计算机控制技术期末复习1 - 图文

1、惯性环节的主要特点是：当输入变量发生突变时，其输出变量不能突变，而是按（周期）变化。 2、通常，系统的稳定裕度的大小反映了系统的（稳定性）。 3、若信号的动态范围为N，计算机字长n>=_____________.

4、若连续系统为Gc(s)稳定，采用一阶向前差分离散化方法离散，所得Gc(z)：稳定性不一定 5、已知离散系统脉冲传递函数为：G（Z）=（Z+0.5）/(Z-0.5+j0.5)^2,可知该系统是：稳定的

6、双线性变换的一个特性是：连续传递函数经过双线性变换后所得Z传递函数的稳态增益：增大 7、当系统中含有零阶保持器时，系统的稳态误差与采样周期T：无关

8,在单位闭环负馈控制系统里,增大开环放大系数K,则系统的稳态误差能常：减少 9，确定A/D变换器精度时，能常要求它的精度应（高于）传感器的精度。

10，单位闭环负反馈控制系统里，在下向能首中加入一积分环节，则系统工程的稳定程度（ 增大 ） 11，一阶系统单位阶跃响应调节时间近似为ts=3T（按误差带为5%计算）

（1）模拟量输入通道由信号处理装置、多路转换器、采样保持和A/D转换器组成。模拟量输出通道由D/A转换器和输出保持器组成。 （2）把时间连续的信号变成一连串不连续的脉冲时间序列的过程为采样过程。采样信号是时间上离散而幅值上连续的信号，该信号不能直接进入微型计算机。必须经量化后成为数字信号，才能为微型计算机接受（3分）。 （3）计算机与外设交换数据的种类:数字量、模拟量和开关量。传送方式有三种：①程序查询方式；②中断控制方式；③直接存贮器存取(DMA)方式

（4）接口扩展包括硬件电路的扩展和软件程序的扩充（2分）。大量采用硬件电路，可以简化程序设计，提高系统运行的速度，缺点是使成本增加，还因元件数的增加而降低了可靠性程度（2分）。若用软件代替硬件电路，可以大大发挥软件程序的灵活性等特点，缺点是大量使用软件会使系统速度下降（2分）。

（5）①数据采集系统（1分）②操作指导控制系统（1分）③直接数字控制系统（1分）④监督控制系统（1分）⑤分级计算机控制系统（1分）⑥现场总线控制系统（1分）⑦无线控制系统（1分）。

3.分析题（20分）（1）计算机控制系统中电磁干扰有三种形式：1.电源噪声； 2.从输入线侵入的噪声； 3.静电噪声。 抗干扰措施包括三方面： 1.电源与供电系统的抗干扰措施：安装电源低通滤波器；稳压电源的变压器采用静电屏蔽措施；电源应放在距电源引进口很近的地方；电源的输出线均应采用扭绞线；电源线路应尽量避免公共线；电柜接地线与公共接地线应分开走线；加大电源变压器容量等。 2.接口与过程通道的抗干扰措施：使用双绞线、光电隔离电路、平衡输出驱动器和平衡输入接收器；连接信号线接地和电柜接地时，采用光电耦合器或耦合变压器进行隔离等。

3.控制对象与终端的抗干扰措施：终端装置内的电源线应扭绞；电源变压器用坡莫合金进行磁屏蔽；改变终端装置的安装位置和方向等 1．闭环负反馈控制的基本特征是 。 2．闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母 。

3．惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按 变化。 4．静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度 。 5．系统的相稳定裕度?M，定义为开环频率特性在截止频率?c处 。

6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的 有关。 7．零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性φ(?)= 。 8．若已知闭环系统自然频率为?n，经验上，采样频率?s应取 。 9．通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为 。

10．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入 。

二、1．在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将 。A 增大；B 减小；C 不变。

2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差 。A 较大；B 较小；C 相当。

3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是 。A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。 4．若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为 环节 。A 积分；B 微分；C 惯性。 5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应 传感器的精度A 大于；B 小于；C 等于。

三、图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。1、已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少? 3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。

Qi?(z)THR(z)T-E(z)Gc(s)KT1?e?TsU(z)sT0.5/Sc(t)C(z)R(s)Gh(s)G0(s)Qi 四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=?n2/s(s+2??n)实测求得单位阶跃响应的?%=4.3%，ts=2.5秒，试写出闭环传递函数并求?n，?为多少。 五、（10分）现已知某炉温变化范围为0~1000℃，测试时，采用9位的A/D变换器(带符号位)，试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。若测试时，通过变送器将测试起点迁移到500℃，保持同样的系统对炉温变化的分辩率，试问此时可采用几位的A/D变换器就可以了。 六、（10分）已知系统方块图如图2所示1）试写出系统闭环传递函数 C(z) 2）若K=2,试求使系统稳定的T取值范围。（已知Z[1/s2]=Tz/(z-1)2）?(z)???

(s?1)U(s)R(z)七、（20分）已知调节器传递函数为Gc(s)?， T=0.5秒1）试用一阶向后差分变换法，将其离散，求Gc(z)=？ 2）将Gc(z)用?(s?0.2)E(s)第二种直接程序法编排实现，试求u (k)表达式，并画出结构图； 3）将该算法分成算法I与算法II，并画出编程的流程图。 评分标准（参考）

1． 测量偏差、纠正偏差；2．相同； 3．按指数规律变化；4．越高；5．相角与180度之差；6．采样周期；7．-?T/2； 8．?10?n；9．串

模干扰；10．调理电路。

二、A；2．A；3．B；4．B；5 B。

三、简答题由于出水干扰QO使水位下降时，浮子下降，进水口打开，水位逐渐增高，浮子逐渐上浮，当达到给定高度时，浮子将进水口堵死，从而保持设定高度。2．1) 零型系统；2) 0.1=1/(1+K) K=9。3．通常，在系统正向通道加入积分环节或增大开环放大系数，将会减少稳态误差，但将会降低系统的稳定程度。4．若连续信号所含频率分量的最高频率为?max，为使其采样信号不失真，采样频率?s?2?max；

2若不满足采样定理，一个高频信号将会变成低频信号。 ?n23.5四、（10分）1）?(s)? 2）?%?e???/1???0.043 ，??0.707 ts??2.5 ， ?n?1.82rad/s 22??ns?2??s??nno五、（10分）28?(1000o)/??， 故Δ=3.9°；2n?(1000?500o)/3.9， 故n?lg128.2/lg2?7 ?sT?1?e0.5Tz0.5KTG(z)0.5KT?1六、（10分）1）G(z)?K?Z?。 ?(z)? ????0.5K(1?z)2ss(z?1)1?G(z)(z?1?0.5KT)(z?1)???2，?(z)?z?1?T?0 要求 |z|?|T?1|?1，?1?(1?T)?1。(1?T)??1， T<2 。(1?T)?1， T>0 2） ?(z)?z?1?0.5KT?0 ?， ?K?(1?0.67z?1)U(z)-1-1

