1、一、 填空題（合計20分，每題2分）1.工業控制機是指按生產過程控制的特點和要求而設計的計算機，它包括硬件 和軟件兩個組成部分。2.計算機控制系統中常用的控制器有可編程序控制器、工控機、單片機、DSP、智能調節器等。3.在計算機控制系統中，被測信號有單端對地輸入和雙端不對地輸入兩種輸入方式。4.ADC0809是一種帶有8通道模擬開關的8位逐次逼近式A/D轉換器。5.模擬量輸入通道的任務是把從系統中檢測到的模擬信號，變成二進制數字信號，經接口送往計算機。6.信號接地方式應采用一點接地方式，而不采用多點接地方式。7.按極點配置設計的控制器通常有兩部分組成，一部分是狀態觀測器，另一部分是控制規律。8

2、.模塊化程序設計一般包括 自頂向下 和自底向上 兩種設計方法。9.線性表、數組、堆棧和隊列的共同特點是要求連續的存儲單元來順序存放數據元素。10.計算機控制系統的輸入變送器和輸出執行機構的信號統一為010mA DC或420mA DC。二、名詞解釋（合計30分，每題5分）1.采樣過程 按一定的時間間隔T，把時間上連續和幅值上也連續的模擬信號，變成在時刻0、T、2T、kT的一連串脈沖輸出信號的過程。2.地線 是信號電流流回信號源的地阻抗路徑。”3.數字程序控制就是計算機根據輸入的指令和數據，控制生產機械(如各種加工機床)按規定的工作順序、運動軌跡、運動距離和運動速度等規律自動地完成工作的自動控制4

3、.數據 是描述客觀事物的數、字符，以及所有能輸入到計算機中并被計算機程序處理的符號的集合。5.積分飽和 如果執行機構已到極限位置，仍然不能消除偏差時，由于積分作用，盡管計算PID差分方程式所得的運算結果繼續增大或減小，但執行機構已無相應的動作三、選擇題（合計15分，每題3分）1.下列不屬于數字控制方式的是（ C ）A、點位控制 B、直線控制 C、網格控制 D、輪廓控制2.8位的A/D轉換器分辨率為（ C ）A、0.01587 B、0.007874 C、0.003922 D、0.00097753.專家控制系統大致可以分為（ D ）專家自整定控制 專家自適應控制 專家監督控制 混合型專家控制 仿人

4、智能控制 A、 B、 C、 D、4.一個8位的A/D轉換器(量化精度0.1%)，孔徑時間3.18m，如果要求轉換誤差在轉換精度內，則允許轉換的正弦波模擬信號的最大頻率為（ B ）A、5Hz B、50Hz C、100Hz D、500Hz5.某熱處理爐溫度變化范圍為01350，經溫度變送器變換為15V的電壓送至ADC0809，ADC0809的輸入范圍為05V，當t=KT時，ADC0809的轉換結果為6A，此時爐溫為（C ）A、588.98 B、288.98 C、361.23 D、698.73四、簡答題（合計20分，每題5分）1.什么是干擾，干擾來源，抗干擾措施。答：就是有用信號以外的噪聲或造成計算

5、機設備不能正常工作的破壞因素。外部干擾和內部干擾。硬件措施，軟件措施，軟硬結合的措施。2.逐點比較法插補原理。答：所謂逐點比較法插補，就是刀具或繪圖筆每走一步都要和給定軌跡上的坐標值進行比較，看這點在給定軌跡的上方或下方，或是給定軌跡的里面或外面，從而決定下一步的進給方向。3. 簡述數字濾波技術，其算法有哪些? 答：所謂數字濾波，就是通過一定的計算或判斷程序減少干擾在有用信號中的比重。故實質上它是一種程序濾波。算術平均值法、中位值濾波法、限幅濾波法、慣性濾波法。4.數字控制器算法的工程實現分為哪六部分？答：包括給定值處理、被控量處理、偏差處理、控制算法的實現、控制量處理、自動手動處理。5.數字

6、控制器的連續化設計步驟？ 答：設計假想的連續控制器、選擇采樣周期T、將DS離散化為Dz、設計由計算機實現的控制算法、校驗五個步驟。一、填空題（共20分，每題2分）1.計算機系統由 和 兩大部分組成。2.集散控制系統（DCS）的結構模式為： 3.變送器輸出的信號為 或 的統一信號。4.模擬輸出通道的結構型式主要取決于 的構成方式。5.數控系統一般由數控裝置、 、 和檢測裝置等。6.設線性定常系統的輸出方程為，y（t）以最少的N拍跟蹤參考輸入r（t），必須滿足條件 7.常用的狀態觀測器有3種： 、 、 8.“若A則B，否則C”，用模糊關系表示為 9.在一些對程序流向起決定作用的指令前插入兩條 指令

