寶雞文理學院試題課程名稱計算機控制技術(shù) 適用時間2014年6月17日試卷類別 適用專業(yè)、年級、班11電氣、自動化本科一、填空題（本題共10小題，每小題2,共20分）計算機控制系統(tǒng)的工作原理可以歸納為實時數(shù)據(jù)采集、實時決策和實時控制三個步驟。2?實時的概念不能脫離具體過程，一個在線的系統(tǒng)不一定是一個實時系統(tǒng),但一個實時系統(tǒng)必定是在線系統(tǒng)。DDC系統(tǒng)的最大優(yōu)點是用一臺計算機控制多個回路。A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率和精度是兩個不同的概念。分辨率是指A/D轉(zhuǎn)換器分辨能力，相對精度是指相對于滿量程的百分比表示:一個10位A/D轉(zhuǎn)換器，基準電源的信號電壓為5.12V時，它的分辨率為0.097%。5?在三相步進電機系統(tǒng)中,有三相單三拍、三相雙三拍、三相六拍等三種控制方式，為了提高控制力矩，常常采用雙三拍方法來實現(xiàn)。6.三相步進機的轉(zhuǎn)子為60個齒，定子為3對磁極，工作在三相六拍方式時，則步距角是L度，齒距角是6度。7?在PID調(diào)節(jié)器中，比例系數(shù)KP的確定比微分和積分系數(shù)更重要，因為它不僅與本身有關(guān)，而且還與Kd\Ki有關(guān)。&直線插補過程依次可歸為偏差判別、坐標進給、偏差計算、終點判別等四步。計算機控制系統(tǒng)的輸入變送器和輸出執(zhí)行機構(gòu)的信號統(tǒng)一為0?10mADC或4?20mADC。10、 在PID控制系統(tǒng)中，I的作用主要是消除靜差，由于積分作用輸出隨時間積累而逐漸增大，故調(diào)節(jié)動作緩慢，這樣會造成調(diào)節(jié)不及時，使系統(tǒng)穩(wěn)定裕度下降。因此積分作用一般不單獨使用。 。二選擇題（本題共10小題，每小題2分，共20分）一個8位的A/D轉(zhuǎn)換器（量化精度0.1%），孔徑時間3.18^，如果要求轉(zhuǎn)換誤差在轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，則允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號的最大頻率為（B）A、5HzB、50HzC、100Hz D、500Hz某熱處理爐溫度變化范圍為0?1350°C，經(jīng)溫度變送器變換為1?5V的電壓送至ADC0809，ADC0809的輸入范圍為0?5V,當t=KT時,ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6AH，此時爐溫為（C）A、588.98CB、288.98CC、361.23CD、698.73C在實際應用中，PID調(diào)節(jié)可根據(jù)實際情況調(diào)整結(jié)構(gòu)，但不能（D）。采用增量型PID調(diào)節(jié) B.采用帶死區(qū)的PID調(diào)節(jié)C.采用PI調(diào)節(jié) D.采用ID調(diào)節(jié)計算機監(jiān)督系統(tǒng)（SCC）中，SCC計算機的作用是（B）接收測量值和管理命令并提供給DDC計算機按照一定的數(shù)學模型計算給定植并提供給DDC計算機當DDC計算機出現(xiàn)故障時，SCC計算機也無法工作SCC計算機與控制無關(guān)引起調(diào)節(jié)的根本原因是偏差，所以在下列說法中,不正確的是（D）。偏差的正、負決定調(diào)節(jié)作用的方向偏差的大、小決定調(diào)節(jié)作用的強、弱偏差為零，調(diào)節(jié)作用為零偏差太大，調(diào)節(jié)失效6、 若系統(tǒng)欲將一個D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量參數(shù)分配至幾個執(zhí)行機構(gòu)，需要接入（D）器件完成控制量的切換工作。A.鎖存器鎖存 B.多路開關(guān)C.A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 D.反多路開關(guān)7、 電機控制意味著對其轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制，微型機控制系統(tǒng)的作法是通過（B）實現(xiàn)的。改變定子的通電方向和通電占空比改變轉(zhuǎn)子的通電方向和通電占空比改變定子的通電電壓幅值D?