七、1）S=(1-z)/T GC(z)=(1.5-z)/(1.1-z-1) ?1.36 ??1E(z)(1?0.9z)2）u(k)?0.9u(k?1)?1.36[e(k)?0.67e(k?1)；

3） I： u(k)?1.36e(k)?u1 II： u1=0.9u(k)-0.91e(k)

第一章

1.典型的工业生产过程分为哪几种？

答:典型的工业过程分为3种:连续过程,离散过程和批量过程. 2.计算机控制系统的工作步骤分为哪几步？

答:计算机的工作步骤分为3步:实时数据采集,实时数据决策和实时数据处理. 3.计算机控制技术的工作方式有哪几种？

答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式. 4.为什么要强调计算机控制中的实时性？

答:所谓实时性,就是指信号的输入 ,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性. 5.常用的计算机控制系统主机有哪几种？

答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器. 6.计算机控制系统中集散控制系统的体系结构分为哪几部分？

答:计算机控制系统中集散控制系统(DCS)的体系结构分为分散过程控制级,集中操作监控级,综合信息管理级三部分. 7.现场总线控制系统的结构模式分为哪几部分？

答:现场总线控制系统(FCS)的结构模式为操作站---现场总线智能仪表 两层结构.(DCS为操作站-控制站-现场仪表 三层结构模式) 第二章

1.什么是计算机的总线？

答:所谓总线,就是计算机各模块之间互联和传送信息(指令,地址和数据)的一组信号线.分为内部总线和外部总线. 2.计算机的外部总线有哪几种？

答:计算机的外部总线有RS-232C,RS-485,IEEE-488,USB等等.

3.RS-232C串行通信总线采用什么传输方式？为什么RS-232C的传输距离不远？

答:RS-232C串行通信总线采用的是不平衡传输方式.由于发送器和接收器之间有公共的信号地线,共模信号不可避免地要进入信号传送系统中.当传输距离过远时,发送器与接收器各自会形成不同的对地电位.

4.RS-485串行通信总线采用什么传输方式？它与RS-422A串行通信总线的区别是什么？ 答:RS-485串行通信总线采用的是不平衡传输方式.

区别在于RS-485为半双工工作方式,而RS-422A为全双工工作方式.且RS-422A适用于两点之间进行高速,远距离通信,而RS-485适用于多点之间进行高速,远距离通信.

5.数字量I/O的接口芯片有什么作用？有哪些典型芯片？ P30 6.积分电路对数字量信号的调理过程。

P31为了清除由于接点的机械抖动而产生的振荡信号,一般都就应加入有较长时间常数的积分电路来消除这种振荡. 7.采用光电耦合器的大功率输入调理电路的工作过程。P32 8.什么是香农采样定理？

香农采样定理:如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为fmax,只要按照采样频率f>=2fmax进行采样,那么采样信号就能惟一

+12V地复观. +5V9.什么是量化误差？ 100KΩ100Ω量化过程实际上是一个用q去度量采样值幅值高低的小数归整过程,是一个小数归整过程100KΩ,因而存在量化误差,量化误差为(+_1/2)q.

V12/8LOGIC10.什么是孔径时间和孔径误差？ PASTSBIFOFF7-12V 完成一次A/D转换所需的时间称为孔径时间。孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差,即为孔径误差. PA3D1111.采样保持器的工作原理？P41 REFIN100Ω12.结合具体电路，分析以AD574A为核心的A/D过程通道的工作过程。P45 PA0D8REFOUT+15V-15V13.什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？ PB7D7+15V8 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号。尖峰型串模干扰民为主要干扰源时,用双积分A/D转换器。采用8255AAD574A 高通,低通,带通滤波器。1PC总线PB0D0VDDVEE双绞线作信号引线(减少电磁感应) 53LF39810VINSmPCCE614.什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？ 4PC5CSCD4051S7V0 所谓共模干扰,是指A/D转换器两个输入端公有的干扰电压。抑制方法:变压器隔离 光电隔离 0浮地屏蔽6PC4R/CAGNDINH-15V15.什么是长线传输干扰，抑制的方法有哪些？ CHPC3A0PC:长线传输干扰是指,高速度变化的信号在长线中传输时,还会出现波反射现象。抑制方法:终端匹2长线传输受到外界干扰,具有信号延时CDGNDPC1配、始端匹配。 BPC016.计算机控制系统中有哪些类型的地线？ AS7V7 有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线 VSS 第三章 1. 逐点比较法直线插补原理 加工第三象限直线OA，起点为O(0，0)，终点坐标为A(-6，-4)，试进行插补计算并作出走步轨迹图。P84 2.逐点比较法圆弧插补原理

图 3-19 8路12位A/D转换模板电路加工第四象限逆圆弧AB，已知起点的坐标为A(0，-4)，终点的坐标为B(4，0)，试进行插补计算并作出走步轨迹图。P87

11：求惯性环节 D (s ) ? 的差分方程

T1s?1 U(S)1du(t)? 1T1s解：由D ( s) ? E ( S ) ? T s 有 ( T )U ( s ) ? E ( s ) 化成微分方程： 1 dt?u(t)?e(t)?1? (kT?(k)?u(k)?e(k)1u以采样周期离散上述微分方程得 T ) ? u ( kT ) ? e (kT ) 即 T1uTTu(k)?1u(k?1)?e(k)Tu(k)?u(k?1)?[u(k)?u(k?1)]?u(k)?e(k)u(t)?T?T1T?T1用一阶后项差分近似代替得： 代入上式得 T 整理得 T2.根据模拟PID的控制算法，分别写出数字PID位置式和增量式算法P105 P106 3.数字PID位置式和增量式算法的各自特点是什么？

11 增量算法不需要做累加,位置算法要用到过去的误差的累加值,容易产生大的累加误差。增量算法得出的是控制量的增量,而位置算法的输出是控制量的全量输出,误动作影响大。采用增量算法,易于实现手动到自动的无冲击切换. 4.数字PID控制算法中，Kp、Ti、Td的物理调节作用分别是什么？

Kp为比例增益,减小误差,不能消除稳态误差,Kp加大会引起系统不稳定。Ti为积分时间常数 只要有足够的时间,积分控制将能完全消除误差 但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡。Td为微分时间常数 可以减小调整时间, 从而改变系统的动态性能. 5.什么是积分饱和现象？积分分离算法的工作原理是什么？

