計(jì)算機(jī)掌握系統(tǒng)模擬試題一.填空題（20分）1、計(jì)算機(jī)掌握系統(tǒng)就是采用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動掌握的系統(tǒng)，它的工作原理可以分為、和三個步驟；計(jì)算機(jī)掌握系統(tǒng)的典型形式有、、、、和。2、工業(yè)掌握機(jī)的特點(diǎn)是和；工業(yè)掌握計(jì)算機(jī)的硬件組成有和。3、過程通道是在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程之間設(shè)置的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道,它包括、、、，模擬量輸入通道的組成有、、、、、和。4、IEEE-488串行總線的商定及特點(diǎn)是、、、、、、和，連接在IEEE-488串行總線上設(shè)施有：、和三種。5、數(shù)控系統(tǒng)按掌握方式來分類，可以分為、、，這三種掌握方式都是運(yùn)動的軌跡掌握，實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)和二次曲線的方法主要有、、等。6、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型有挨次存儲結(jié)構(gòu)和非挨次存儲結(jié)構(gòu)，其中靜態(tài)挨次結(jié)構(gòu)有、，對于堆棧常用的運(yùn)算有、、，動態(tài)挨次結(jié)構(gòu)有、。7、在PID掌握中，積分的作用是消退殘差，為了提高掌握性能，對積分項(xiàng)可實(shí)行的改進(jìn)措施有、、、，消退積分不靈敏區(qū)常采納的措施有、。8、組態(tài)軟件主要包括：共8個方面的內(nèi)容，總線式工業(yè)掌握計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)有、、、和。9、圖形畫面一般有、，A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有、、、和。.選擇題，請將你認(rèn)為正確的答案全部選擇出來填入空中（20分）.下述選項(xiàng)中，屬于內(nèi)部總線的有（），屬于外部總線的有（）。地址總線、數(shù)據(jù)總線、PCI總線、ISA總線、RS-232c串行總線、STD總線、USB總線.一個8位的A/D轉(zhuǎn)換器，其量化精度約為（），假設(shè)其孔徑時間為5微妙，假如要求轉(zhuǎn)換誤差在轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，那么允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號的最大頻率約為（）。1%、0.5%、0.4%、0.2%、104HZ、124HZ、164HZ.下述選項(xiàng)中，屬于系統(tǒng)軟件的有（），屬于應(yīng)用軟件的有（）。C語言、變壓器故障分析軟件、WindowsXP軟件、UNIX軟件變電站綜自軟件、惠普打印機(jī)驅(qū)動軟件、匯編語言、計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡驅(qū)動軟件.以下的抗干擾方法中，屬于硬件濾波的有（），屬于軟件濾波的有（）。平均值濾波、中值濾波、RC濾波、光電隔離濾波慣性濾波、LC濾波、始端屏蔽、指令冗余.以下的抗干擾方法中，（）可以抑制串模干擾，（）可以抑制共模干擾。低通濾波、浮地屏蔽、光電隔離、采納雙絞線作信號線帶通濾波、終端屏蔽、終端阻抗匹配.推斷題（10分）（注：假如有錯誤，請改正!）.14位A/D轉(zhuǎn)換的區(qū)分率約為0.0000152。（）.異步傳送傳送數(shù)據(jù)的方法為按字符傳送。（）.擾動頻率越低，采樣周期應(yīng)當(dāng)越短。（）.在同步通信中，發(fā)送的每一個數(shù)據(jù)字符均帶有起始位、停止位和可選擇的奇偶位。（）.Bitbus的電氣接口采納的是平衡傳送的RS-232c標(biāo)準(zhǔn)。（）.問答題（15分）.什么是數(shù)字PID位置掌握算法和增量型掌握算法？試比擬它們的優(yōu)缺點(diǎn)？（5分）.計(jì)算機(jī)掌握系統(tǒng)的典型形式有那些？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（5分）.什么是平衡傳輸方式和不平衡傳輸方式？試比擬兩種方式的性能。（5分）五、計(jì)算及論述題，需寫出解題過程（35分）1、在12乘8的矩形板上加工底為12,高為8的等邊三角形，要求：（12分）1）按逐點(diǎn)比擬法插補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算；2）作出走步軌跡圖，并標(biāo)明進(jìn)給方向和步數(shù)。2、某爐溫度變化范圍為0?2000C,要求區(qū)分率為1℃,溫度變送器的輸出范圍為l-5Vo假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍是0-5V,求A/D轉(zhuǎn)換器的字長應(yīng)為多少位？