1、專業班級： 姓名： 學號： 密封線河南理工大學 2008-2009學年第 一 學期專業班級： 姓名： 學號： 密封線微型計算機控制技術試卷（A卷）得分 （本題 25 分）一、填空（每題1分）1.按照微機的應用方式，計算機控制系統可分為：_、_和_。2常用的AD轉換方法有 、 。3. 常用的AD轉換的啟動信號有 和 方式。4. 8051單片機IO接口編碼方式為 ，INTEL8088的IO編碼方式為 。5. 最少拍有波紋系統的性能指標要求包括、。6.程序設計通常采用和設計法7.10位AD轉換器的最低分辨率為: ,當基準電壓為36v時，最小轉換電壓為 v。8. 采樣保持器有 和 兩種工作狀態，對A1

2、,A2兩個放大器的要求 。9. IO通道的干擾類型包括： 和 。10. 大林算法的設計原則是 。11. 最少拍無波紋系統的設計要求，除了滿足最少拍有波紋的一切設計要求外，還必須保證 。得分 （本題5 分）二、簡述計算機控制系統的組成，并畫出方框圖.得分 （本題 10 分）三、有4位AD轉換器，滿刻度為5V，現在輸入4.15V模擬電壓，請分析采用逐次逼近法逼近的轉換過程得分 （本題10 分）四、用一階后向差分法求某控制器的傳遞函數的差分方程.T=1s.得分 （本題 10 分）五、廣義對象的傳遞函數為： 1，請說明最小拍有波紋控制器的設計步驟，2. 寫出根據性的閉環傳遞函數（Z）和e(Z). 得分

3、 （本題10 分）六、常用數字濾波算法有哪幾種？簡述優得分 （本題10 分）七、寫出數字PID控制算法的位置式和增量式兩種標準算法并簡要回答下列問題： 1. 簡述積分分離法克服位置式PID積分飽和作用的原理。 2. PID數字控制器參數整定的含義是什么？簡述工程實現時，參數整定的步驟。3. 采樣周期的選擇應綜合考慮哪幾個因素？得分 （本題10 分）八、請說明下圖中IO通道的類型，并說明其工作過程。P1.0得分 （本題 10 分）九、請結合課程的學習，談一談如何利用微機控制系統實現某一加熱爐的溫度控制。一填空1操作指導控制系統 直接數字控制系統，監督計算機控制系統，分級計算機控制系統2.計數法、

4、雙積分法，逐次逼近法3脈沖方式；電平方式4. 統一編址；獨立編址5準確性、快速性、穩定性6. 模塊法、結構法7.1/1024；35.168.采樣；保持；A2輸入阻抗大，A1輸出阻抗低9.串模干擾；共模干擾10以大林算法為模型的數字控制器，使閉環系統的特性為時間滯后的一階慣性環節，且滯后時間與被控對象的滯后時間相同。11.控制器包含廣義被控對象所有零點。二計算機控制系統有哪些部分組成，并畫出方框圖。答：計算機控制系統的硬件組成主要是由控制對象（或生產過程）、執行器、測量變送環節、輸入輸出通道和數字調節器等組成。軟件組成主要是由系統軟件和控制軟件。 三有4位AD轉換器，滿刻度為5V，現在輸入4.1

5、5V模擬電壓，請說明逐次逼近轉換原理。并分析采用逐次逼近法逼近的轉換過程。解： 先通過置數邏輯電路將SAR中最高位置1，其余全0，井DA轉換成模擬電壓U0與輸入模擬電壓Ui在電壓比較器下進行比較，若UiU0,則保留最高位1，否則清除最高位為0；其次置次高位為1，延續上述過程，直至確定最低位的狀態。量化單位為q=5v/24=0.3125V本題目中圖表轉換如下：步驟SARU0Ui,U0大小該位去留8421110002.5保留211003.75保留311104.375去411014.0625保留結果1101偏差4.15-4.0625=0.0875圖略。四五答案：步驟如下：一 根據被控對象的傳遞函數確

6、定廣義傳遞函數D(Z)二 根據性能指標和約束條件確定閉環傳遞函數(Z),其中性能指標包括準確性、快速性、穩定性，約束條件為物理可實現性。同時得出閉環誤差傳遞函數e（z）三 根據確定控制器的傳遞函數四 將其離散化，編寫算法程序對速度輸入.q=2,r=2,v=1,u=0所以六、常用數字濾波算法有哪幾種？簡述優缺點？（一）算術平均值濾波 A優點：適用于對一般具有隨機干擾的信號進行濾波。 B缺點：對于測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控制不適用。比較浪費RAM。（二）中值濾波A優點：能有效克服因偶然因素引起的波動干擾。B缺點：對流量、速度等快速變化的參數不宜。當信號變化速度和采樣周期相比不容忽略

7、時，可能三個數都是正確的信息，會丟失許多正確信息（三）一階滯后濾波A優點：對周期性干擾具有良好的抑制作用。 B缺點：相位滯后，靈敏度低。不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號。（四）程序判斷濾波A.優點：既照顧了采樣的實時性，又照顧了采樣值變化的連續性。B.缺點：最大允許偏差難以確定（五）復合濾波（防脈沖干擾的算術平均值濾波）A優點：融合了兩種濾波方法的優點B 缺點：浪費內存七答：位置式：增量式：（1）開始時不進行積分，直至偏差達到一定閥值后才進行積分累積，這樣，一方面防止了一開始有過大的控制量，另一方面即使進入飽和后，因積分累積小，也能較快推出，減少了超調。（2）PID數字控制器參數整定是指確定PID數字控制器的參數，以使系統輸出達到滿意的效果。（3）滿足采樣定律；抗干擾角度，T應小些；快速系統，要求T小；執行機構慣性大時，T應大些；計算機工作量和成本考慮，T應大些；從計算機精確執行控制算法，T應大些；實際生產過程中常采用經驗法獲得采樣周期。八該通道為數字量輸入通道。