所谓积分饱和现象是指若系统存在一个方向的偏差，PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大，从而导致u(k)达到极限位置。此后若控制器输出继续增大，u(k)也不会再增大，即系统输出超出正常运行范围而进入了饱和区。一旦出现反向偏差，u(k)逐渐从饱和区退出。进入饱和区愈深则退饱和时间愈长。此段时间内，执行机构仍停留在极限位置而不能随着偏差反向立即做出相应的改变，这时系统就像失去控制一样，造成控制性能恶化。这种现象称为积分饱和现象或积分失控现象。积分分离算法的工作原理是:当偏差较大时,取消职分作用,当偏差较小时,才将积分作用投入.|e(k)|>B时,采用PD控制,当|e(k)|<=B,采用PID控制(B为积分分离阈值) 6.最少拍控制算法本质上是什么算法，为什么？

最少拍控制算法本质上是时间最优控制算法,因为最少拍控制算法是以系统的快速性为主要性能指标. 7.最少拍控制算法的三种典型输入信号分别是什么？

三种典型输入信号分别是单位阶跃信号,单位速度信号,单位加速度信号 8.最少拍控制算法的局限性是什么？

最少拍控制器对典型输入信号的适应性较差

1.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件 和软件两个组成部分。 2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。 3.在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。 4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。

5.模拟量输入通道的任务是把从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。 6.信号接地方式应采用一点接地方式，而不采用多点接地方式。

7.按极点配置设计的控制器通常有两部分组成，一部分是状态观测器，另一部分是控制规律。 8.模块化程序设计一般包括 自顶向下 和自底向上 两种设计方法。

9.线性表、数组、堆栈和队列的共同特点是要求连续的存储单元来顺序存放数据元素。

10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。

1.采样过程 按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号，变成在时刻0、T、2T、?kT的一连串脉冲输出信号的过程。 2.地线 是信号电流流回信号源的地阻抗路径。”

3.数字程序控制就是计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制

4.数据 是描述客观事物的数、字符，以及所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合。

5.积分饱和 如果执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作

1.下列不属于数字控制方式的是（ ）

A、点位控制 B、直线控制 C、网格控制 D、轮廓控制 2.8位的A/D转换器分辨率为（ ）

A、0.01587 B、0.007874 C、0.003922 D、0.0009775 3.专家控制系统大致可以分为（ ）

①专家自整定控制 ②专家自适应控制 ③专家监督控制 ④混合型专家控制 ⑤仿人智能控制 A、①②③⑤ B、②④⑤ C、②③④⑤ D、①③④⑤ 4.一个8位的A/D转换器(量化精度0.1%)，孔径时间3.18μm，如果要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为（ ）

A、5Hz B、50Hz C、100Hz D、500Hz

5.某热处理炉温度变化范围为0~1350℃，经温度变送器变换为1~5V的电压送至ADC0809，ADC0809的输入范围为0~5V，当t=KT时，ADC0809的转换结果为6A，此时炉温为（ ）

A、588.98℃ B、288.98℃ C、361.23℃ D、698.73℃ 四、简答题（合计20分，每题5分） 1.什么是干扰，干扰来源，抗干扰措施。

答：就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。外部干扰和内部干扰。硬件措施，软件措施，软硬结合的措施。 2.逐点比较法插补原理。

答：所谓逐点比较法插补，就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看这点在给定轨迹的上方或下方，或是给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向。 3. 简述数字滤波技术，其算法有哪些?

答：所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。故实质上它是一种程序滤波。算术平均值法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法。

4.数字控制器算法的工程实现分为哪六部分？

答：包括给定值处理、被控量处理、偏差处理、控制算法的实现、控制量处理、自动手动处理。 5.数字控制器的连续化设计步骤？

答：设计假想的连续控制器、选择采样周期T、将DS离散化为Dz、设计由计算机实现的控制算法、校验五个步骤。 一、填空题（共20分，每题2分）

1.计算机系统由 和 两大部分组成。 2.集散控制系统（DCS）的结构模式为：

3.变送器输出的信号为 或 的统一信号。 4.模拟输出通道的结构型式主要取决于 的构成方式。

5.数控系统一般由数控装置、 、 和检测装置等。

6.设线性定常系统的输出方程为y(t)=Cx(t)，y（t）以最少的N拍跟踪参考输入r（t），必须满足条件 7.常用的状态观测器有3种： 、 、 8.“若A则B，否则C”，用模糊关系表示为

9.在一些对程序流向起决定作用的指令前插入两条 指令，以保证弹飞的程序迅速纳入正确轨道。

10.采用双绞线作信号引线的目的是 二、选择题（共15分，每题3分）

fmax，只要按照采样频率（ ）进行采样，那么采样信号就能唯一的复观。1.如果模拟信号频谱的最高频率为 112fmax B.f

率为（ ）

A.15Hz B.16Hz C.17Hz D.14Hz 3.设加工第一象限直线OA，起点为O（0,0），终点为A（6,3），进行插补计算所需的坐标进给的总步数Nxy为（ ） A.7 B.8 C.9 D.10 4.( )数字滤波方法适用于周期性干扰。

A.平均值滤波法 B.中位值滤波法 C.限幅滤波法 D.惯性滤波法 5.已知偏差e（k),积分分离阈值β，以下正确的是（ ）

A.当e(k)>β时，采用PI控制 B.当e(k)>β时，采用PD控制 C.当e(k)≤β时，采用PD控制 D.当e(k)≤β时，采用PI控制 三、名词解释（共30分，每题6分）

1.接口 过程通道 量化 自动校准 HMI 四、简答题（共20分，每题5分）

1.什么是计算机控制系统？它的工作原理是怎样的？ 2.什么是共模干扰？如何抑制？

3.直线插补计算过程有哪几个步骤？ 4.程序设计通常分为哪五个步骤？ 5.如何消除积分饱和？ 填空题

1.计算机、生产过程 2.操作站—控制站—现场仪表 3.0~10mA、4~20mA 4.输出保持器

5.驱动装置、可编程控制器 6.y（N）=Cx（N）=r0 7.预报观测器、现时观测器、降阶观测器 8.R=(A×B)UA×C 9.NOP 10.减少电磁感应 选择题

1.A 2.B 3.C 4..A 5.B 名词解释

2.接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁。

3.过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。

4.所谓量化，就是采用一组数据来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。

5.自动校准是指在系统开机后或每隔一定时间自动测量基准参数，然后计算误差模型，获得并存储误差补偿因子。 6.HMI就是使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口。 简答题

1、计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。

从本质上看，计算机控制系统的工作原理可纳为以下三个步骤：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出

2、共模干扰时指A/D转换器两个输入端上公有的干扰电压。其抑制方法：变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比。

3、偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断

4、问题定义、程序设计、编码、调试、改进和再设计

5、对计算出的控制量u（k）限幅，同时，把积分作用切除掉。 一、填空题（合计20分，每空1分）

1、实时的概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个 ，但一个 必定是在线系统。 2、典型的工业生产过程可分为： 、 和 。

3、计算机控制系统的典型型式：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、 、 、综合自动化控制系统。

4、计算机控制系统的发展趋势：控制系统的 、扁平化、 、综合化。 5、数字量输出通道主要由 、 、输出口地址译码电路等组成。

6、在计算机控制系统中，模拟量输入通道的任务是把系统中检测到的 ，变成 ，经接口送往计算机。 7、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用 、 、 等方法。 8、对于任意的极点配置，L具有唯一解的充分必要条件是 。（反馈控制规律L满足方程：|zI-F+GL|=β(z)）

9、香农采样定理：如果模拟信号（包括噪声干扰在内）频谱的最高频率为fmax，只要按照采样频率 进行采样，那么采样信号y* (t)就能唯一地复观y(t).

