微机计算机控制技术课后于海生(第2版)习题详解答案

3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

由四部分组成。

图1.1微机控制系统组成框图

(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。

(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。

(4)检测与执行机构

a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。

b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，

在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅元件等进行控制。

6.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图1.2所示。

图1.2操作指导控制系统原理框图

(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。其原理框图如图1.3所示。

图1.3 DDC系统原理框图

(3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统

比DDC 系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC 系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC 系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。SCC 系统的原理框图如图1.4所示。

图1.4 SCC 系统原理框图

SCC 是操作指导控制系统和DDC 系统的综合与发展。 4.简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。

光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成，如图2.1所示。输入电流流过二极管时使其发光，照射到光敏三极管上使其导通，完成信号的光电耦合传送，它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。

图2.1光电耦合器电路图

10.设被测温度变化范围为0o C~1200o C,如果要求误差不超过0.4o C,应选用分辨为多少位的A/D 转换器？

选择依据：124.0120012log ≈???

?

?+≥n

11.设计出8路模拟量采集系统。请画出接口电路原理图，并编写相应的8路模拟量数据采集程序。

本例给出用8031、DAC0809设计的数据采集系统实例。

把采样转换所得的数字量按序存于片内RAM的30H~37H单元中。采样完一遍后

停止采集。其数据采集的初始化程序和中断服务程序如下：

初始化程序：MOV R0，#30H ；设立数据存储区指针

MOV R2，#08H ；设置8路采样计数值

SETB IT0 ；设置外部中断0为边沿触发方式

SETB EA ；CPU开放中断SETB EX0 ；允许外部中断0中断

MOV DPTR，#FEF8H ；送入口地址并指向IN0

LOOP： MOVX @DPTR，A ；启动A/D转换，A的值无意义

HERE： SJMP HERE ；等待中断

中断服务程序：

MOVX A，@DPTR ；读取转换后的数字量

MOV @R0，A ；存入片内RAM单元

INC DPTR ；指向下一模拟通道

INC R0 ；指向下一个数据存储单元

DJNZ R2，INT0 ；8路未转换完，则继续

CLR EA ；已转换完，则关中断

CLR EX0 ；禁止外部中断0中断

RETI ；中断返回

INT0： MOVX @DPTR，A ；再次启动A/D转换

RETI ；中断返回

13.采用DAC0832和PC 总线工业控制机接口。请画出接口电路原理图，并编写

产生三角波、梯形波和锯齿波的程序。 本章作业

设计一八路数据采集及其回放系统。要求八路数据巡回检测，存储10组数据，输数据为电压信号（0-5V ），检测精度<1%。CPU 、AD 、DA 可任选。 5.若加工第一象限直线OA ，起点O （0，0），终点A （11，7）。要求： (1)按逐点比较法插补进行列表计算；

(2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

解：由题意可知x e =11,y e =7，F 0=0，我们设置一个总的计数器N xy ,其初值应为

U o

N xy=|7-0|+|11-0|=18，则插补计算过程如表3—1所示。根据插补计算过程表所作出的直线插补走步轨迹图如下图所示。

表3—1

(1)按逐点比较法插补进行列表计算；

(2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。

解：插补计算过程如表3—2所示。终点判别仍采用第二种方法，设一个总的计数器N xy，每走一步便减1操作，当N xy=0时，加工到终点，插补运算结束。下图为插补过程中的走步轨迹。

10

23456

表3—2

和电压波形图。 解：有三种工作方式：

（1）三相单三拍工作方式

各相的通电顺序为A→B→C,各相通电的电压波形如图3.1所示。

图3.1单三拍工作的电压波形图

（2）三相双三拍工作方式

双三拍工作方式各相的通电顺序为AB→BC→CA。各相通电的电压波形如图3.2所示。

图3.2双三拍工作的电压波形图

（3）三相六拍工作方式

在反应式步进电机控制中，把单三拍和双三拍工作方式结合起来，就产生了六拍工作方式，其通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA。各相通电的电压波形如图3.3所示。

图3.3三相六拍工作的电压波形图

3.7.采用8255A作为x轴步进电机和y轴步进电机的控制接口，要求

（1）画出接口电路原理图；

（2）分别列出x轴和y轴步进电机在三相单三拍、三相双三拍和三相六拍工作方式下的输出字表。

电路原理图如图所示

三相单三拍控制方式输出字表

x轴步进电机输出字表y轴步进电机输出字表

存储地址标号低八位输出字存储地址标号高八位输出字ADX100000001=01H ADY100000001=01H ADX200000010=02H ADY200000010=02H ADX300000100=04H ADY300000100=04H

三相双三拍控制方式输出字表

x轴步进电机输出字表y轴步进电机输出字表

存储地址标号低八位输出字存储地址标号高八位输出字ADX100000011=03H ADY100000011=03H ADX200000110=06H ADY200000110=06H ADX300000101=05H ADY300000101=05H

三相六拍控制方式输出字表

x轴步进电机输出字表y轴步进电机输出字表

存储地址标号低八位输出字存储地址标号高八位输出字ADX100000001=01H ADY100000001=01H ADX200000011=03H ADY200000011=03H ADX300000010=02H ADY300000010=02H ADX400000110=06H ADY400000110=06H ADX500000100=04H ADY500000100=04H

ADX6 00000101=05H ADY6

00000101=05H

2.某系统的连续控制器设计为

()s

T s

T s E s U s D 2111)()(++=

=

试用双线形变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器D(Z)。 解： 双线形变换法：把1

1

2+-?

=z z T

s 代入，则 ()()()()2

21121

1

1222221

1211121T T z T T T T-z T T z z T T z z T T |

z D z D z z T s -++++=+-?

++-?+=

=+-?= 前向差分法：把T

z-z 1

=

代入，则 ()()2

2112

1

211111

111T T z T T T z T T

z T T z T s T s T |

s D z D T

z s -+-+=-+-+=

++==-=

后向差分法：把Tz

z s 1-=

代入，则

()()2

2112

1

211111

111T T z T T T z T Tz

z T Tz z T s T s T |

s D z D Tz

z s -+-+=-+-+=

++==-=

4.3 什么是数字PID 位置型控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点。

为了实现微机控制生产过程变量，必须将模拟PID 算式离散化，变为数字PID 算式，为此，在采样周期T 远小于信号变化周期时，作如下近似(T 足够小时，如下逼近相当准确，被控过程与连续系统十分接近)：

T k e k e dt de j e T edt k

j t

)

1()()

(0

--≈≈∑?=

于是有：

)]}1()([)()({)(0

--+

+

=∑=k e k e T T j e T T

k e K k u k

j d

i

p

u(k)是全量值输出，每次的输出值都与执行机构的位置(如控制阀门的开度)一一对应，所以称之为位置型PID 算法。

在这种位置型控制算法中，由于算式中存在累加项，因此输出的控制量u(k)不仅与本次偏差有关，还与过去历次采样偏差有关，使得u(k)产生大幅度变化，这样会引起系统冲击，甚至造成事故。所以实际中当执行机构需要的不是控制量的绝对值，而是其增量时，可以采用增量型PID 算法。当控制系统中的执行器为步进电机、电动调节阀、多圈电位器等具有保持历史位置的功能的这类装置时，一般均采用增量型PID 控制算法。

