微型计算机控制技术计算题

四、计算题

1. 设被测温度变化范围为0℃～100℃，如果要求误差不超过0.1℃，应选用分辨率为多少位的A/D转换器（设ADC的分辨率和精度一样）？ 2. 设被测温度变化范围为0℃～1200℃，如果要求误差不超过0.4℃，应选用分辨率为多少位的A/D转换器（设ADC的分辨率和精度一样）？ 3. 设被测温度变化范围为0℃～6500℃，如果要求误差不超过0.1℃，应选用分辨率为多少位的A/D转换器（设ADC的分辨率和精度一样）？

4. 对于8位D/A转换器而言，设VREF=－5V时，若分别以单极性电压输出和以双极性电压输出时，其最大输出电压Vmax、最小输出电压Vmin、一个最低有效位（LSB）电压VLSB分别是多少？

5. 用8位DAC芯片组成双极性电压输出电路，其参考电压为-5V～+5V，求对应以下偏移码的输出电压。

（1）10000000 （2）01000000 （3）11111111 （4）00000001 （5）01111111 （6）11111110

6. 设某12位A/D转换器的输入电压为0～+5V，求出当输入模拟量为下列值时输出的数字量。

(1)1.25V (2)2V (3)2.5V (4)3.75V (5)4V (6)5V

7. 已知直流电机的最高转速是2000转，通电周期为0.1s，平均速度为100转，求出通电时间和断电时间。

8. 已知直流电机的最高转速是5000转，通电周期为0.2s，平均速度为100转，求出通电时间和断电时间。

9. 已知直流电机的最高转速是5000转，通电周期为0.1s，平均速度200转，求出通电时间和断电时间。

10. 某三相步进电机的转子齿数为40个，采用单三拍的工作方式，若转动10圈需要2分钟，求每步进一步需要的时间为多少微妙？

11. 某三相步进电机的转子齿数为40个，采用三相六拍的工作方式，若转动10圈需要2分钟，求每步进一步需要的时间为多少微妙？

12. 已知直流电机的最高转速是5000转，通电周期为0.1s，平均速度为100转，求出通电时间和断电时间。

13. 某三相步进电机的转子齿数为40个，采用三相六拍的工作方式，若转动10圈需要1分钟，求每步进一步需要的时间为多少微妙？

14. 一个报文由200个8比特字符组成，使用下列传输控制方案在一条数据链路上传，分别需要多少附加的比特？

异步方式，每个字符使用一个起始位和两个停止位，每个报文使用一个帧起符和一个帧

结束字符；

同步方式，每个报文使用两个同步字符、一个帧起始字符和一个帧结束字符。 15. 一个报文由100个8比特字符组成，使用下列传输控制方案在一条数据链路上传，分别需要多少附加的比特？

异步方式，每个字符使用一个起始位和两个停止位，每个报文使用一个帧起符和一个帧

结束字符；

同步方式，每个报文使用三个同步字符、一个帧起始字符和一个帧结束字符。 16. 一个报文由100个8比特字符组成，使用下列传输控制方案在一条数据链路上传，分别需要多少附加的比特？

异步方式，每个字符使用一个起始位和两个停止位，每个报文使用一个帧起符和一个帧

结束字符；

同步方式，每个报文使用两个同步字符、一个帧起始字符和一个帧结束字符。 17. 一个报文由100个8比特字符组成，使用下列传输控制方案在一条数据链路上传，分别需要多少附加的比特？

异步方式，每个字符使用一个起始位、两个停止位和一个校验位，每个报文使用一个帧

起符和一个帧结束字符；

同步方式，每个报文使用两个同步字符、一个帧起始字符和一个帧结束字符。 18. 信息字段代码为: 1011001；对应m(x)=x6+x4+x3+1，假设生成多项式为：g(x)=x4+x3+1；则对应g(x)的代码为：11001。求CRC码。

19. 信息字段代码为: 1011001；对应m(x)=x6+x4+x3+1，假设生成多项式为：g(x)=x4+1；则对应g(x)的代码为：10001。求CRC码。

20. 信息字段代码为: 1011001；对应m(x)=x6+x4+x3+1，假设生成多项式为：g(x)=x4+x+1；则对应g(x)的代码为：10011。求CRC码。

21. 某压力测量仪表的量程为400～1200Pa，采用8位A/D转换器，设某采样周期计算机中经采样及数字滤波后的数字量为ABH，求此时的压力值。

22. 信息字段代码为: 1011001；对应m(x)=x6+x4+x3+1，假设生成多项式为：g(x)=x4+x2+1；则对应g(x)的代码为：10101。求CRC码。