10、程序设计通常分为5个步骤，即 、程序设计、编码、 、改进和再设计。 二、选择题(合计15分，每题3分)

1、如图1所示，Vout为8位D/A转换器的双极性输出端，若输入数字量D=11100000（B），基准参考电VREF=5V，则Vout为：（ ） A、4.375V B、-4.375V C、3.75V D、-3.75V 2、对于电动组合仪表DDZ-Ⅲ型采用的标准电动信号是：（ ） A、DC 0~10mA、DC0~20V；B、DC4~20mA、 DC1~5V C、DC 0~10mA 、DC1~5V ；D、DC4~20mA、DC0~20V

3、某一个输入电路，其共模干扰电压Ucm=100，Ucm转换成串模干扰压为Un=10，则该电路的CMRR(常用共模抑制比)为：（ ）

A、20 B、10 C、200 D、100

4、q=20mV时，量化误差为±10mV，0.990~1.009V范围内的采样值，其量化结果都是：（ ） A、2 B、1 C、100 D、50 5、软件抗干扰技术包括：（ ）

①数字滤波技术、②开关量的软件抗干扰技术、③指令冗余技术、④软件陷阱 A、①②③ B、②③④ C、①②④ D、①②③④

()三、名词解释(合计30分，每题6分)

信号调理 有源I/V变换 积分分离 模糊集合 软件陷阱 四、简答题(合计20分，每题5分)

1、什么叫共模干扰，其抑制方法有哪些？ 2、在计算机控制系统中，一般有哪几种地线？ 3、简述逐点比较法插补

4、设加工第二象限直线OA，起点为O（0，0），终点坐标为A（-4，6），试用直线插补法在图（2）上做出走步轨迹图（标明方向）。 填空题

1、实时系统、实时系统 2、连续过程、离散过程、批量过程 3、集散控制系统、现场总线控制系统 4、网络化、智能化

5、输出锁存器、输出驱动电路 6、模拟信号、二进制数字信号 7、看门狗、电源监控（掉电检测及保护）、复位 8、被控对象完全能控 9、f≥2fmax 10、问题定义、调试 选择题

C B A D D 名词解释

1、信号调理：为了将外部开关量信号输入到计算机、必须将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号，这些功能称为信号调理。

2、有源I/V变换：主要是利用有源器件运算放大器、电阻来实现将变送器输出的标准电流信号变换成标电压信号。 3、积分分离：在PID控制中，为了提高控制性能，当偏差e(k)较大时，取消积分作用（采用PD控制）；当偏差e(k)较小时才将积分作用投入（采用PID控制）。

4、模糊集合：在人类思维中，有许多模糊的概念，如大、小、冷、热等，都没有明确的内涵和外延的集合。

5、软件陷阱：就是一条引导指令，强行将捕获的程序引向一个指定的地址，在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。 简答题

1、 共模干扰也称共态干扰，是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。抑制方法有：变压器隔离、光电隔离、浮地隔离、采用仪表

放大器提高共模抑制比。

A(4,6)2、 模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地五种。

3、 刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看点在给定轨迹的上方或下方，或是给定轨迹的

里面或外面，从而决定下一步的进给方向。如果原来在给定轨迹的下方，下一步就向给定轨迹的上方走，如果原来在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走??如此，走一步、看一看，比较一次，决定下一步走向，以便逼近给定轨迹，即形成逐点比较插补。 4、移动平均值滤波

0数据存放方式可以采用环形队列结构来实现。设环形队列地址为40H~4FH共16个单元，用R0作队尾指示，其程序

流程图如图所示。程序清单如下所列。(猜可能会考的编程题目：计算机控制) FLT30:ACALL INPUTA FLT32:SWAP A MOV @R0,A XCH A,R3 INC R0 SWAP A MOV A,R0 ADD A,#80H ANL A,#4FH ANL A,#0FH MOV R0,A ADDC A,R3 MOV R1,#40F RET MOV R2,#00H MOV R3,#00H FLT31:MOV A,@R1 ADD A,R3 MOV R3,A CLR A ADDC A,R2 MOV R2,A INC R1

CJNE T1,#50H,FLT31

1．闭环控制系统是使被控量有较高的 精度 。

2．控制系统常常按其开环传送函数中所含 积分 环节个数来分类，分为“0”型，“I”型系统等。 3．在一个闭环系统里，不同输入与输出之间的传递函数分母 相同 。

4．控制系统开环对数频率特性中的截止频率?c的大小通常反映系统的 快速性，而相位裕度?M反映了系统运动的 。 5．系统的稳态误差与 运动平稳度 有关。

6．在计算机控制系统中存在有五种信号形式变换，其中 等三种信号变换最重要。 7．若已给闭环系统的自然频率为?n，经验上，采样频率?s应取为 。

8．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入 。 9．平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出y(k)? 。

1．已知闭环系统如图1所示， 试问：1）若R(s)为单位斜坡函数时，其稳态误差为多少？2）若N(s)为单位阶跃函数时，其稳态误差为多少？3）R(s)、 N(s)同时作用时，总误差为多少？（不必进行具体计算）

2．已知A点信号如图2所示，试画出B点、C点的信号图形，设采样周期T=?/2。

2?3T r(tG(z） 1/s e(k)0.2/21/22-1/21/s T z?1?2?323u(k)c*0.6/2z?11.4/2（6分）（4分）-0.6/20.4/2

2x(t)TA?1BZOHCo2?t图 23．计算机控制系统在选择A／D变换器时应注意哪几项指标？这些性能指标应根据什么原则选取？

z4．已知如下两种串联环节，试写出其输出与输入之间的传递函数G(z)。（已知 Z[1/s]=。Z[1/s2]=Tz/(z-1)2）

(z?1)5．已知x(t)=(0.5+5sin3t)采样周期T=2?/3，试求采样信号x*(t)。 x(t)c(t)五、（13分）若已知计算机控制系统结构如图6所示1）试确定使系统稳定的K的范围；2）若将该系统改为连续系统（即取消采样开关及ZOH），试问使系统稳定的K值范围。3）所得结果说明了什么问题？[注：已知Z[a/s(s+a)]=z(1-e-aT)/(z-1)(z- e-aT) ] CU(s)六、（15分）数字惯性滤波器是RC模拟滤波器数字化， Gf(s)B??1/(Tfs?1)，Tf=RC。1）试用一阶向后差分法将其离散化，求Gf(z)；