)]}

2()1(2)([)()]1()({[)(-+--++--=?k e k e k e T T k e T T

k e k e K k u d i p

与位置算法相比，增量型PID 算法有如下优点：

(1)位置型算式每次输出与整个过去状态有关，计算式中要用到过去偏差的累加值，容易产生较大的累积计算误差；而在增量型算式中由于消去了积分项，从而可消除调节器的积分饱和，在精度不足时，计算误差对控制量的影响较小，容易取得较好的控制效果。

(2)为实现手动——自动无扰切换，在切换瞬时，计算机的输出值应设置为原始阀门开度u 0，若采用增量型算法，其输出对应于阀门位置的变化部分，即算式中不出现u 0项，所以易于实现从手动到自动的无扰动切换。

(3)采用增量型算法时所用的执行器本身都具有寄存作用，所以即使计算机发生故障，执行器仍能保持在原位，不会对生产造成恶劣影响。

4.4 .已知模拟调节器的传递函数为

()s .s D 1701+=

试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s 。

()()()s

.s

.s E s U s D 085011701++=

=

则()()()()s SE .s E s SU .s U 1700850+=+

()()()()

t de .t e t du .t u 1700850+=+∴

()()()()()()k e k e .k e k u k u .k u 11701085

0--+=--+∴ 把T=0.2S 代入得

()()()()15354142504251k-e .k e .k u .k u .-=--

位置型()()()()12982.014561.21579.3-+--=k u k e k e k u

增量型()()()()()()17018.014561.21579.31----=--=?k u k e k e k u k u k u

（补充题）已知模拟调节器的传递函数为

()s

.s

.s D 08501701+=

试写出相应数字控制器的位置型PID 算法和增量型PID 控制算式，设采样周期T=0.2s 。 解：因为())1

1(17011208501701s T s

T K s .s .s .s D d i p ++=+=+=

）（ 所以07.102===d i p T T K ，，。 故位置型PID 控制器

∑∑∑===+=???

???+=?

??

???--++=k i k i D k i I P i e k e i e k e T k e k e T i e T T k e K k u 0

00)

(7.10.40)(2)(7.10.20)(2)1()()()()( 故增量型PID 控制器

[][][])

1(2)(35.4)1()

(7

.10.4

0)1()(2)1()2()1(2)()()1()()1()

()1()(--+-≈+--+-=-+--++--+-=?+-=k e k e k u k e k e k e k u k e k e k e K k e K k e k e K k u k u k u k u D I P

4.7. 简述扩充临界比例度法、扩充响应曲线法整定PID 参数的步骤。 扩充临界比例度法整定PID 参数的步骤：

(1)选择一个足够短的采样周期T ，例如被控过程有纯滞后时，采样周期T 取滞后时间的1/10以下，此时调节器只作纯比例控制，给定值r 作阶跃输入。 (2)逐渐加大比例系数Kp ，使控制系统出现临界振荡。由临界振荡过程求得相应的临界振荡周期Ts ，并记下此时的比例系数Kp ，将其记作临界振荡增益Ks 。此时的比例度为临界比例度，记作s

s K 1

=

δ。 (3)选择控制度，所谓控制度是数字调节器和模拟调节器所对应的过渡过程的误

差平方的积分之比。

(4)根据控制度，查表求出T、Kp、Ti和Td值。

(5)按照求得的整定参数，投入系统运行，观察控制效果，再适当调整参数，直到获得满意的控制效果为止。

扩充响应曲线法整定PID参数的步骤：

(1)断开数字调节器，让系统处于手动操作状态。将被调量调节到给定值附近并稳定后，然后突然改变给定值，即给对象输入一个阶跃信号。

(2)用仪表记录被控参数在阶跃输入下的整个变化过程曲线，如图所示。

(3)在曲线最大斜率处作切线，求得滞后时间τ、被控对象的时间常数Tc，以及它们的比值Tc/τ。

(4)由τ、Tc、Tc/τ值，查表，求出数字控制器的T、Kp、Ti和Td。

4..8. 数字控制器的离散化设计步骤是什么？

计算机控制系统框图如图4—1所示。

图4—1计算机控制系统框图

由广义对象的脉冲传递函数可得闭环脉冲传递函数，可求得控制器的脉冲传递函数D(z)。

数字控制器的直接设计步骤如下：

(1)根据控制系统的性质指标要求和其它约束条件，确定所需的闭环脉冲传递函数Φ(z)。

(2)求广义对象的脉冲传递函数G(z)。

(3)求取数字控制器的脉冲传递函数D(z)。

(4)根据D(z)求取控制算法的递推计算公式。

4.9 已知被控对象的传递函数为

())

1.1010

+=

s s s G c （

采样周期T=0.1s ，采用零阶保持器。要求

（1）针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波系统的()z D ，并计算输出响应)(k y 、控制信号)(k u 和误差)(k e 序列，画出它们对时间变化的波形。

（2）针对单位阶跃输入信号设计最少拍有纹波系统的()z D ，并计算输出响应)(k y 、控制信号)(k u 和误差)(k e 序列，画出它们对时间变化的波形。 解：广义脉冲传递函数为

)

368.01)(1()717.01(368.0))1(1

11)1(10)

)10(100()1())11.0(101()(1111110121121-------------+=

-+---=+-=+?-=z z z z z e z z Tz s s Z z s s s e Z z G T Ts

最少拍无纹波设计步骤： 1）根据广义对象的传递函数确定参数 N （分母多项式的幂次） M （分子多项式的幂次） d=N-M 延时 w 在所有零点的总数（不包括无穷远的零点）

v 在z 平面的单位圆上或圆外极点的个数

j 在z 平面的单位圆上极点的个数 q(输入类型)

已知N=2，M=2

所以d=0

w=1(即分子多项式中的)717.01(1-+z ) v=1，j=1；

q=2(单位速度输入)

2）确定F1(z)和F2(z)的幂次m 和n

）

q ,max(j j v n d

w m +-=+=

m m z f z f z f z F ---++++=121211111)(

2

q ,max(1

=+-==+=）j j v n d w m

所以：

11111)(-+=z f z F

n n z f z f z f z F ---+++=22221212)( 2221212)(--+=z f z f z F

3）确定Фe(z)

)()1()1()(1)(1)

,(111z F z z a z z q j max j v i i e --=--???

?????-=Φ-=Φ∏

3

11211111111211),(max 111)1(1)1()1()

()1()1()(-------=-+--+=+-=-???

???-=Φ∏z f z f z f z f z z F z z a z q j j v i i e 4）确定Ф(z)

)()1()(211z F z b z z w i i d

??

?

???-=Φ∏=--

3

22221221212221211211717.0717.0)717.01()

()1()(------=---++=++=??

?

