(ài)澳uk壩 安，敗只需要保持叭現(xiàn)時(shí)以前啊3敖個(gè)時(shí)刻傲的偏差值即可

31、，白一般用在把步進(jìn)電機(jī)跋或拜多圈電位器頒作執(zhí)行器件的控凹制系統(tǒng)中霸香農(nóng)采樣定理哎：系統(tǒng)采樣頻率耙的下限為板fs=2fma癌x阿，此時(shí)系統(tǒng)可真吧實(shí)地恢復(fù)到原來(lái)阿的連續(xù)信號(hào)。扳6、傲PID岸算法數(shù)字控制器搬的參數(shù)整定的方擺法八（1）擴(kuò)充臨界俺比例度法盎 吧(弄懂翱K扒K敖和佰T柏K拜的概念)半(2) 擴(kuò)充響埃應(yīng)曲線(xiàn)法適用翱對(duì)象：對(duì)象具有板滯后自平衡特性埃（即滯后環(huán)節(jié)加哎一階慣性環(huán)節(jié)）班，傳遞函數(shù)形式扮：絆(3) 傲PID半?yún)?shù)歸一法八(4) 艾PID邦參數(shù)試湊法(適按用對(duì)象：對(duì)象特藹性參數(shù)完全不知唉或已知對(duì)象傳遞翱函數(shù)做仿真)跋1、設(shè)采樣控制絆系統(tǒng)的特征方程辦為：皚A(z)=45扮z吧3邦-117

32、z罷2跋+119z-3哀9=0板試用雙線(xiàn)性變換耙判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性斑？爸（書(shū)P39）靶2、討論該系統(tǒng)班，試求為保證閉案環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，放矮大倍數(shù)K的取值絆范圍。（書(shū)P4稗0）盎3、數(shù)字PID版增量式控制算法白與位置式算法比岸較，其優(yōu)點(diǎn)是什隘么？氨答：1）增量式搬算法不需要做累辦加，控制量增量岸的確定僅與最近翱幾次誤差采樣值絆有關(guān)，計(jì)算誤差按或計(jì)算精度問(wèn)題吧，對(duì)控制量的計(jì)癌算影響較小。而把位置式算法要用壩到過(guò)去的誤差的翱累加值，容易產(chǎn)板生大的累加誤差啊。稗2）增量式算法礙得出的是控制量岸的增量，誤動(dòng)作瓣影響小。而位置扒式算法的輸出是敖控制量的全量輸挨出，誤動(dòng)作影響襖大。背3）采用增量式皚算法，易于實(shí)現(xiàn)把

33、手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)癌沖擊切換。岸4）采用增量式爸算法不需要累加敖，只需要記住4疤個(gè)歷史數(shù)據(jù)，占愛(ài)用內(nèi)存小，計(jì)算辦方便。跋4、敗設(shè)計(jì)算機(jī)控制系百統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖示其中岸 版 靶 班 愛(ài) 背 傲已知：采樣周期哀T=0.025昂s，輸入為斜坡阿信號(hào)。試設(shè)計(jì)最叭少拍控制系統(tǒng)捌D罷(Z)。（書(shū)P疤61）俺5、CPU對(duì)數(shù)愛(ài)據(jù)通道的常用控靶制方式有 程序拜控制方式、中斷斑控制方式、直接扳存儲(chǔ)器存?。―巴MA）方式。氨6、捌根據(jù)懊下靶圖編寫(xiě)的ADC耙0809轉(zhuǎn)換程唉序。ADC08按09的地址是8啊000H80柏07H，通道號(hào)把在R2中，采樣柏后的結(jié)果存放在盎30H37H礙中。在程序中啟耙動(dòng)ADC080八9的同時(shí)將通道

34、拜號(hào)寫(xiě)到ADC0敗809中。癌ORG 半 00H癌 耙 AJMP藹 靶MAIN板 爸 ORG 哀 03H扮 八 AJMP背 ADC拜0809凹 拔 ORG 癌 100叭0H盎MAIN般: SETB 挨 EA頒 般 扳SETB 壩 EX0稗 扒 SETB稗 IT0挨 矮 搬 MOV澳 R2按，#0 叭搬 MOV拔 R0凹，#30H芭 罷 MOV 矮 DPT藹R，#8000拔H百 巴 MOVX胺 DP辦TR，A艾 吧 搬AJMP 哀 $胺ADC0809叭:巴 艾 MOVX靶 A，疤DPTR 唉敗 岸MOV 癌 R0，A案 耙 INC 般 R0辦 奧 INC 奧 R2白 骯 MOV 隘 A，R頒2伴

35、 俺 背ORL 靶 A，DPL疤 白 MOV 板 DPL隘，A絆 絆 MOVX艾 DP岸TR，A八 暗 CJNE愛(ài) R2，敗#07H，AD耙C0809RE邦T扳 俺柏 阿MOV 氨 R2，#0八 礙 MOV 埃 R0，胺#30H RE挨TI把ADC0809頒RET：叭 扮 RET頒I熬7、邦設(shè)內(nèi)部案RAM邦的昂20H白和暗21H罷單元內(nèi)存放一個(gè)罷12壩位數(shù)字量（版20H癌單元中為低靶4背位，疤21H版單元中為高岸8傲位），試根據(jù)壩下挨圖編寫(xiě)出將它們叭進(jìn)行八D/A搬轉(zhuǎn)換的程序。耙解：隘D/A愛(ài)轉(zhuǎn)換的程序?yàn)椋喊琌RG柏艾0000H把MOV藹暗R0皚，礙#0FFH芭哀；案8罷位輸入寄存器地白址半MOV安俺R1艾，矮#21H 瓣 藹 般MOV氨拌A笆，伴R1靶版；高扒8襖位數(shù)字量送傲A阿MOVX骯盎R0板，佰A巴岸；高阿8板位數(shù)字量送昂8愛(ài)位輸入寄存器DECR0DECR1扳MOV礙哎A氨，哀R1艾襖；低拔4扒位數(shù)字量送奧A敗SWAP皚暗A(chǔ)安?。话睞按中高低辦4矮位互換襖MOVX熬般R0靶，按A半瓣；低骯4按位數(shù)字量送愛(ài)4拜位輸入寄存器DECR0芭MOVX捌伴R0拌，邦A(yù)伴拌；啟動(dòng)拌D/A胺轉(zhuǎn)換END凹8、笆如圖所示，試用斑查詢(xún)和中斷兩種耙方式編寫(xiě)程序，敖對(duì)埃IN5阿通道上的數(shù)據(jù)進(jìn)哎行采集，并將轉(zhuǎn)般換結(jié)果送入內(nèi)部骯RAM20H