改變轉(zhuǎn)子的通電電壓幅值8、 計算機控制系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)相比，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)不變的條件下，抑制干擾的能力（A）。A減弱；B不變；C增強；D不確定9?步進電機常被用于準確定位系統(tǒng)，在下列說法中錯誤的是（B）。步進電機可以直接接受數(shù)字量步進電機可以直接接受模擬量步進電機可實現(xiàn)轉(zhuǎn)角和直線定位步進電機可實現(xiàn)順時針、逆時針轉(zhuǎn)動10.在計算機控制系統(tǒng)接地設(shè)計時，對低頻電路應按（C）接地的原則進行設(shè)計。A一點；B多點；C任意。三、簡答題（本題共3小題，共20分）（6分）什么叫共模干擾，其抑制方法有哪些？答：共模干擾也稱共態(tài)干擾，是指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。抑制方法有：變壓器隔離、光電隔離、浮地隔離、采用儀表放大器提高共模抑制比。（5分）PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，微分調(diào)節(jié)起何作用？為什麼在有些系統(tǒng)中采用不完全微分算式，它與常規(guī)算式有哪些區(qū)別？答：微分的作用是加快調(diào)整速度。由于微分只存在于瞬間，因而有時會使系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩，而使調(diào)節(jié)品質(zhì)下降。為了避免震蕩，在一些系統(tǒng)中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫減弱，以避免由于微分突然下降到0而產(chǎn)生震蕩（9分）大林算法的設(shè)計目標?什么是振鈴現(xiàn)象？產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象的原因是什么？如何消除振鈴現(xiàn)象？答：大林算法的設(shè)計目標是要設(shè)計一個合適的數(shù)字控制器.振鈴現(xiàn)象：數(shù)字控制器D（z）的輸出U（KT）產(chǎn)生以2T為周期的大幅度波動。振鈴現(xiàn)象的產(chǎn)生原因:控制量U（Z）中含有單位圓內(nèi)左半平面接近z=-1的極點。離z=-1越近，振鈴幅度也越大。單位圓內(nèi)右半平面的零點會加劇振鈴現(xiàn)象，而右半平面的極點會削弱振鈴現(xiàn)象。振鈴現(xiàn)象的消除辦法：找出D（z）中引起振鈴現(xiàn)象的極點（z=-1附近的極點），然后令該極點的z=l,這樣振鈴極點被消除。根據(jù)終值定理，這樣處理不影響穩(wěn)態(tài)輸出。

四、分析與設(shè)計（本題共3小題，每小題10,共30分）：1.（10分）采用8255A作為x軸步進電機和y軸步進電機的控制接口，要求:（1）畫出接口電路原理圖；控制計算機PAfi—FAi—控制計算機PAfi—FAi—PAi—X255PBh———乂軸由進電機嶇動

電路2（10分）試分析所示結(jié)構(gòu)框圖，回答問題：其中，Gc（s）二2（10分）試分析所示結(jié)構(gòu)框圖，回答問題：其中，Gc（s）二一丄〒e-ss+1廣義對象G（SJ X軸步進電機輸出寧表Y軸步進電機輸出字表存儲地址標號PA口輸出字存儲地址標號PBri輸出字ADX100000011=0311ADX]00000011=03HADX2000001lflMUSHADX200000110=06HADX300000101=05HADX3(X)0U()10l=05H（1） .根據(jù)Smith預估控制原理，求出Smith補償器的純滯后補償環(huán)節(jié)G］（S）的傳遞函數(shù);（2） .試分析說明Smith補償器的控制效果。3.（10分）閉環(huán)系統(tǒng)的廣義被控對象傳遞函數(shù)為F2(z)=kq+v-1=14-0-1=0Fl(z)=l0368(1+0.7182't子則I^e(Z)=l'Z斗Y(z)=R(z)①⑴G(z)中含有一個肝因沒有不穩(wěn)定極點和零戌◎=1T11=0,v-O,q二1心采用零階保持器，采樣周期T=0.1s。設(shè)計一單位階躍輸入時的最少拍無紋波控制器D(z)?！觥眳[°F4~G⑵咖 0368Q(1+0.718R」)「.](Wj(lO368z“)14)368