???-=Φ∏z f z f f z f z f z f z z F z b z z w i i d

）（）

（

5）根据关系)(1)(z z e Φ-=Φ使等式两边同幂次的系数相等，解出F 1和F 2中的系数。

??

??

?-=+-=--=-2211212211211117.70717.0212f f f f f f f ）（ 解得：?????-==-=83

.041.159

.0222111f f f

所以：

)59.01()1()(121----=Φz z z e )83.041.1)(717.01()(211----+=Φz z z z

6）求控制器D(z)

)

(1)

()(1)(z z z G z D Φ-Φ=

)

59.01)(1(368.0)83.041.1)(368.01()59.01()1()83.041.1)(717.01()717.01(368.0)

368.01)(1()(11111

212111111-----------------=

---+?+--=

z z z z z z z z z z z z z z D

最少拍无纹波设计步骤： 1）根据广义对象的传递函数确定参数 N （分母多项式的幂次） M （分子多项式的幂次） d=N-M 延时 w 在所有零点的总数（不包括无穷远的零点）

v 在z 平面的单位圆上或圆外极点的个

已知N=2，M=2

所以d=0

w=1(即分子多项式中的

)717.01(1-+z )

v=1，j=1；

q=1(单位阶跃输入)

数

j 在z 平面的单位圆上极点的个数 q(输入类型)

2）确定F1(z)和F2(z)的幂次m 和n

）

q ,max(j j v n d

w m +-=+=

m m z f z f z f z F ---++++=121211111)( n n z f z f z f z F ---+++=22221212)(

1

q ,max(1

=+-==+=）j j v n d w m

所以：

11111)(-+=z f z F

1212)(-=z f z F

3）确定Фe(z)

)()1()1()(1)(1)

,(111z F z z a z z q j max j v i i e --=--???

?????-=Φ-=Φ∏ 2

111111

11211),(max 111)1(1)1()1()

()1()1()(------=---+=+-=-???

???-=Φ∏z f z f z f z z F z z a z q j j v i i e 4）确定Ф(z)

)()1()(211z F z b z z w i i d

??

?

???-=Φ∏=--

2

211211*********.0)717.01()

()1()(----=--+=+=??

?

???-=Φ∏z f z f z f z z F z b z z w i i d

5）根据关系)(1)(z z e Φ-=Φ使等式两边同幂次的系数相等，解出F 1和F 2中的系数。

??

?=-=-21112111717.01f f f f 解得：???==58.042

.021

11f f 所以：

)42.01)(1()(11--+-=Φz z z e )717.01(58.0)(11--+=Φz z z

6）求控制器D(z)

)

(1)

()(1)(z z z G z D Φ-Φ=

1

11111111142.01368.01)42.01)(1()717.01(58.0)717.01(368.0)368.01)(1()(----------+-=

+-+?

+--=

z z z z z z z z z z z D

最少拍有纹波设计步骤： 1）根据广义对象的传递函数确定参数 N （分母多项式的幂次）

已知N=2，M=2

所以d=0

M （分子多项式的幂次） d=N-M 延时 u 在z 平面的单位圆上或圆外零点的个数

v 在z 平面的单位圆上或圆外极点的个数

j 在z 平面的单位圆上极点的个数 q(输入类型)

u=0(即分子多项式中的

)717.01(1-+z )

v=1，j=1；

q=1(单位速度输入)

2）确定F1(z)和F2(z)的幂次m 和n

）

q ,max(j j v n d

u m +-=+=

m m z f z f z f z F ---++++=121211111)( n n z f z f z f z F ---+++=22221212)(

1

q ,max(0

=+-==+=）j j v n d u m

所以：

1)(1=z F

1212)(-=z f z F

3）确定Фe(z)

)()1()1()(1)(1)

,(111z F z z a z z q j max j v i i e --=--?

??

????

?-=Φ-=Φ∏ )1()

()1()1()(1

1),(max 111---=--=-???

???-=Φ∏z z F z z a z q j j v i i e 4）确定Ф(z)

)()1()(211z F z b z z u i i d

??

?

???-=Φ∏=--

1

21211)()1()(-=--=??

????-=Φ∏z f z F z b z z u i i d

5）根据关系)(1)(z z e Φ-=Φ使等式两边同幂次的系数相等，解出F 1和F 2中的系数。

解得：121=f 所以： )1()(1--=Φz z e 1)(-=Φz z

6）求控制器D(z)

)

(1)

()(1)(z z z G z D Φ-Φ=

)

717.01(368.0)368.01()1()717.01(368.0)368.01)(1()(11

11

1111--------+-=

-?

+--=z z z z z z z z z D

4.10 被控对象的传递函数为

()2

1s s G c =

采样周期T=1s ，采用零阶保持器，针对单位速度输入函数，按以下要求设计： (1)最少拍无纹波系统的设计方法，设计)(z Φ和()z D ； (2)求出数字控制器输出序列)(k u 的递推形式。 解：广义对象的脉冲传递函数

()()

(

)

(

)

211-1232z 12z 1z T 1111----+=??????-=???

? ???-=s e s s e z G Ts -Ts c Z Ζ 将T=1S 代入，有

()(

)(

)

2

1

11121---+=

z z z z G -c

最少拍无纹波设计步骤： 1）根据广义对象的传递函数确定参数 N （分母多项式的幂次） M （分子多项式的幂次） d=N-M 延时 w 在所有零点的总数（不包括无穷远的零点）

v 在z 平面的单位圆上或圆外极点的个数

j 在z 平面的单位圆上极点的个数 q(输入类型)

已知N=2，M=2

所以d=0 w=1 v=2，j=2；

q=2(单位阶跃输入)

2）确定F1(z)和F2(z)的幂次m 和n

）

q ,max(j j v n d

w m +-=+=

m m z f z f z f z F ---++++=121211111)(

n n z f z f z f z F ---+++=22221212)(

2

q ,max(1

=+-==+=）j j v n d w m

所以：

11111)(-+=z f z F 2221212)(--+=z f z f z F

3）确定Фe(z)

)()1()1()(1)(1)

,(111z F z z a z z q j max j v i i e --=--???

?????-=Φ-=Φ∏ 3

112111111

11211),(max 111)21()2(1)1()1()

()1()1()(-------=-+-+-+=+-=-???

???-=Φ∏z f z f z f z f z z F z z a z q j j v i i e

4）确定Ф(z)

)()1()(211z F z b z z w i i d

??

?

???-=Φ∏=--

3

22222211212221211211)())(1()

()1()(------=--+++=++=??

?

???-=Φ∏z f z f f z f z f z f z z F z b z z w i i d

5）根据关系)(1)(z z e Φ-=Φ使等式两边同幂次的系数相等，解出F 1和F 2中的系数。

??

??