23. 某压力测量仪表的量程为400～1600Pa，采用8位A/D转换器，设某采样周期计算机中经采样及数字滤波后的数字量为AAH，求此时的压力值。

24. 某压力测量仪表的量程为400～1400Pa，采用8位A/D转换器，设某采样周期计算机中经采样及数字滤波后的数字量为ACH，求此时的压力值。

25. 某压力测量仪表的量程为400～1800Pa，采用8位A/D转换器，设某采样周期计算机中经采样及数字滤波后的数字量为ADH，求此时的压力值。 26. 某炉温度变化范围为0～4000℃，要求分辨率为2℃，温度变送器的输出范围为0～5V。若A/D转换器的输入范围也是0～5V，求A/D转换器的字长应为多少位？若A/D转换器的字长不变，现通过变送器零点迁移将信号零点迁移到800℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？（保留小数点后三位）

27. 某炉温度变化范围为0～3000℃，要求分辨率为2℃，温度变送器的输出范围为0～5V。若A/D转换器的输入范围也是0～5V，求A/D转换器的字长应为多少位？若A/D转换器的字长不变，现通过变送器零点迁移将信号零点迁移到900℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？（保留小数点后三位）

28. 某炉温度变化范围为0～3000℃，要求分辨率为2℃，温度变送器的输出范围为0～5V。若A/D转换器的输入范围也是0～5V，求A/D转换器的字长应为多少位？若A/D转换器的字长不变，现通过变送器零点迁移将信号零点迁移到800℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？（保留小数点后三位）

29. 某炉温度变化范围为0～3000℃，要求分辨率为2℃，温度变送器的输出范围为0～5V。若A/D转换器的输入范围也是0～5V，求A/D转换器的字长应为多少位？若A/D转换器的字长不变，现通过变送器零点迁移将信号零点迁移到700℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？（保留小数点后三位）

30. 已知D1(S)?18?2s；T=1s 。要求：

分别写出D1(s)相对应的增量型PID算法的输出表达式。

若用增量型PID算法程序（PIDIN）实现以上算法，问：在计算D1(s)时KP、KI和KD的值是多少？

31. 已知某连续控制器的传递函数D(s)?1?0.17s，欲用数字PID算法实现之，试分别

1?0.085s写出其相应的位置型和增量型PID算法输出表达式。设采样周期T=0.2s。

32. 已知

D1(s)?1?0.15s0.05s，T=1s。要求：

写出D1(s)相对应的增量型PID算法的输出表达式。

若用增量型PID算法程序（PIDIN）实现以上算法，问：在计算D1(s)时KP、KI和KD的值是多少？

已知数字PID增量型控制算式：

?u?k??u?k??u?k?1??kp?e(k)?e(k?1)??kIe(k)?kD[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]

D?s??33.

1,Ts?1s2D?z? s?0.2s?1双线性变换成

D?s??1?T1s1?T2s

34. 某连续控制器设计为

试用前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器D(Z)。

35. 某连续控制器设计为

D?s??1?T1s1?T2s

试用双线形变换法、后向差分法分别求取数字控制器D(Z)。

1D?s??2s?0.2s?1，假设Ts?1s 36. 用前向差分变换法离散

37. 某连续控制器设计为

D?s??1?T1s1?T2s

试用双线形变换法、前向差分法分别求取数字控制器D(Z)。

D?s??38. 用后向差分变换法离散

1s2?0.2s?1，假设Ts?1s

39. 用零点极点对应法将下面

D?s?变换成D?z?，

假设

D?s??Ts?1s,D?s??1s2?0.2s?1。

40. 用加零阶保持器的脉冲响应不变法离散

1s2?0.2s?1

D?s??41. 已知某连续控制器的传递函数

s?0.5?s?1?2，试用双线性变换法求出相应的数字

控制器的脉冲传递函数

D?z?，其中T?s??1s。

D?s??42. 用脉冲响应不变法将

1s2?0.2s?1离散化成D?z?，假设采样周期

Ts?1s。

D?s??43. 已知

1,Ts?1s2s?0.2s?1，用频率预畸变的双线性变换法变换成

D?z?，D?s?的临界频率?n?1rad/s。

44. 若加工第三象限直线OA，起点O（0，0），终点A（－4，－7）。要求：

按逐点比较法插补进行列表计算；

作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

45. 若加工第一象限直线OA，起点O（0，0），终点A（4，7）。要求：

按逐点比较法插补进行列表计算；

作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

46. 若加工第二象限直线OA，起点O（0，0），终点A（-4，6）。要求：

按逐点比较法插补进行列表计算； 作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

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