7、，以保證彈飛的程序迅速納入正確軌道。10.采用雙絞線作信號引線的目的是 2、 選擇題（共15分，每題3分）1. 如果模擬信號頻譜的最高頻率為，只要按照采樣頻率（A ）進行采樣，那么采樣信號就能唯一的復觀。 A. B. C. D.2. 一個10位的A/D轉換器（量化精度0.1%），孔徑時間10s，如果要求轉換誤差在轉換精度類，則允許轉換的正弦波模擬信號的最大頻率為（ B ）A.15Hz B.16Hz C.17Hz D.14Hz3. 設加工第一象限直線OA，起點為O（0,0），終點為A（6,3），進行插補計算所需的坐標進給的總步數Nxy為（ C ）A.7 B.8 C.9 D.104. ( A )數

8、字濾波方法適用于周期性干擾。A. 平均值濾波法 B.中位值濾波法 C.限幅濾波法 D.慣性濾波法5. 已知偏差e（k),積分分離閾值，以下正確的是（B ）A. 當時，采用PI控制 B.當時，采用PD控制C.當時，采用PD控制 D.當時，采用PI控制3、 名詞解釋（共30分，每題6分）1. 接口 過程通道 量化 自動校準 HMI四、簡答題（共20分，每題5分）1.什么是計算機控制系統？它的工作原理是怎樣的？2.什么是共模干擾？如何抑制？3.直線插補計算過程有哪幾個步驟？4.程序設計通常分為哪五個步驟？5.如何消除積分飽和？填空題1.計算機、生產過程 2.操作站控制站現場儀表3.010mA、420

9、mA 4.輸出保持器5. 驅動裝置、可編程控制器 6.y（N）=Cx（N）=7.預報觀測器、現時觀測器、降階觀測器 8.9.NOP 10.減少電磁感應名詞解釋2. 接口是計算機與外部設備交換信息的橋梁。3. 過程通道是在計算機和生產過程之間設置的信息傳送和轉換的連接通道。4. 所謂量化，就是采用一組數據來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉換為數字信號。5. 自動校準是指在系統開機后或每隔一定時間自動測量基準參數，然后計算誤差模型，獲得并存儲誤差補償因子。6. HMI就是使用者與機器間溝通、傳達及接收信息的一個接口。簡答題計算機控制系統就是利用計算機來實現生產過程自動控制的系統。從本質上看，計算機控

10、制系統的工作原理可納為以下三個步驟：實時數據采集、實時控制決策、實時控制輸出共模干擾時指A/D轉換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。其抑制方法：變壓器隔離、光電隔離、浮地屏蔽、采用儀表放大器提高共模抑制比。偏差判別、坐標進給、偏差計算、終點判斷問題定義、程序設計、編碼、調試、改進和再設計對計算出的控制量u（k）限幅，同時，把積分作用切除掉。一、填空題（合計20分，每空1分）1、實時的概念不能脫離具體的過程，一個在線的系統不一定是一個 實時系統 ，但一個 、實時系統 必定是在線系統。2、典型的工業生產過程可分為：連續過程、離散過程、批量過程3、計算機控制系統的典型型式：操作指導控制系統、直接數字控制

11、系統、監督控制系統、集散控制系統、現場總線控制系統、綜合自動化控制系統。4、計算機控制系統的發展趨勢：控制系統的網絡化、智能化、扁平化、綜合化。5、數字量輸出通道主要由輸出鎖存器、輸出驅動電路、輸出口地址譯碼電路等組成。6、在計算機控制系統中，模擬量輸入通道的任務是把系統中檢測到的模擬信號 ，變成 、二進制數字信號 ，經接口送往計算機。7、計算機控制系統的CPU抗干擾措施常采用看門狗、電源監控（掉電檢測及保護）、復位等方法。8、對于任意的極點配置，L具有唯一解的充分必要條件是被控對象完全能控。（反饋控制規律L滿足方程：|zI-F+GL|=(z)）9、香農采樣定理：如果模擬信號（包括噪聲干擾在內

12、）頻譜的最高頻率為fmax，只要按照采樣頻率f2fmax進行采樣，那么采樣信號y* (t)就能唯一地復觀y(t).10、程序設計通常分為5個步驟，即問題定義、程序設計、編碼、調試、改進和再設計。二、選擇題(合計15分，每題3分)1、如圖1所示，Vout為8位D/A轉換器的雙極性輸出端，若輸入數字量D=11100000（B），基準參考電VREF=5V，則Vout為：（ C ）A、4.375V B、-4.375V C、3.75V D、-3.75V2、對于電動組合儀表DDZ-型采用的標準電動信號是：（ B ）A、DC 010mA、DC020VB、DC420mA、 DC15V C、DC 010mA 、