?-=+-=--=-22112122112111212f f f f f f f ）（ 解得：?????-===4

/34/54

/3222111f f f

所以：

)4/31()1()(121--+-=Φz z z e )4/34/5)(1()(211----+=Φz z z z

6）求控制器D(z)

)

(1)

()(1)(z z z G z D Φ-Φ=

(

)

(

)

1

11

212111

1

2

1

34610)4/31()1()4/34/5)(1(112)(---------+-=

+--+?+-=z z z z z z z z z z z D - 11.被控对象的传递函数为

()s c e s s G -+=1

1

采样周期T=1s ，要求：

(1)采用Smith 补偿控制，求取控制器的输出()k u ；

(2)采用大林算法设计数字控制器()z D ，并求取()k u 的递推形式。 (1)采用Smith 补偿控制 广义对象的传递函数为

()()()()

()s P s s

s Ts C C e s HG e s s e s e s e s G s H s HG -----?=?+-=+?-==11110

()()[](

)()(

)()

1

11111111-------=??

????-?+-==z a z b z e s s e s D z D L

s s τττZ Z 其中S T t

L e b e e

a T T

1,1,1,11111

===

-===---τ

则()()()()

1

2

13679.016321.0-----=

=z z z z E z U z D τ

()()()

()z E z z z U z z U 2116321.03697.0----=- ()()()()13679.026321.016321.0-+---=k u k e k e k u

(2)采用大林算法设计数字控制器

取T=1S,1=τ,K=1,T 1=1,L=T /τ=1,设期望闭环传递函数的惯性时间常数T 0=0.5S 则期望的闭环系统的脉冲传递函数为

()()

2

12

201111--------=??????+?-=e z e z s T e s

e z G LTs Ts B Z 广义被控对象的脉冲传递函数为

()()

()

111211*********--------=??????+--=??

????+?-=e z e z s s z z e s T K s e z HG --LTs sT C Z Z 则

()()()()[]()

()()[

]

()

(

)(

)

()[]

()()()()[]

()()()()[]

211

2

1

1

2

2

2

11

2

1

12

2211

112

2

22

221228647.01353.015033.03680.11353.011353.013679.011353.013679.0111111111111111---------------------------------=

------=

------=

------=----=-=z z z z z z z e e z e e e z e z e z e

z e z e z e

z e z z HG e z z G z HG z G z D C B C B 又

()()()

z E z U z D =

则()()()()()z E z z E z U z z U z z U 1215033.03680.18647.01353.0----=-- 上式反变换到时域，则可得到

()()()()()28647.011353.015033.03680.1-+-+--=k u k u k e k e k u

1、一台三相步进电机，设计由单片微机输出口控制步进电机的接口原理框图，并说明控制步进电机正反转工作原理。

微机控制技术习题解答112 (1)

第一章 第二章 三、练习题 28. 设12位D/A转换器DAC1210与8031接口电路连接，如图示： (1).说明电路控制原理 (2).设数据存放在DABUFF为首地址的连续两个存储单元，试编写一完成D/A转换的程序。 答：DAC1210是12位的D/A转换器，单片机的数据线接DAC1210的高八位DI4—DI11，数据线的P0.4到P0.7接DAC1210的数据线的低4位DI0---DI3.DAC1210连线接成双缓冲形式。 地址码写高8位数据时译码器Y2有效，则B1/B2=1,写高8位数据，地址是1400H 写低4位数据时译码器Y3有效，则B1/B2=0,写低4位数据，地址是1C00H 将12位数据同时送到12位DA转换电路，译码器Y4有效，地址是2400H 解答（2） MOV R0,#DABUFF ;DABUFF是内存的首地址 MOV A,@R0 ；首地址存放高8位数据 INC R0 MOV DPTR,#1400H MOVX @DPTR,A ；送高8位数据 MOV A,@R0 取低4位数据（高4位是有效数据，低4位为0） MOV DPTR,#1C00H； MOVX @DPTR,A 送低4位数据 MOV DPTR,#2400H MOVX @DPTR,A 打开第二级缓冲，将数据送到DA转换电路。

29.试用DAC0832芯片设计一个能够输出频率为50HZ的脉冲波电路及程序。 1.数据线:单片机（AT89C51)的P0.0-P0.7连接DAC0832的D0-D7 2.地址线:单片机的A8(P2.0) 接CS 片选信号,地址是0FEFFH. 3.控制线:单片机写信号接WR1. 单缓冲控制形式. 2：输出NN个方波的程序。 START: MOV DPTR,#0FEFFH MOV A,#0 MOV R2，#NN

微机控制技术试题

一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共30分。） 1、以下几项不属于微机控制系统硬件的是（）。 A、计算机 B、过程输入通道及接口 C、过程输出通道及接口 D、程序设计系统 2、DCS是指（）。 A、集散型控制系统 B、直接数字控制系统 C、监督计算机控制系统 D、现场总线控制系统 3、以下几项不属于微机控制系统发展方向的是（）。 A、集成化 B、单一化 C、小型化 D、智能化 4、模拟信号到采样信号的转换过程称为（）。 A、采样过程 B、量化过程 C、滤波过程 D、隔离过程 5、电路接到采样信号后，输出电压V o达到指定跟踪误差范围内所需的时间称为（）。 A、孔径时间 B、保持时间 C、捕捉时间 D、采样时间 6、下列几项不属于ADC0809的主要性能的是（）。 A、工作频率为500HZ B、分辨率为12位二进制数 C、模拟输入电压范围是0V—5V D、允许输入8路模拟电压 7、下列8155的引脚中，（）为8155片内I/O和RAM选择线。 A、ALE B、RESET C、CE D、IO/M 8、（）是一种把电脉冲信号转换成相应的直线位移或角位移的执行元件。

A、伺服电机 B、固态继电器 C、步进电机 D、变频器 9、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 10、下列不属于人机接口设备的是（）。 A、光盘 B、键盘 C、LED显示器 D、打印机 11、下列不属于数字PID控制器参数整定任务所确定内容的是（）。 A、Kp B、Ti C、Td D、Tm 12、下列不属于抑制干扰的措施是（）。 A、接地 B、屏蔽 C、断电 D、隔离 13、下列不属于共模干扰的抑制方法的是（）。 A、变压器隔离 B、滤波 C、浮地屏蔽 D、光电隔离 14、在计算机控制系统中，为了避免控制动作过于频繁，消除由于频繁动作所引起的系统振荡和设备磨损，对于一些精度要求不太高的场合，可以采用（）。 A、带死区的PID控制 B、常规PID控制 C、积分分离的 PID控制 D、微分分离的PID控制 15、对于失控的CPU，最简单的处理方法是（）。 A、设置软件陷阱 B、掉电保护 C、睡眠 D、人工复位 二、填空题（每空1分，共30分。） 1、模拟量输入通道中常用的放大器有、和 三种放大器。 2、采样保持器有和两种工作模式。 3、根据不同的用途，交流伺服电机可以采用以下三种控制方法____________ 、____________ 和。 4、所谓PID控制是指____________ 、____________ 和 控制。