E(s)2）将该Gf(z)用直接程序实现法编排实现，写出u(k)表达式，画出实现框图；3）将该算法分成算法I及算法II，并画出程序流程图。 1．精度；2．积分；3．相同；1m 4．快速性；5．运动平稳性； 6．系统本身特性；外作用；7．采样、量化、零阶保持器；8．(4~10)?n；9．调理电路； 10．?y(i) m i0?；1 0．1 二、简答题1． 0．1；tto o2?2???2． 3．（1）精度：应高于传感器的精度一个数量级；（2分）

（2）分辨率：即字长，应根据测试信号的动态范围确定；（2分） （3）转换速率：根据系统的频带或信号的变化频率。 （2分） Tz?1?4．（1）G(z)?Z?s2??(z?1)2 ， （3分）

??1???1? zzz2（2）G(z)?Z（3分）

?s??Z?s??(z?1)?(z?1)?(z?1)2，????? ??2?*5．x(t)??x(k)?(t?kT)??[0.5?5sin(3?k)]?(t?kT)??0.5?(t?kT)

3k?0k?0k?0 10o?1三、（12分） 1）K?10，Kv?1/K?0.1； 2）?c?10； 3）G(s)?，故?(?c)??90?tg10T

s(Ts?1)??M?180o?90o?tg?110T （4分）

四、1）“分子分母系数除以2，并加入1/2的限幅和乘以2”的结果为4分；2）“加入2-3的限幅及乘以23”的结果为6分。 ?1?e?sT1??1?0.632K?1?K(1?z)Z?五G(z)?K?Z??(z)?1?G(z)?z?0.368?0.632K?0 ???s?1? ?s(s?1)?(z?0.368)?s要求：|z|?|0.368?0.632K|?1。(0.368?0.632K)??1， ?K?2.16。(0.368?0.632K)?1， ?K??1。取 K?0（由于系统均为负反馈），所以 0?K?2.16 2）该系统为一阶系统，K?0均稳定；

采样e(k)3）表明系统变为采样系统后系统的稳定性降低。 11TT算法 I???六、Gf(z)?

TTs?（2分）?z?1Tf(1?z?1)?T(Tf?T)?Tfz?1 D/A输出ffT /(?1Ts)?1?z?11T?T1??1f ?， 2）u(k)?T?u(k?1)?(1?T?)e(k)，（2分） T??1TTu(k)?u(k?1)1?T?zf ?1u(k)1?ze(k)3）I： u(k)?(1?T?)e(k)?u1 II：u1?T?u(k?1) 1?T?(Tf?T)算法 II ?1z （3分）T?返回1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ ）转换。

A．A/D转换器 B．双向可控硅 C．D/A转换器 D．光电隔离器

2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ ）器件完成控制量的切换工作。 A．锁存器锁存 B．多路开关 C．A/D转换器转换 D．反多路开关 3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值 （ ）。 A． 比较小 B．比较大 C．取零值 D．取负值

4. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至 （ ）。 A． 阳极 B． 阴极 C．阴极或阳极 D．先送阴极再送阳极

5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（ ）实现的。 A．改变定子的通电方向和通电占空比 B．改变转子的通电方向和通电占空比 C．改变定子的通电电压幅值 D．改变转子的通电电压幅值 6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（ ）

A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机; B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 ; D．SCC计算机与控制无关 7. 键盘锁定技术可以通过（ ）实现。

A．设置标志位 B．控制键值锁存器的选通信号 C．A和B都行 D．定时读键值

8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（ ）。 A．0．3 伏以下 B．0．7伏以上 C．-3伏以下 D．+3伏以上

9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（ ）提高信/躁比。 A．只能通过模拟滤波电路 B.只能通过数字滤波程序

C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（ ）。 A．步进电机可以直接接受数字量 B．步进电机可以直接接受模拟量

C．步进电机可实现转角和直线定位 D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动

1. 香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线 实际曲线。所以，为了提高控制精度，应尽可能 。 2. 在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出相对于下列各模拟量所对应的数字量：模拟量为5V时，所对应的数字量为 H。 模拟量为0V时，所对应的数字量为 H。 模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为 H。 3. 在三相步进电机系统中，为了提高控制力矩，常常采用 方法来实现。 4. 操作指导系统对____________________________________________更适宜。

5. 某微型机采样系统中，CD4051的INH端接+5V，控制端C、B、A接地时，选通 通道。 6. LCD的多极驱动方式是指 驱动方式，目的在于 。

7. 在PID调节系统中，比例系数KP的确定比微分系数KI和积分系数KD更重要，因为它关系到_______。 8. 某仪器受体积限制只允许设置8个功能键，但却要求有十六种功能，可以采用 的办法解决。 9. 和PID调节一样，模糊控制器的最大优点是 。

10. SPI总线与I2C总线的主要区别是____________和_____________。

三、 1. 在显示系统中，若为动态显示，需将待显示数变成显示码才能输出到显示器 进行显示。若在显示电路中增加一级锁存器，则可直接将待显示数输出到显示器进行显示。（ ）

2. DAC0832是常用的8位D/A转换器，内部设有两级缓冲器，目的是使转换数椐得到充分缓冲，确保转换精度。（ ） 3. 由于各种传感器提供的电压信号范围很宽，需要通过可编程增益放大器，对信号进行调整，使A/D转换器满量程信号达到均一化。（ ）

4. 某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理，发现总有一些杂波无法滤掉，原因是采样时间间隔太大（ ）。

5. 在工业过程控制系统中，由于被控对象所处环境复杂，常使采样值偏离实际值。所以一般要加入滤波环节，且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用。（ ）

四、1.（本题 5 分）简要说明多路开关的主要特点。

2. PID调节系统中，微分调节起何作用？为什麽在有些系统中采用不完全微分算式，它与常规算式有哪些区别？ 3.（本题 5分）PWM控制意味着什么？它有什么作用？微型机控制系统中是怎样实现的？ 4.（本题 5分）说明算术平均滤波、加权平均滤波和滑动平均滤波之间的区别以及各自的用途。 五、设计题（本题共 1 小题，共 20 分）

设A/D转换电路如图1所示， （1）说明图中A/D转换方式。（3分） （2）写出图中8255A的地址。（4分） （3）画出实现该A/D转换的流程图。（5分） （4）编写完成A/D转换的程序。（8分）

六、设计题（本题共 1 小题，共 20? 分） 已知电机控制系统如图2所示，图中LD为马达运行指示灯（不运行时熄灭）。（1）说明图中芯片4N25的作用（2分）（2）说明图中电机的控制原理（4分）（3）画出电动机控制程序流程图（4分）（4）根据流程图编写电机控制程序（设8255的地址为8000—8003H）（8分）（5）图中有否需要改动的地方？原因是什

