计算机控制技术(于海生著)_复习题.doc

1、计算机控制技术复习第一章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

2、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

3、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-4

4、22A 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？P306.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。P328.什么是香农采样定理？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地复观.9.什么是量化误差？量化过程

5、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,由于量化过程是一个小数归整过程,因而存在量化误差,量化误差为(+_1/2)q.10.什么是孔径时间和孔径误差？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.11.采样保持器的工作原理？P41INV1A2图HCOUTVSINt 2-8采 样 保 持 器 路电理原)a( 性波作工)b(采 样 保 持12.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。P4513.什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号.高通,低通,带通滤波器.

6、 尖峰型串模干扰民为主要干扰源时,用双积分 A/D 转换器.采用双绞线作信号引线(减少电磁感应)14.什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？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 浮地屏蔽15.什么是长线传输干扰，抑制的方法有哪些？长线传输干扰是指:长线传输受到外界干扰,具有信号延时,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:终端匹配 始端匹配16.计算机控制系统中有哪些类型的地线？有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线PABCP73065432108总 线 STDER/GN12/8VLOGICFU574A10I+

7、15-LF398476+12V-0K+5CH15-V07DSmE4INBAS图 3-198路 2位 A/D转 换 模 板 电 路第三章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。P842.逐点比较法圆弧插补原理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。P873.根据已知的三相步进电机的工作时序图，分析说明其工作方式。A-B-C-A.4.已知三相步进机的转子为 40 个齿，定子为 3 对磁极，试求工作在三相六拍方式时的步距角

8、和齿距角。步距角:360/40/6=1 度齿距角 360/40=9 度第四章1：求惯性环节 的差分方程解：由 有 化成微分方程： 以采样周期离散上述微分方程得即用一阶后项差分近似代替得：1)(sTD)(1sSEUs )()1(sEUsT)()(1teudtT)()(1kTek )()(1keukT代入上式得整理得2.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 P1063.数字 PID 位置式和增量式算法的各自特点是什么？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

9、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,能减小误差 ,但不能消除稳态误差,但 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.Tkut)1()( )()1()1 keukuT)()()(11TTd 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

10、 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

11、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