微机控制技术第四章部分习题答案

微机控制技术第四章部分习题 答案 标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

9、已知被控对象的传递函数为) 11.0(10)(+=s s s G c 采样周期s T 1=，采用零阶保持器。要求： （1）针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波系统的D(z)，并计算输出响应 )(k y 、控 制信号)(k u 和误差)(k e 序列，画出它们对时间变化的波形。 （2）针对单位阶跃输入信号设计最少拍有纹波系统)(z D ，并计算)(k y 、 )(k u 、)(k e 序列，画出它们对时间变化的波形。 【解】（1）首先求取广义对象的脉冲传递函数 ) 1)(1()111.01(9)1111)1(10)(1(101110)1()11.0(10)1()11.0(11)(110111110121112121----------------+=-+----=??????++--=??????+-=??????+?-=z e z z z z e z z z z s s s Z z s s Z z s s e Z z G Ts 由)(z G 的表达式和)(s G c 知，满足无纹波设计的必要条件， 且q j j w v q d ≤=====且,1,1,1,2,0 故有2 1=+-==+=q j v n d w m 对单位速度输入信号，选择 )1()1()()1()1()(1)(111211111----=-+-=-?? ????-=Φ-=Φ∏z f z z F z z a z z q j v i i e ))(111.01()()1()(2221211211---=--++=??????-=Φ∏z f z f z z F z b z z w i i d )1()1())(111.01(1)(1111212221211-----+-=++-=Φ-z f z z f z f z z 即：?????-=+-=--=-22112122112111111.0)111.0(212f f f f f f f ，故有?????-===990.0890.1110.022 2111f f f )111.01()1()(121--+-=Φz z z e

微型计算机原理练习附答案

复习提纲 1. 两个4字节的无符号数分别存放在从2000H和2010H开始的存储单元中，编写程序完成它 们的相加操作，并将所求的和放在从2000H开始的内存单元中。 2. 设在2000H开始的内存单元中，存放50个无符号字节数，编程找出其中的最大值，并把它存放到DL寄存器中。 3. 将AL中的两个组合BCD数分别转换成对应的ASCII码，并存放在CX中(高位BCD数的转换结果放在CH中，低位BCD数的转换结果放在CL中)。 4. 已知在BUF为首地址的单元中，存放了10个ASCII码数据，编程将它们转换为BCD码后, 存放在BUF+10为首地址的单元中。 编一个程序段。数据段有100个无符号字节数据块BUF试找出其中数值为0的数据个数并放入ZERO单元中 5. 在数据段BUF开始的连续10个单元中存放有10个无符号数，编程求出它们的和并放入SUM单元中。 6. 在数据段BUF开始的连续10个单元中存放有10个无符号数，编程找出其中的最大值放入MAX 单元中。 7. 如图1所示，8255A的A 口PA0 PA1、PA2引脚分别接3个开关K0、K1、K2, B 口PB0 PB1、PB2通过驱动电路分别接到3个发光二极管的阳极。开关的状态通过A 口输入到8255A, 然后将其送到B 口输出，控制发光二极管的亮与灭。 (1 )通过译码电路分析确定8255A的端口地址：(假定未使用的引脚均为低电平“0” A 口地址： B 口地址： C 口地址：___________ 控制口地址= ___________ (2)编程：根据读入A 口开关状态，去控制发光二极管的程序。(要求说明8255A控制字的设置过程) 8. 已知8255A的A 口PA0?PA5接6只共阴数码管LEDA LED5的段码，B 口PB0?PB5分别 接LEDC?LED5的位码，A、B 口工作于方式0, 8255A的工作方式控制字如图所示。要求： a. 简单画出8255A的A B 口与LED的接线图； b. 已知8255A的端口地址为：380H~383H写出能在LED0和LED1 上同时显示“66”的程序。 9. 设有2片8255A芯片，在系统中的连接如图所示。问： (1 )当8255A的数据总线D0~D7与系统数据总线的低8位相连时，1#芯片的4个端口地址为何值？(假设地址线中未用的引脚全为0) (2)写出能够利用2#芯片A口外接开关K0~K7来控制1#芯片A 口外接的LED0~LED7点亮的 8255A初始化程序。 10. 设寄存器(DS =3000H, (SS) =2100H, ( ES) =1200H, (SI ) =1000H, (BX =0100H, ( BP) =0010H,数据段中变量MASK的偏移地址值为50H。指出下列指令中源操作数的寻址方式；对于存储器操作数，写出其物理地址。 ①MOV CX ES: [BX] ②MOV AX, MASK[BP] 11、.已知，(DS =2000H, (BX) =100H, ( SI) =0002H,从物理地址20100H 单元开始，依次存放数据12H 34H 56H、78H;而从物理地址21200H单元开始，依次存放数据2AH 4CH 8BH 98H。试说明下列各条指令单独执行后AX寄存器的内容。

计算机控制技术课后习题答案

3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成各部分的作用是什么 由四部分组成。 图微机控制系统组成框图 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。 (4)检测与执行机构 a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。 b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其

微机控制技术试题.doc

一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号 写在相应位置处。答案错选或未选者，该题不得分。每小题2分，共30分。） 以下几项不属于微机控制系统硬件的是（ 计算机 B 、 过程输出通道及接口 D 、 DCS 是指（）。 集散型控制系统 监督计算机控制系统 1、 A 、 C 、 2 、 A 、 C 、 3、 A 、 C 、 4、 A 、 C B 、 D 过程输入通道及接口 程序设计系统 直接数字控制系统 现场总线控制系统 以下几项不属于微机控制系统发展方向的是（）。 集成化 B 、 小型化 D 、 模拟信号到采样信号的转换过程称为（ 采样过程 B 、 滤波过程 D 、 单一化 智能化 ）o 量化过程 隔离过程 电路接到采样信号后，输出电压Vo 达到指定跟踪误差范围）。 孔径时间 B 、保持时间 捕捉时间 D 、采样时间 下列几项不属于ADC0809 的主要性能的是（）。 工作频率为500HZ B 、分辨率为12位二进制数 模拟输入电压范围是0V —5V D 、允许输入8路模拟电压 下列8155的引脚中，（）为8155片 B 、RESET CE D 、IO/M （）是一种把电脉冲信号转换成相应的直线位移或角位移的执行元件。 第1页共6页 A 、伺服电机 B 、固态继电器 C 、步进电机 D 、变频器 9、 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 10、 下列不属于人机接口设备的是（）o A 、光盘 B 、键盘 C 、LE D 显示器 D 、打印机 11、 下列不属于数字PID 控制器参数整定任务所确定）。 A 、Kp B 、Ti

微机原理习题集以及答案

第一部分 例题与习题 第1章 微型计算机基础 例 题 1．把十进制数转化为二进制数。P7 解：把十进制数转换成二进制数时，需要对一个数的整数部分和小数部分分别进行处理，得出结果后再合并。 整数部分：一般采用除2取余法 小数部分：一般采用乘2取整法 余数 低位 整数 高位 2 | 137 2 | 68 × 2 2 | 34 2 | 17 × 2 2 | 8 2 | 4 × 2 2 | 2 1 高位 低位 (137)10=() 2 10=2 所以，10=(.111)2 2．把二进制数转换为八进制数和十六进制数。P9 解：八进制、十六进制都是从二进制演变而来，三位二进制数对应一位八进制数，四位二进制数对应一位十六进制数，从二进制向八进制、十六进制转换时，把二进制数以小数点为界，对小数点前后的数分别分组进行处理，不足的位数用0补足，整数部分在高位补0，小数部分在低位补0。 (10 1)2=(010 100)2=8 (1 2=(0001 2=16 3．将八进制数转换为二进制数。P9 解：8=(010 100)2=2 -------------- 1 ------------ -- 0 ------------ ------------- 1 ------------