一、选择题1．A 2. D 3. A 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. D 10. B

二、填空题1. 越接近，提高采样频率 2. 3FFH，200H，100H。3. 双三拍。4. 未模清控制规律的系统（或不需要控制的）。5. 无。6. 多个背极，该段能否显示。7. 因为Kp不但与本身有关，而且还和Kd\\Ki有关。8. 双功能键 。9. 不要求数学模型。10. SPI有三条线，而I2C只有两条 I2C的总线是双向的。

三、判断题1. 答：╳，不能。2. 答：∨ 。3. 答：∨。4. 答：╳，原因是两次采样的变化量△Y太大。5. 答：∨ 四、简答题1. 答：半导体多路开关的特点是：（答5条即可） （1）采用标准的双列直插式结构，尺寸小，便于安排； （2）直接与TTL（或CMOS）电平相兼容； （3）内部带有通道选择译码器，使用方便； （4）可采用正或负双极性输入； （5）转换速度快，通常其导通或关断时间在1ms左右，有些产品已达到几十到几百纳秒（ns）； （6）寿命长，无机械磨损； （7）接通电阻低，一般小于100W，有的可达几欧姆； （8）断开电阻高，通常达109W以上。

2. 答：微分的作用是加快调整速度。由于微分只存在于瞬间，因而有时会使系统产生震荡，而使调节品质下降。为了避免震荡，在一些系统中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫减弱，以避免由于微分突然下降到0而产生震荡。

3. 答：PWM是脉冲宽度调速系统，它用来控制马达的转速和方向。其方法是通过改变对电机的通电时间达到调整电机转速的目的。具体作法是，首先根据电机转速的要求，确定占空比，即通电时间与通电周期之比，再按照通、断电时间送出

控制模型，使电机按要求的转速运转。方向是通过改变4个开关的通电状态来实现的。

4. 答：算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；可用于任何场合，如压力、流量等。加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；这种滤波主要用于那些想突出采样的某些部分的场合。而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。此滤波主要用于实时性要求比较快的场合。

五、设计题答：（1）图中A/D转换为查询方式（3分） （2）写出图中8255A的地址 G1 G2A G2B C B A

P2.7 P2.6P2.5 0 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 1 1 1 0 1 1 0 X X

Y6所以,8255A的地址是:F800H—FB00H(或:F8FFH—6BFFH) （3）画出实现该A/D转换的流程图如下（5分） A/D转换程序（8分）

START：MOV A，#82H ；8255初始化 2分 MOV DPTR，#0FB00H MOVX @DPTR.，A

MOV A，#09H ；启动A/D 2分 MOVX @DPTR.，A MOV DPTR，#0F900H

LOOP：MOV DPTR，#0FA00H

MOVX A， @DPTR ；判断转换是否结束 2分 ANL A，#01H JZ，LOOP DEC DPH

MOVX A，@DPTR ；读A/D转换结果 2分 END START

六、设计题答：（1）芯片4N25用来隔离（2分） （2）说明图中电机的控制原理（4分）

图中，开关K0—K7为给定值，用来给定马达的转速，V=Vmax╳N/256，开关K用来控制停止（0）/启动（1）。当PC4输出为1时，光电隔离器导通，发光二极管亮，光敏三极管导通，马达开始转动。通过转动N，再停止N脉冲宽度调制技术，即可控制马达的速度。

（3）画出电动机控制程序流程图（4分） （4）根据流程图编写电机控制程序（8分）

MAIN：MOV A，#81H ；8255初始化 2分 MOV DPTR，#8003H MOVX @DPTR.，A

LOOP：MOV DPTR，#8002H

MOVX A， @DPTR ；判断是否停止马达 2分 ANL A，#02H JZ，STOP

START：MOV A，#90H ；启动马达，指示灯亮 2分 （MOV DPTR，#8002H） MOVX @DPTR.，A AJMP LOOP

STOP：MOV A，#00H ；停止马达，指示灯灭 2分 （MOV DPTR，#8002H） MOVX @DPTR.，A AJMP LOOP

（5）图中4N25发光三极管的电源应单独供电？（2分）

一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）

1. 防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是（ A）。

A．可以用硬件电路或软件程序实现 B．只能用滤波电路或双稳态电路实现 C．只能用软件程序实现 D．只能用延时程序实现

2. LCD显示的关键技术是解决驱动问题，正确的作法是（D ）。 A．采用固定的交流电压驱动 B．采用直流电压驱动 C．采用交变电压驱动 D．采用固定的交变电压驱动 3. 小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是（B ）

A．改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向 B．改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向 C．在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向 D．在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向 4. 在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（ D）。 A．采用增量型PID调节 B．采用带死区的PID调节 C．采用PI调节 D．采用I D调节

5. 若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统，使最高位发光其余位不发光的报警模型是（A）。 A．1000B B．0001B C．1111B D．0000B

6. 关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的说法是（D ）。

A. EOC呈高电平，说明转换已经结束 B. EOC呈高电平，可以向CPU申请中断

C. EOC呈高电平，表明数据输出锁存器已被选通 D. EOC呈低电平，处于转换过程中 7. 采样/保持器的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V,输出端为（A ）。 A．从2.3V变至2.6V B．从2.3V变至2.45V并维持不变 C．维持在2.3V D．快速升至2.6V并维持不变

