1、1、 單選課后習題2、 簡答1. 微型計算機控制系統(tǒng)有哪些？Pg4答：操作指導控制系統(tǒng)，直接數字控制系統(tǒng)，計算機監(jiān)督系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)，物聯網系統(tǒng)，現場總線控制系統(tǒng)。2. 常用的工業(yè)控制機有幾種？它們各有什么作用？Pg11答：單片微型計算機：是工業(yè)控制和智能化系統(tǒng)中應用最多的一種模式。一般用于擴展接口，如A/D,D/A轉換接口,LED、LCD顯示接口擴展，再開發(fā)一些應用軟件，便可以用于工業(yè)控制?？删幊踢壿嬁刂破鳎耗壳皬膯螜C自動化到工廠自動化，從柔性制造系統(tǒng)、機器人，到工業(yè)局域網都有用到?，F場可編程門陣列：可以實現動態(tài)配置，在線系統(tǒng)重構及硬件軟化，軟件硬化等功能。工業(yè)PC機，完成STD總線工業(yè)控制

2、機的檢測，控制，使程序設計變得更加簡單，各種報表程序打印、數據處理曲線、工業(yè)控制流程圖，PID柱形圖像處理程序等。3. A/D和D/A轉換器在微型計算機控制系統(tǒng)中有什么作用？答：A/D的作用主要是把傳感器檢測到的模擬電信號轉換為數字電信號，方便用于單片機中進行處理。D/A的作用，在單片機處理完畢的數字量，有時需要轉換為模擬信號輸出，D/A的作用正是用于把數字信號轉換為模擬信號。4. LED數碼管的顯示方法有哪兩種？各有什么特點？Pg81多位LED有兩種顯示方法：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。動態(tài)顯示使用的硬件少，價格低，線路簡單，但是占用機時長。靜態(tài)顯示使用元件多，線路復雜，但是顯示占用機時少，顯示可靠

3、。5. 在人機接口技術中，鍵盤設計需解決的問題有哪些？如何實現防抖？Pg55答：按鍵的確認，中鍵與連擊的處理，按鍵防抖動技術。防抖可以用兩種方法1. 硬件防抖：濾波防抖電路，雙穩(wěn)態(tài)防抖電路2. 軟件防抖6. 算術平均濾波的具體方案是怎樣的？該濾波方法主要適用于什么情況？Pg248答：算術平均值濾波是要尋找一個Y（k），使該值與各采樣值間誤差的平方和為最小，其中其中第k次B個采樣值的算術平均值X(i)第i次采樣值由此可見：算術平均值濾波的實質就是把一個采樣周期內的N次采樣值相加，然后把所得的數除以采樣次數N，得到周期的采樣值。7. 位置型PID和增量型PID有什么區(qū)別？它們各有什么優(yōu)缺點？增量型

4、算法與位置型算法比較：（1）增量型算法不需做累加，計算誤差后產生的計算精度問題，對控制量的計算影響較小。位置型算法用到過去的誤差的累加，容易產生較大的累加誤差。（2）增量型算法得出的是控制的增量，誤動作影響小，必要時通過邏輯判斷限制或禁止本次輸出，不會影響系統(tǒng)的工作。位置型算法的輸出是控制量的全部輸出，誤動作影響大。增量式算法的主要優(yōu)勢體現在對積分環(huán)節(jié)的處理上，積分作用的累加效果會影響到輸出的準確性。8. 在自動控制系統(tǒng)中飽和效應是如何產生？如何消除的？Pg282答：飽和現象主要是由積分項引起的，所以也稱之為“積分飽和”。這種現象是引起大幅度超調，使系統(tǒng)不穩(wěn)定。消除積分飽和的方法有以下三種：遇

5、限削弱積分法，有效偏差法，積分分離法。9. 試比較PID控制參數Kp、Ti、Td和的大小對系統(tǒng)性能的影響？PID控制器就是根據系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。 比例（P）控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-state error）。 積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)（System with Steady-state Error）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤

6、差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。 微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調節(jié)過程中可能會出現振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑

7、制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調節(jié)過程中的動態(tài)特性。10. 微型機控制系統(tǒng)中時怎樣實現PWM電機調速的？Pg141答：在脈沖作用下，當電機通電時，速度增加，電機斷電時，速度逐漸降低，只要按一定規(guī)律，改變通斷時間，即可讓電機轉速得到控制。3、 計算題1. 設某12位A/D轉換器的輸入電壓為0-

8、+5V，其分辨率是多少？求當輸入模擬量為下列值時的數字量：（1）1.25V（2）2V（3）2.5V（4）3.75V（5）4V（6）5V答：分辨率求輸出數字量公司為 eg:2. 用8位DAC芯片組成雙極性電壓輸出電路，其參考電壓為-5V+5V，其分辨率是多少？求對應以下偏移的輸出電壓：（1）（2） (3)先轉換為10進制，然后乘上分辨率3. 一個輸出頻率為60HZ的脈沖波電路，請計算其時間周期，并寫出時間常數T=1/f=1/60s時間常數4. 某溫度測量系統(tǒng)，測量儀表的量程為01200度，用一個12位D/A轉換器，某采樣周期計算機經采樣后的數字量為90H，問此時對應的溫度為多少度？1000度溫度

9、時，測量顯示值時多少？（線性關系） 答：根據題意，已知A0=0度，Am=1200度，Nx=90H=144D，這里是12位D/A，Nm=，N0=0，根據公式 當溫度是1000度時， 5. 某溫度測量系統(tǒng)，測量儀表的量程為4001200度，用一個8位D/A轉換器，某采樣周期計算機經采樣后的數字量為80H，問此時對應的溫度為多少度？600度溫度時，測量顯示值時多少？（線性關系） 答：根據題意，已知A0=400度，Am=1200度，Nx=80H=128D，這里是8位D/A，Nm=，N0=0，根據公式 當溫度是600度時， 6. 設被測溫度變化范圍為01200，如果求誤差不超過0.4，應選用分辨率為多少位的A/D轉換器（設ADC分辨率和精度一樣）答：7. 某位移微機控制系統(tǒng)使用PID調節(jié)方法，采樣周期T=4ms，TI=20ms，TD=8ms，KP=0.3，現場測得：EK=5mm，EK-1=8mm，EK-2=7mm，試求P（k）答：=其中 代入式中可求-38. 若某三相六拍控制的步進電機，其轉子齒數為80，步進角為多少（設脈沖當量是0.01mm）？假設用此電機帶動滾動絲杠，如果轉動48mm，用1秒鐘，每步需多少時間？答：步進角，其中,這里是三相六拍，所以=3，C=2，所以脈沖當量是0.01mm，轉動48mm，共轉動了48/0.01=4800次共用了1s，所以每