4．X=，Y=－，求[X－Y]补，并判断是否有溢出P11 解：[X－Y]补=[X]补＋[－Y]补 [X]补= [Y]补= [－Y]补= ＋ 说明：当异号相减运算时，通过补码，减法运算转化为两个正数的加法运算，结果为负（符号位为1），表示运算结果溢出。 5．B分别为原码、补码、BCD码表示时，对应的十进制数为多少 解：[X]原=，X=－21 [X]补=，[X]原=，X=－107 [X]BCD=，X=95 6．简述计算机为什么能实现自动连续的运行 解：计算机能实现自动连续的运行，是由于计算机采用了存储程序的工作原理。把解决问题的计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，然后把程序和处理所需要的数据一起输入到计算机的存储器中保存起来。计算机接收到执行命令后，由控制器逐条取出并执行指令，控制整个计算机协调地工作，从而实现计算机自动连续的运行。 习题 1．选择题 （1）8086是（）。 P1 A．微机系统B．微处理器 C．单板机 D．单片机 （2）下列数中最小的数为（）。P7 A．(101001)2B．(52)8C．(2B)16D．(50)10 （3）下列无符号数中，其值最大的数是（）。P7 A．()2 B．(227)8C．(96)16 D．(150)10 （4）设寄存器的内容为，若它等于－127，则为（）。P10 A．原码 B．补码 C．反码 D．ASCII码 （5）在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是（）。P13 A．BCD码 B．16进制 C．格雷码 D．ASCII码 （6）若机器字长8位，采用定点整数表示，一位符号位，则其补码的表示范围是（ P12 ）。

微机控制技术第四章部分习题答案

9、已知被控对象的传递函数为) 11.0(10)(+=s s s G c 采样周期s T 1=，采用零阶保持器。要求： （1）针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波系统的D(z)，并计算输出响应)(k y 、控 制信号)(k u 和误差)(k e 序列，画出它们对时间变化的波形。 （2）针对单位阶跃输入信号设计最少拍有纹波系统)(z D ，并计算)(k y 、)(k u 、)(k e 序列，画出它们对时间变化的波形。 【解】（1）首先求取广义对象的脉冲传递函数 ) 1)(1()111.01(9)1111)1(10)(1(101110)1()11.0(10)1()11.0(11)(110111110121112121----------------+=-+----=??????++--=??????+-=??????+?-=z e z z z z e z z z z s s s Z z s s Z z s s e Z z G Ts 由)(z G 的表达式和)(s G c 知，满足无纹波设计的必要条件， 且q j j w v q d ≤=====且,1,1,1,2,0 故有2 1=+-==+=q j v n d w m 对单位速度输入信号，选择 )1()1()()1()1()(1)(111211111----=-+-=-?? ????-=Φ-=Φ∏z f z z F z z a z z q j v i i e ))(111.01()()1()(2221211211---=--++=??????-=Φ∏z f z f z z F z b z z w i i d )1()1())(111.01(1)(1111212221211-----+-=++-=Φ-z f z z f z f z z 即：?????-=+-=--=-22112122112111111.0)111.0(212f f f f f f f ，故有?????-===990.0890.1110.022 2111f f f )111.01()1()(121--+-=Φz z z e )990.0890.1)(111.01()(211----+=Φz z z z

山东科技大学2010-2011学年第二学期《计算机控制技术》考试试卷

山东科技大学2010-2011学年第二学期《计算机控制技术》考试试卷 一、简答题（每题4分，共40分） 1、简述计算机控制的典型形式有几种。 2、简述接口和过程通道的定义。 3、绘制计算机控制系统框图。 4、简要说明PID控制器的P、I、D作用。 5、简述数字滤波方法的种类。 6、简要回答DDC的含义。 7、简单说明模数转换和数模转换的物理意义。 8、简要说明采样定理的物理意义。 9、简要介绍采样保持器的作用，举一个例子。 10、采样周期的选定应注意什么问题？ 二、计算题（每题10分，共10分） 利用后向差分法和双线性变换法将下式进行离散化。并写出差分方程和绘制程序流程图。 三、计算题（每题20分，共20分） 将离散化，求取位置算法和增量算法表达式，并绘制实时性较高的程序编写流程图。 四、计算题（每题10分，共10分） 若加工第一象限OA，起点O（0，0），终点A（11,7）。要求： （1）按逐点比较法插补进行列表计算； （2）做出走步轨迹图，并标明进给方向和参数。 五、设计题 假设ADC0809的端口地址经编译器译码得到为FOH，画出8051与ADC0809的连接器，并写出从IN7路采集信号的程序。 六、计算题（每题10分，共10分） 已知模拟调节器的传递函数，采用数字PID算式实现，试分别写出相应的连续位置型PID和增量型PID算式及其各自的离散化方程。设采用周期T=0.2s。

详细答案 一、 1、计算机控制系统的典型形式: (1)操作指导控制系统。优点：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控 制多个对象。 （2）直接数字控制系统（DDC），实时性好，可靠性高和适应性强。 （3）监督控制系统（SSC），是生产过程始终处于最优工况。 （4）分型控制系统（DCS），分散控制，集中操作，分级管理。 （5）现场总线控制系统（FCS），降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构 2、接口定义：接口是连接通道与计算机的中间设备，经接口联系，通道便于接受微机的控制，使用它可 达到由微机从多个通道中选择特定通道的目的。 过程通道：过程通道是主机与工业生产过程之间信号的传递和转换的连接通道。 4、比例控制作用：对当前时刻的偏差信号e(t)进行放大或衰减，控制作用的强弱取决于比例 系数；特点：它能迅速反应误差，从而减小误差，加快响应速度。 缺点：不能消除静态误差，过大甚至造成系统不稳定。 积分控制作用：通过对误差累积的作用影响控制量，并通过系统的负反馈作用减小偏差； 特点：与e(t)存在全部时段有关，只要有足够的时间,积分控制将能够消除稳态误差。 缺点：不能及时地克服扰动的影响 微分控制作用：反应e(t) 变化的速度，在偏差刚刚出现时产生很大的控制作用，具有超前控制作用； 作用：有助于减小超调和调整时间，改善系统的动态品质; 缺点：不能消除系统的稳态误差。 5、数字滤波方法的种类： 1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法） 优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 缺点：无法抑制那种周期性的干扰平滑度差 2、中位值滤波法 优点：能有效克服因偶然因素引起的波动干扰；对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果缺点：对流量、速度等快速变化的参数不宜 3、算术平均滤波法 优点：适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波。这样信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动 缺点：对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用，比较浪费RAM 4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） 优点：对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，适用于高频振荡的系统 缺点：灵敏度低，对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差，不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差，不适用于脉冲干扰比较严重的场合，比较浪费RAM 5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） 优点：融合了两种滤波法的优点，对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差缺点：测量速度较慢，和算术平均滤波法一样，比较浪费RAM 6、限幅平均滤波法 优点：融合了两种滤波法的优点，对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差