8. 计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B ） A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 D．SCC计算机与控制无关 9. 键盘锁定技术可以通过（ C）实现。 A．设置标志位 B．控制键值锁存器的选通信号 C．A和B都行 D．定时读键值 10．引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中,不正确的是（D ）。 A．偏差的正、负决定调节作用的方向 B．偏差的大、小决定调节作用的强、弱 C．偏差为零，调节作用为零 D．偏差太大，调节失效 二、填空题（本题共 15 个空，每空 1 分，共 15 分） 1．DDC系统的最大优点是____。_用一台计算机控制多个回路_ 2．采样/保持器有两种工作方式。在采样方式中，采样-保持器的输出_______。在保持状态时，采样-保持器的输出______。 跟随输入变化 保持不变 3．在PID控制系统中， I的作用主要是__，它一般不单独使用的原因是____。消除静差 速度不变 4．在数据采集系统中，只使用一个S/H和A/D构成的系统称之为 ________________________________系统，而只使用 多个S/H和一个A/D构成的系统称之为 _______系统，。分时采样，分时转换 同时采样，分时转换 5．在微型机控制系统中，键盘处理程序由两部分组成，其一是计算键值，其二则是，_____。根据键值转移到键功能入口地址 6．当LF198采样/保持器的逻辑端输入低电平时，输入电平从3.25伏下滑到2.70伏，此时输出端电平为 伏。3.25V 7．“模糊”一词的英文写法是______________，这种控制方法的最大优点是______________。Fuzzy 不需要数学模型 8．积分分离PID与变速积分PID的根本区别是___________________________。前者是对积分是开关量，后者则是线性的 9．计算机监督系统与计算机直接控制系统的根本区别是,前一种系统具有两级计算机，其中监督计算机的作用是按？计算？ 送到DDC计算机。描述生产过程的数学模型 最佳给定值 10．线性插值法最根本的问题是___________。用直线代替曲线 三、判断题 1．在计算机控制系统中，常常需要设计报警电路，无论在什麽情况下，也不管原因如何，只要略微超限，立即报警。 （ ） 2.多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。（ ） 3．在PID调节系统中，积分I的作用是消除静差，所以积分分离PID不能消除静差（ ）。 4．步进电机之所以能转动，其关键原因是错齿。（ ） 5．A/D转换器的结束信号的连接方式是判断A/D转换方式的主要依据。（ ） 四、简答题（本题共 4 小题，共 20 分） 1.（本题 5 分）多位LED显示器显示方法有哪两种？两种显示都需要解决的问题是什麽？ 怎样解决？ 2.（本题 5分）根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成哪几种A/D工作方式？具体怎样接线？ 3.（本题 5分）手动后援是控制系统中的一个环节，在系统运行时它有何作用？在手动与自动之间进行切换时要求什麽？ 4.（本题 5分）抖动、重键都是键盘设计中经常遇到的问题，用什麽方法可以解决？ 五、设计题（本题共 1 小题，共 20 分） 设某步进电机为A、B、C、D四相。说明图中芯片4N25、达灵顿管T的作用。（2分） 画出此步进电机单四拍、双四拍以 及四相八拍三种控制方式正向 通电顺序图。（6分） （3） A、B、C、D四相分别用PC0---PC3控制，请在下表的空格处填上适当的数。（4分） 步 控 制 位 序 PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 通电状态 控制模型 D C B A 双四拍 1 2 3 4 每一相控制电路如下图所示，已知8255A的端口地址为2060H、2061H 、2062H、2063H， 试用8255A位控方式写出使步进 电机A相、B相、C相和D相通电的程序(只要求正转)。（8分） 六、设计题设某压力报警系统如图所示。图中，开关K0为报警屏蔽开关，K0=0时，系统被屏蔽。开关K1为压力报警开关， K1闭合时，表示报警；开关K1打开时为正常状态。系统正常时，绿色指示灯LD亮,；报警时使红色指示灯HD0亮。并要求 系统能连续工作。写出8255A各口的地址。画出完成上述任务的程序流程图。 编写8255A初始化和控制程序。 （10分） 一、选择题 1．A 2. D 3. B 4. D 5. A 6. D 7. A 8. B 9. C 10. D 二、填空题1. 用一台计算机控制多个回路 2. 跟随输入变化 保持不变 。3. 消除静差 速度不变。4. 分时采样，分时转换 同时采样，分时转换。5. 根据键值转移到键功能入口地址。6. 3.25V。7. Fuzzy 不需要数学模型。8. 前者是对积分是开关量，后者则是线性的 。9. 描述生产过程的数学模型 最佳给定值。10. 用直线代替曲线

三、判断题1. ：╳，有时为了减少报警次数，可设置上、下报警限。2. ：∨。3. ：╳,积分分离也能消除静差。4. 答：∨。5. 答：∨ 。 四、简答题1. 答：一种是动态显示，另一种是静态显示。两种显示方式都需要解决的问题是将待显示的字符变成LED显示码，即译码。可以用硬件译码器实现，也可以用软件程序完成。 2. 答：根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成的工作方式有： ①查询方式：EOC接一根口线。 ②中断方式：EOC接中断申请线INT0或INT1。 ③延时等待方式

3. 答：手动后援是控制系统中的一个环节，对于连续工作的系统，当自动调节出现问题时，可暂时用手动的办法维持工作，待问题解决后，再恢复自动控制，保证工作的连续性。在手动与自动之间进行切换时要求尽量平稳，最好是无扰动切换。 4. 答：抖动是键盘工作中的常见现象，它将影响计算机对按键的查询工作的准确性。 常采用的防抖措施有：① 软件延时程序（一般为10--20毫秒）。 ② 硬件防抖电路：双稳态电路及滤波电路。

五、设计题答：1、图中光电隔离器4N25的作用有两个，隔离和耦合。（2分） 2．（1）单四拍：

（2）双四拍

（3）四相八拍

3．若A、B、C、D四相分别用PC0---PC3控制，请在下表的空格 处填上适当的数。（4分） 步 控 制 位 序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 通电状态 控制模型 D C B A 双四拍 1 1 1 A、B通电 03H 2 1 1 B、C通电 06H 3 1 1 C、D通电 0CH 4 1 1 D、A通电 09H 1. （8分） ORG 2000H

START：MOV A，80H ；8255初始化 MOV DPTR，#2063H MOVX @DPTR,A

MOV A,#01H ；A相通电 MOVX @DPTR,A

MOV A,#03H ；B相通电 MOVX @DPTR,A

MOV A,#05H ；C相通电 MOVX @DPTR,A

MOV A,#07H ；D相通电 MOVX @DPTR,A

六、设计题答：（1）写出8255A各口的地址。 （4分） G1 G2A G2B C B A

P2.7 P2.6P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A7 。。。 A1 A0 1 0 0 1 1 0 1 0 X X

Y2 所以，8255的地址为9A00—9A03H（或9AFC—9AFFH） （2）画出完成上述任务的程序流程图。 （6分）

（3）编写8255A初始化和控制程序。 （10分） ANL A，#10H START：MOV A，#90H ；8255初始化 （ 2分） JZ L、HD MOV DPTR，#9A03H LD： MOV A，#0FH ；LD亮 MOVX @DPTR,A MOV DPTR，#9A03H LOOP：MOV DPTR，#9A00H MOVX @DPTR,A MOVX A， @DPTR ；判断报警是否屏蔽 （ 2分） AJMP LOOP MOV R0,A HD： MOV A，#01H ；LD亮 ANL A，#01H MOV DPTR，#9A03H JZ LD MOVX @DPTR,A MOV A，R0 ；判断K1是否报警 （ 2分） AJMP LOOP

微型计算机控制技术试卷C

一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）

1. DAC0832的VREF接-5V，IOUT1接运算放大器异名端，输入为1000000B ，输出为（ ）。 A. +5V B. +2.5V C. -5V D. -2.5V

2. 采用ADC0809构成模拟量输入通道,ADC0809在其中起（ ）作用。 A. 模拟量到数字量的转换 B. 数字量到模拟量的转换

C. 模拟量到数字量的转换和采样/保持器 D. 模拟量到数字量的转换和多路开关 3. 系统采用程序判断滤波，实验发现总有一些杂波残留，原因是（ ）。

A.取样次数太少 B.△Y取值太大 C.△Y取值太小 D.相邻两次采样值间的差小于△Y

4. 当键盘与单片机间通过INT0中断方式接口时，中断服务程序的入口地址是2040H，只有（ ）才能正常工作。A．把2040H存入0003H B．把2040H存入000BH