13、DC15V D、DC420mA、DC020V3、某一個輸入電路，其共模干擾電壓Ucm=100，Ucm轉換成串模干擾壓為Un=10，則該電路的CMRR(常用共模抑制比)為：（A ）A、20 B、10 C、200 D、1004、q=20mV時，量化誤差為10mV，0.9901.009V范圍內的采樣值，其量化結果都是：（ D ）A、2 B、1 C、100 D、505、軟件抗干擾技術包括：（D ）數字濾波技術、開關量的軟件抗干擾技術、指令冗余技術、軟件陷阱A、 B、 C、 D、三、名詞解釋(合計30分，每題6分)信號調理 有源I/V變換 積分分離 模糊集合 軟件陷阱名詞解釋為了將外部開關量信號輸入到計

14、算機、必須將現場輸入的狀態信號經轉換、保護、濾波、隔離等措施轉換成計算機能夠接收的邏輯信號，這些功能稱為信號調理。主要是利用有源器件運算放大器、電阻來實現將變送器輸出的標準電流信號變換成標電壓信號。在PID控制中，為了提高控制性能，當偏差e(k)較大時，取消積分作用（采用PD控制）；當偏差e(k)較小時才將積分作用投入（采用PID控制）。在人類思維中，有許多模糊的概念，如大、小、冷、熱等，都沒有明確的內涵和外延的集合。就是一條引導指令，強行將捕獲的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進行處理的程序。四、簡答題(合計20分，每題5分)1、什么叫共模干擾，其抑制方法有哪些？共模干擾也

15、稱共態干擾，是指模/數轉換器兩個輸入端上公有的干擾電壓。抑制方法有：變壓器隔離、光電隔離、浮地隔離、采用儀表放大器提高共模抑制比。2、在計算機控制系統中，一般有哪幾種地線？模擬地、數字地、安全地、系統地、交流地五種。3、簡述逐點比較法插補刀具或繪圖筆每走一步都要和給定軌跡上的坐標值進行比較，看點在給定軌跡的上方或下方，或是給定軌跡的里面或外面，從而決定下一步的進給方向。如果原來在給定軌跡的下方，下一步就向給定軌跡的上方走，如果原來在給定軌跡的里面，下一步就向給定軌跡的外面走如此，走一步、看一看，比較一次，決定下一步走向，以便逼近給定軌跡，即形成逐點比較插補。4、設加工第二象限直線OA，起點為O

16、（0，0），終點坐標為A（-4，6），試用直線插補法在圖（2）上做出走步軌跡圖（標明方向）。2、設計一串行輸入12位D/A轉換接口電路并寫出程序代碼1、 AD7543和8031單片機的接口設計：8031的串行口選用方式0(移位寄存器方式)，其TXD端移位脈沖的負跳變將RXD輸出的位數據移入AD7543，利用P1.0產生加載脈沖，由于是低電平有效，從而將AD7543移位寄存器A中的內容輸入到寄存器B中，并啟動D/A，單片機復位端接AD7543的消除CLR端，以實現系統的同步。由于AD7543的12位數據是由高字節至低字節串行輸入的，而8031單片機串行口工作于方式0時，其數據是由低字節至高字節串

17、行輸出的。因此，在數據輸出之前必須重新裝配，并改變發送順序，以適應AD7543的時序要求。如表3所列，其中數據緩沖區DBH為高字節存儲單元，DBL為數據低8位存儲單元。改變數據發送順序的程序如下： OUTDA：MOV A，DBH；取高位 SWAP ；高4位和低4位交換 MOV DBH，A MOV A，DBL ；取低位 ANL A，OFOH ；截取高4位 SWAP ；高4位和低4位交換 ORL A，DBH ；合成，(DBH)=D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 LCALL ASMBB ；順序轉換 MOV DBH，A ；存結果(DBH)=D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10

18、D11 MOV A，DBL ；取低位 ANL A，OFH ；截取低4位 SWAP ；交換，(A)=D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 LCALL ASMBB ；順序轉換 MOV DBL，A ；存結果(A)=0 0 0 0 D0 D1 D2 D3 MOV A， DBH MOV SBUF，A；發送高8位 JNB TI ；等待發送完成 CLR TI ；發送完畢，清標志 MOV A，DBLMOV SBUF，A ；發送低4位 JNB TI ；等待 CLR TI ；發送完畢 CLR P1.0 ；A寄存器加載到B寄存器 NOP SETB P1.0 ；恢復 REF ASMBB：MOV R6，00H MOV R7，08H CLR C ALO： RLC A XCH A，R6 RRC A XCH A，R6DJNZ R7，AL0 XCH A，R6 RET這種方式的單片機串行通訊口與AD7543的接口電路，其波特率固定為CPU時鐘頻率的