微机原理习题及答案

一、选择 1、在微型计算机中，微处理器的主要功能是进行( )。D A、算术运算 B、逻辑运算 C、算术、逻辑运算 D、算术、逻辑运算及全机的控制 2、Pentium I属于（）位CPU C A、16 B、8 C、32 D、64 3、Intel 8086属于（）位CPU A A、16 B、8 C、32 D、64 4、CPU与I/O设备间传送的信号通常有( ) D A、控制信息 B、状态信息 C、数据信息 D、以上三种都有 5、存储器用来存放计算机系统工作时所需要的信息，即( )。D A、程序 B、数据 C、技术资料 D、程序和数据 6、运算器的核心部件是( )。D A、加法器 B、累加寄存器 C、多路开关 D、算逻运算单元 二、填空 1、内存可分为2大类：随机存储器RAM 和 2、数据总线是向的，地址总线是向的。 3、计算机的五大部件是：、、、、输出设备 4、总线可分为三类：、、 5、存储程序工作原理最先由提出

6、在计算机内部，一切信息的存取、处理和传送都是以形式进行的。 1、只读存储器ROM 2、双、单 3、运算器、控制器、存储器、输入设备 4、地址总线、数据总线、控制总线 5、冯·诺依曼 6、二进制 三、简答 1、冯·诺依曼型计算机的特点是什么? (1).以二进制表示指令和数据 (2).程序和数据存放在存储器中，从存储器中取指令并执行 (3).由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备构成计算机硬件系统。 一、选择 1、在机器数______中，零的表示形式是唯一的（）。BD A、原码 B、补码 C、反码 D、移码 2、计算机内部表示带符号整数通常采用（）。C A、原码 B、反码 C、补码 D、移码

微机控制技术第五章练习题答案

微机控制技术第五章练习题答案 第五章 5-1 选择题 1、6264 芯片是( B) (A ) EEPROM (B)RAM (C)FLASH ROM (D)EPROM 2、用 MCS-51 用串行扩展并行 I/O 口时，串行接口工作方式选择( A ) (A ) 方式0 ( B)方式1 ( C)方式2 ( D)方式3 3、使用 8255 可以扩展出的 I/O 口线是( B) (A) 16 根 (B) 24 根 (C) 22 根 (D) 32 根 4、当 8031 外出扩程序存储器 8KB 时，需使用 EPROM 2716 (C) (A) 2 片 (B) 3 片 (C) 4 片 (D) 5片 5、某种存储器芯片是 8KB*4/ 片，那么它的地址线根线是( C) (A) 11 根 (B) 12 根 (C) 13 根 (D) 14 根 6、MCS-51 外扩 ROM ，RAM 和 I/O 口时，它的数据总线是( A) (A) P0 ( B) P1 (C) P2 ( D) P3 7 、当使用快速外部设备时，最好使用的输入 / 输出方式是( C) (A )中断(B)条件传送(C) DMA ( D)无条件传送 8、MCS-51 的中断源全部编程为同级时，优先级最高的是( D) (A ) INT1 ( B) TI ( C)串行接口( D) INTO

9 、MCS-51 的并行 I/O 口信息有两种读取方法：一种是读引脚，还有一种是（ A） （A ）读锁存器具（B）读数据库（C）读A累加器具（D ）读CPU 10 、MCS-51 的并行 I/O 口读 -改-写操作，是针对该口的（ D） （A ）引脚（B）片选信号（C）地址线（D）内部锁存器 5-2 判断题 1、MCS-51 外扩 I/O 口与外 RAM 是统一编址的。（对） 2、使用 8751 且 EA=1 时，仍可外扩 64KB 的程序存储器。（错） 60KB 3、8155 的复位引脚可与 89C51 的复位引脚直接相连。（对） 4、片内 RAM 与外部设备统一编址时，需要专门的输入 / 输出指令。（错）统一编址的特点 正是无需专门的输入输出指令。 5、8031 片内有程序存储器和数据存储器。（错）无程序存储器 6、EPROM的地址线为11条时，能访问的存储空间有 4K。（错）2K. 7、8255A 内部有 3 个 8 位并行口 ,即 A 口， B 口， C 口。（对） 8、8155 芯片内具有 256B 的静态 RAM,2 个8位和 1 个6位的可编程并行 I/O 口， 1 个14 位定时期等常用部件及地址锁存器。（对） 9、在单片机应用系统中，外部设备与外部数据存储器传送数据时，使用MOV 指令。

《微机控制技术》B-专科 期末考试试题及参考答案

1 《微机控制技术》复习题B 一、判断题 （ ）1、串行通信与串行D/A 转换是一回事，都是将并行数据串行输出。 （ ）2、一般来说，采用双端输入的差动运算放大器、或光耦器件有利于抑制共模干扰。 （ ）3、对于带纯滞后环节的控制系统，使用史密斯纯滞后补偿原理后，可以将纯滞后部分等效于反馈环之外，消除其纯滞后环节对系统稳定性的影响。 （ ）4、如果按大林提出的简单修正算法来消除振铃现象，则对系统的稳态输出无影 响，但对动态性能有影响。 （ ）5、模拟调节器相对于数字调节器更容易实现复杂控制规律。 （ ）6、逐次逼近式A/D 转换器与计数器式A/D 转换器相比，后者转换速度更快。 （ ）7、进入I/O 通道的干扰按其对电路的作用形式，通常可分为串模和共模干扰。 （ ）8、在选择PID 参数时，引出控制度的概念，当控制度等于“2”时，数字控制 器与模拟控制器的控制效果相当。 （ ）9、要使二阶系统输出获得理想动态品质，其闭环幅频满足的条件是()1,A ω=相 频满足的条件是()0o ωΦ=。 （ ）10、A/D 转换器的分辨率与转换精度是一回事，分辨率高，则转换精度也高。 （ ）11、对于斜坡输入信号设计的最小拍无差系统，对于其它输入信号仍然是最小拍无差的。 （ ）12、大林把控制量()u k 以二分之一的采样频率振荡的现象称为“振铃现象”。 （ ）13、最少拍有波纹系统的缺陷之一是输出在采样点上的值与输入不相等。 （ ）14、要实现最少拍无波纹控制，在被控对象()c G s 含有足够积分环节的前提下， ()z Φ还应包含()G z 的单位圆上和单位圆外的零点。 （ ）15、为了实现最少拍无差控制，)(Z e Φ的表达式中需含有()G Z 的全部极点。 二、填空题 1、常用的I/O 控制方式是 ， 、 。 2、微型计算机控制系统中解决中断优先级的办法是 ， ， 。 3、满足实时控制要求的使用条件是 。 4、最短响应时间是 。