C．把AJMP 2040H的机器码存入0003H D．把AJMP 2040H的机器码存入000BH 5. 在PID调节系统中，若想增强微分作用，正确的作法是（ ）。

A．加大系数TI B．加大系数KP C．加大系数KI D．加大系数T 6. 在计算机控制系统中，T的确定十分重要，原因是（ ）。 A．T太大，系统精度不够 B．T太大，积分作用过强 C．T太小，微分作用太强 D．T太小，积分作用过弱 7. 在计算机交流电机控制系统中，需要解决的问题是（ ）。 A．将交流变成直流后并放大 B．将直流变成交流后并放大

C．设单向开关，使直流电通过并放大 D．设双向开关，使交流电通过并放大 8. 在微型机控制系统中的模拟量输出通道中,最关键的器件是( )。 A．多路开关 B. 光电隔离器 C．A/D转换器 D．D/A转换器 9. 若系统中采样保持器的保持电容值比较小，则其（ ）。

A．采样速度快但保持性能差 B．采样速度及保持性能与电容值无关 C．采样速度慢但保持性能好 D．采样速度及保持性能只与电压有关 10．RS—232C的电气特性规定使用 ( )。 A．TTL电平 B．CMOS电平 C．正逻辑电平 D．逻辑电平 二、填空题

2分） 2分）（ （

1．采样/保持器具有两种工作方式，它们是 和_____________。

2．CD4051是________路________向多路开关，当其INH端接_____伏时，芯片被选通。

3．在计算机控制系统中，采样周期T的确定很重要，因为它关系到______,T太大_________。

4．某微型机系统中，控制回路多，数据处理任务较重，对键盘的实时性要求也比较高，设计时应采用 _____ 方式完成键盘与主机的接口。 5.步进电机的步距角指 _________,齿距角指______________________。

6．3相（A、B、C）步进电机有3种通电方式，它们是 ， 和 。

7．非线性参数的标度变换没有固定公式可寻，因此处理起来比较困难。但我们可以通过 的办法将其分部化为线性问题来处理。 8．标度变换的目的就是___________________________。 三、简答题（本题共 4 小题，共 24 分）

1.（本题 6 分）说明动态显示与静态显示的的特点及各自的用途。

2.（本题 6分）画图说明小功率直流电机双向控制原理，并说明如何实现正、反控制。 3.（本题 6分）平均滤波有几种？并说明各自的特点。

4.（本题 6分）在微型机控制系统中，如何将非线性参数线性化？ 四、说明题（本题共 1 小题，共 10 分，画图5分，说明5分） 画图说明分时采样和分时转换的工作原理和特点。 五、设计题（本题共 1 小题，共 16 分）

图中画出CD4051的引脚图，要求利用该芯片进行扩展，设计成一个16路多路开关。要求：1.完成硬件设计（8分）2.在图中标出16路的排序号（4分）3.分析通道5和通道10的通道地址（要求过程）（4分）

六、设计题（本题共 1 小题，共 20 分）

用微型机控制的D/A转换电路，如下图所示，试回答下列问题：说明图中DAC0832采用的是哪一种控制方式？并说明PC1和PC0的作用分别是什麽？（4分） 确定8255A端口地址（4分） 画出完成D/A转换的程序流程图？ （4分） （4）已知待转换的数据存于DATA单元中，用汇编语言编写出完成上述D/A转换的程序。（8分）

一、选择题1．B 2. A 3. B 4. C 5. B 6. A 7. D 8. D 9. A 10. D

二、填空题1. 采样 保持。2. 8 双 0伏。3. 采样精度 精度差。4. 中断。5. 通电一次转过的角度 转子上两齿间的角 。6. 单三拍，双三拍，三相六拍

（或A→B→C，AB→BC→CA，A→AB→B→BC→C→CA）

7. 线性插值法 8. 把数字量转换成人们所熟悉的十进制工程量消除静差 三、简答题（本题共4小题，每小题6分，共24分）

1. 答：动态显示是每一时刻只有一位在显示，而且按照一定的周期循环显示，由于循环周期比较快，所以人眼看到的仍然是一个多位同时显示。静态显示是各位一起显示。动态显示用于仿真器，而静态显示则用于工业过程控制和智能化仪表。 2. 答：小功率直流电机双向控制原理图，如下所示： 图中，当SW1和SW4闭合时，马达正转；当SW2和SW3闭合时，马达反转；当SW1和SW3或SW2和SW4闭合时，马达刹车；当SW1、SW3、SW2和SW4都断开时，马达滑行。

3. 答：平均滤波有三种：算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波。算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。

4. 答：经实验得出正确的参数曲线，根据精度要求取点，精度要求高处多取点，其他地方少取点，相临两点连线，用直线代替曲线，在保证精度的前提下实现非线性参数分段线性化。 四、说明题（本题共1小题，共10分，画图5分，说明5分）

答：分时采样和分时转换的工作原理如下图所示：（10分，画图5分，说明5分）

在这一系统中，被测参数经多路开关一个一个地被切换到S/H和A/D转换器进行转换。由于各参数是串行输入的，所以转换时间比较长。但它的最大的优点是节省硬件开销。这是目前微型机系统中应用最多的一种模拟量输入通道结构形式。

五、设计题（本题共1小题，共16分） 答：1、设计如图所示。 2．通道顺序已标在设计图中。（8分） 3 . A3 A2 A1 A0 （4分） 0 1 0 0 五通道地址 1 0 1 1 十二通道地址

六、设计题（本题共1小题，共16分）

1．图中DAC0832采用的是双缓冲控制方式，其输出单极性形电压。PC1控制第一级缓冲，PC0控制第二级缓冲。（4分）

2．G1 G2A G2B C B A （4分）

P2.7 P2.6P2.5 0 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 0 1 1 0 0 1 1 X X

Y3所以,8255A的地址是:6C00H—6F00H(或:6CFFH—6FFFH 3．（4分）

4．编程 （8分）

MOV A，# 80H ；8255初始化 2分 MOV DPTR,#6F00H ； MOVX @DPTR,A ；

MOV A，DATA ；取出待转换的数 2分 MOV DPTR,#6C00H ；将数送到8255A口 MOVX @DPTR,A ；

MOV A，# 02H ；PC1=1 2分

MOV DPTR,#6F00H ；

MOVX @DPTR,A ；将数送到D/A第一级缓冲器 MOV A，# 01H ；PC0=1 2分 MOVX @DPTR,A ；进行D/A转换

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