1、1计算机控制技术练习题（附答案）一、填空题（每空 2 分，共 20 分）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 ()= 。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
2、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、选择题(每题 2 分，共 10 分)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
3、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、简答题（每小题 5 分，共 20 分）1图 1 为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。2图 12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。 四、 （10 分）已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=n2/s(s+2n)实测求得单位阶跃响应的%=4.3% ，t s=2
4、.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 01000，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 所示图 21）试写出系统闭环传递函数?)z(RC2）若 K=2,试求使系统稳定的 T 取值范围。（已知 Z1/s2=Tz/(z-1)2）七、 （20 分）已知调节器传递函数为， T=0.5 秒)(2.0()1)sEUsGciQHiQ-T s
5、eT1)(tc0.5/SK G0(s)Gh(s)Gc(s)TT TE(z) U(z)R(z)(zC(z)R(s)31）试用一阶向后差分变换法，将其离散，求 Gc(z)=？2）将 Gc(z)用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。计算机控制技术试题(3)评分标准（参考） 一、填空题（每空 2 分，共 20 分）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； 810 n；9串模干扰；10调理电路。二、选择题(每空 2 分，共 10 分）1A；2A；3B
6、；4B；5 B。 三、简答题（每小题 5 分，共 20 分）1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。21) 零型系统；2) 0.1=1/(1+K) K=93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 ，为使其采样信号不失真，采max样频率 ；若不满足采样定理，一个高频信号将会变成低频信号。max2s四、 （10 分）1） （3 分）22)(ns2） ， （4 分）043.%21/e70.， （3 分）5.3
7、nst sradn/82.1评分：由于 计算有误，使 n 计算有误，可给 1 分。五、 （10 分）1） ， 故 =3.9 ；（5 分）/)10(28o2） ， 故 （5 分）9.3/5n 72lg/.18lno4评分：于 计算有误导致第 2 问有误，但计算方法正确，可给 3 分。六、 （10 分）1） )1(5.0)(1(5.0.1)( 2 zKTzKseZKzGT).()(z2） ， ，05.1)(KTz 2K01)(Tz要求 ，|1)(T， T01评分：1）每小问各为 5 分2) 若因 有错，导致 T 有错，但求 T 方法正确，可得 3 分；)(z3) 求 方法正确，但计算有误，可得 3
8、 分。七、 （20 分）1）S=(1-z -1)/T GC(z)=(1.5-z-1)/(1.1-z-1)(9.01(673. zEUz2） ；)1(67.0)(3.1)(9.0)( keku3） I： 6ueII： u1=0.9u(k)-0.91e(k)评分：1）第 1 小题 10 分，其余两小题各 5 分；2）由于第 1 小题计算有误，使第 2、3 小题有误，但方法正确，可给 5 分；3）在第 2 小题中，若采用减小延迟方法绘结构图时亦算正确。微型计算机控制技术试卷 A采 样 )(ke计 算 ID/A输 出算 法 II返 回1.360.9 -0.91-1z)(ku)kekm)(5一、选择题（
9、本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）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。AA/D 转换器 B双向可控硅CD/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CA/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
10、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DSCC 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CA 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（ ） 。A03 伏以
11、下 B07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、逆时针转动二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分） 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 。62. 在10位 A/
12、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
13、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、判断题（正确，在括号内划，错误，在括号内划，并改正（只对错误部分进行改正即可） （本题共5小题，共10分）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
14、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、简答题（本题共4小题，共20分）1.（本题5分）简要说明多路开关的主要特点。2.（本题5分）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
15、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）7六、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）
16、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？原因是什麽？（2分）参考答案一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）1A 2. D 3. A 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. D 10. B二、填空题（本题共 15 个空，每空1分，共15分）1. 越接近，提高采样频率 2. 3FFH，200H，100H3. 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 KdKi 有关 8. 双功能键9. 不要求数学模型 10.
17、SPI 有三条线，而 I2C 只有两条 I2C 的总线是双向的三、判断题（正确，在括号内划，错误，在括号内划，并改正（只对错误部分进行改8正即可） （本题共5小题，每小题2分，共10分）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（本题共4小题，每小题5分，共20分）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
18、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
19、，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（本题共1小题，共20分）1.答：（1）图中 A/D 转换为查询方式（3分）（2）写出图中8255A 的地址。 （4分）G1 G2A G2B C B AP2.7 P2.6 P2.5 0
20、P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.01 1 1 0 1 1 0 X XY6所以,8255A 的地址是:F800HFB00H(或:F8FFH6BFFH)（3）画出实现该 A/D 转换的流程图如下（5分）9A/D 转换程序（8分）START：MOV A，#82H ；8255初始化 2分MOV DPTR，#0FB00HMOVX DPTR.，AMOV A，#09H ；启动 A/D 2分 MOVX DPTR.，AMOV DPTR，#0F900HLOOP：MOV DPTR，#0FA00HMOVX A， DPTR ；判断转换是否结束 2分ANL A，#01HJZ，LOOPDEC DPHMOVX
21、A，DPTR ；读 A/D 转换结果 2分END START六、设计题（本题共1小题，共20分）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 K0K7为给定值，用来给定马达的转速，V=VmaxN/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）10（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，#8003
22、HMOVX DPTR.，ALOOP：MOV DPTR，#8002HMOVX A， DPTR ；判断是否停止马达 2分 ANL A，#02HJZ，STOPSTART：MOV A，#90H ；启动马达，指示灯亮 2分 （MOV DPTR，#8002H）MOVX DPTR.，AAJMP LOOPSTOP：MOV A，#00H ；停止马达，指示灯灭 2分 （MOV DPTR，#8002H）MOVX DPTR.，AAJMP LOOP（5）图中4N25发光三极管的电源应单独供电？（2分微型计算机控制技术试卷 B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（ ） 。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（ ）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（ ） 。