7青岛理工大学期末考试《微机控制技术(专升本)复习题B及答案

《微机控制技术》复习题B 一、选择题 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。 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．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。 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．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 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 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。 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 1．DDC系统的最大优点是______________________________。 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_________________________。 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 ______________。

微型计算机习题和答案

第一章、微机系统概述 *画的例题自己看* 1.2（2）9 2.5D=01011 100.1B=5C.8H. （3）105H=261D=0001 0000 0101B （8）二进数DAH和99H完成“与”运算结果为1001 1000；完成“或”运算结果1101 1011；完成“异或”运算结果0100 0011。 1.4衡量微机系统性能的主要技术指标有哪些？ 答：字长、存储容量、指令执行时间、系统总线、外部设备配置、系统软件配置。 1.5什么是微型机的字长？它对微型机有哪些影响？ 答：微型机的字长是指微处理器内部一次可以并行处理的二进数代码的位数。它与微处理器内部寄存器以及CPU内部数据总线宽度是一致的，字长越长，所表示的数据精度就越高。在完成同样精度的运算时，字长较长的计算机比字长较短的计算机运算速度快。 第二章8086微处理器 1、8086CPU由哪两部分构成，其功能是什么？ 答：由指令执行单元EU和总线接口单元BIU构成，功能分别是执行指令和总线接口指令。 2.（1）标志寄存器也叫程序状态字PSW，它是一个16位寄存器，共含有9个标志位，其中有6个条件标志，3个控制标志。 （2）常见的段寄存器有代码段的寄存器CS,数据段的寄存器DS,堆栈段的寄存器SS，附加段的寄存器ES。

（8）8086CPU具有20条地址线，直接寻址能力可达1MB。 （9）BIU主要用来实现EU的所有系统总线操作，并负责CPU与存储器或输入/输出设备之间的信息交换。 （10）8086CPU产生物理地址的方式用公式表示为：物理地址=段基址×16+偏移地址。 2.8 8086工作在最小模式和最大模式下最主要的区别是什么？ 答：8086工作在最小模式时，系统只有一个微处理器，且系统所有的控制信号全部由8086CPU提供，在最大模式时，系统由多个微处理器或协处理器构成的多机系统，控制信号通过总线控制器产生，且系统资源由各处理器共享。 第三章 8086指令系统及编程应用 3、8086的指令系统按功能大致可分为以下6种类型：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令和移位指令、串操作指令、程序控制指令、处理器控制指令。 （1）一条机器指令通常由操作码和操作数俩部分构成。 （2）指令语句中有四种类型的操作数，即1）指令代码内部、2）寄存器、3）存储器、4）输入输出端口。 （5）IDIV BX 指令是一条带符号数除法指令，被除数隐含于数据寄存器，相除后，商放于AX寄存器，余数放于DX寄存器。

《计算机控制技术》习题参考答案完整版

《计算机控制技术》 （机械工业出版社范立南、李雪飞） 习题参考答案 第1章 1．填空题 (1) 闭环控制系统，开环控制系统 (2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出 (3) 计算机，生产过程 (4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道 (5) 系统软件，应用软件 2．选择题 (1) A (2) B (3) C (4) A (5) B 3．简答题 (1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。 计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。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部分。生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 (2)

操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。 直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。 监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。 集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。缺点是系统比较复杂。 计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。但是计算机集成制造系统所要解决的不仅是局部最优问题，而是一个工厂、一个企业乃至一个区域的总目标或总任务的全局多目标最优，即企业综合自动化问题。 现场总线控制系统：成本低、可靠性高，而且在同一的国际标准下可以实现真正的开放式互联系统结构。 嵌入式控制系统：嵌入式控制系统是面向特定应用而设计的、对功能、

计算机控制技术试卷及答案

一、]t b 填空题 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。 二、名词解释 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 三、选择题（合计15分，每题3分） 1.下列不属于数字控制方式的是（C ） 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（ C ） 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（D ） 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（B ） 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（C ） 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

微机控制技术习题(精品).doc

第一章 1.微型计算机控制系统与连续控制系统的主要异同点是什么？ 答：将续控制系统屮的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机系统。控制系统屮引入微型计算机示，控制规律便可由程序实现，微型计算机执行相应的程序，实现对被控参数的控制。在连续控制系统屮，系统的控制规律是由硬件电路实现的，改变控制规律就要改变硬件；而在微型计算机控制系统屮，控制规律是通过程序实现，改变控制规律只需改变程序。 在微型计算机控制系统屮，微型计算机的输入和输出部是数字信号，而变换发送单元送出的信号，以及大多数执行机构所能接收的信号，都是模拟信号。因此，系统中需要有A/D 转换器和D/ A 转换器。 连续控制系统不断地测量，经过反馈及补偿后，对生产过程产生连续不断的控制。 微型计算机控制系统是采样控制系统。微型计算机每隔一个采样周期T会对被控参数进行一次测量，根据一定控制规律算出控制量示，去控制生产过程。在两次采样时刻之间，微型计算机对被控参数不进行测甌其输出控制量|j然也保持不变。当用一台微型计算机控制多个参数时，微型计算机按巡冋测量控制方式丁作。 2?从微型计算机参与控制的方式上，微型计算机控制系统可分为哪几类？各有什么特点? 答:可分为数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、监督算机控制系统（SCO、分散型控制系统（DCS）。 数据采集系统（DAS）:数据采集系统屮微型计算机通过模拟量、开关量输入通道进行数据采集，将采集到的数据进行分析处理，以实现生产过程中的集中监视及实现生产过程的操作指导。该系统屮的微型计算机不肓接参与生产过程控制，不会对生产过稈产生肓接影响。 肓接数字控制系统（DDC）:微型计算机通过模拟量输入通道、数字量输入通道进行数据采集，然示按照一定的控制规律进行实时决策,最示通过模拟量输出通道、数字量输岀通道输出控制信号，实现对生产过程的肓接控制。由于该系统中夺得微型计算机真接参与生产过程的控制，故要求微型计算机系统实时性好、可靠性高和环境适应性好。 监督计算机控制系统（SCO : SCC系统是一种两级微型计算机控制系统，其中DDC级微型计算机完成生产过程的育接数字控制；SSC级微型计算机则根据生产过程的工作状况和已定的数学模型，进行最优化分析计算，产生最优给定值，交由DDC级微型计算机执行。 分散型控制系统（DCS） : DCS系统利用多台微型计算机，采用分散控制、集屮操作、分级管理、分而|j治和综合协调的设计原则，把系统从上而下分为过程控制级、控制管理级、生产管理级等若干级，形成分布式控制。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：微型计算机系统有硬件和软件纟R成。 其屮微型计算机控制系统硬件主要由主机（控制器）、过程输入输岀通道（设备）、操作 设备、常规外部设备、通信设备、系统支持功能等纟R成。纟R成如图所示：