假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器的字長不變，現(xiàn)通過變送器零點(diǎn)遷移將信號零點(diǎn)遷移到400C,此時系統(tǒng)對爐溫變化的區(qū)分率為多少？（11分）3、某系統(tǒng)的連續(xù)掌握器設(shè)計(jì)為:D（S）=U（S）/E（S）=（1+T1S）/（1+T2S）,試用雙線性變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數(shù)字掌握器D（Z）,并分別給出三種方法對應(yīng)的遞推掌握算法（12分）答案計(jì)算機(jī)掌握系統(tǒng)模擬試題（A）參考答案一、填空題（每空0.5分）1、實(shí)時數(shù)據(jù)采集、實(shí)時掌握決策、實(shí)時掌握輸出；操作指導(dǎo)掌握系統(tǒng)、直接數(shù)字掌握系統(tǒng)、監(jiān)督掌握系統(tǒng)、分散型掌握系統(tǒng)、現(xiàn)場總線掌握系統(tǒng)。2、牢靠性和可修理性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、掌握的實(shí)時性、完善的輸入輸出通道、豐富的軟件、適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)精度和運(yùn)算速度；主機(jī)板、內(nèi)部總線和外部總線、人-機(jī)接口、系統(tǒng)支持功能、磁盤系統(tǒng)、通信接口、輸入輸出通道。3、模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量（開關(guān)量）輸入通道、數(shù)字量（開關(guān)量）輸出通道；I/V變換、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、接口、掌握規(guī)律。4、總線電纜是一條無源的電纜線，包括16條信號線和9條地線、系統(tǒng)中通過總線互連的設(shè)施不得超過15臺、總線電纜長度不超過20米，或儀器設(shè)施乘分段電纜長度總和不超過20米、信號傳輸率一般為500kbps,最大傳輸速率為1Mbps、地址容量為：“聽”地址31個，“講”地址31個,最多地址容量可擴(kuò)展到961個、總線上傳輸?shù)南樨?fù)規(guī)律、采納按位并行，字節(jié)串行，三線握手，雙向異步的傳輸方式；控者、聽者、講者。5、點(diǎn)位掌握、直線切削掌握、輪廓切削掌握；逐點(diǎn)比擬法、數(shù)字積分法、數(shù)字脈沖乘法器。6、線性表、數(shù)組；在棧頂插入一個新的數(shù)據(jù)元素、刪去棧頂一個元素、讀棧頂一個數(shù)據(jù)元素；堆棧、隊(duì)列；7、積分分別、抗積分飽和、梯形積分、消退積分不靈敏區(qū)；增加A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)，加長運(yùn)算字長、小積分項(xiàng)的累加。8、掌握組態(tài)、圖形生成系統(tǒng)、顯示組態(tài)、I/O通道登記、單位名稱登記、趨勢曲線登記、報(bào)警系統(tǒng)登記、報(bào)表生成系統(tǒng)；小型化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、組合化、結(jié)構(gòu)開放。9、靜態(tài)畫面、動態(tài)畫面；轉(zhuǎn)換時間、區(qū)分率、線性誤差、量程、對基準(zhǔn)電源的要求。二、選擇題（每空2分）1、（PCI總線、ISA總線、STD總線），（RS-232c串行總線、USB總線）；2、（0.4%）,（124HZ）；3、（WindowsXP軟件、UNIX軟件），（變壓器故障分析軟件、變電站綜自軟件、惠普打印機(jī)驅(qū)動軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡驅(qū)動軟件）；4、（RC濾波、光電隔離濾波、LC濾波、始端屏蔽），（平均值濾波、中值濾波、慣性濾波）；5、（低通濾波、采納雙絞線作信號線、帶通濾波），（浮地屏蔽、光電隔離）。三、推斷題（每題2分）1、錯，14位A/D轉(zhuǎn)換的區(qū)分率約為0.000061。2、正確。3、錯，擾動頻率越高，采樣周期應(yīng)當(dāng)越短。4、錯，在異步通訊中，發(fā)送的每一個數(shù)據(jù)字符均帶有起始位、停止位和可選擇的奇偶位。5、錯,Bitbus的電氣接口采納的是平衡傳送的RS-485標(biāo)準(zhǔn)。四、問答題1、數(shù)字式PID位置型掌握算法每次輸出的掌握量表征執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置；數(shù)字式PID增量型掌握算法每次輸出的是掌握量相對于上次掌握量的增量。增量型算法不需要做累加，掌握量增量確實(shí)定僅與最近幾次誤差采樣值有關(guān)，計(jì)算誤差或計(jì)算精度問題對掌握量的計(jì)算影響較小，增量型算法得出的是掌握量的增量，誤動作影響小，位置型算法的輸出是掌握量的全量輸出，誤動作影響大，采納增量型算法，易于實(shí)現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。（9）2、計(jì)算機(jī)掌握系統(tǒng)的典型形式有操作指導(dǎo)掌握系統(tǒng)、直接數(shù)字掌握系統(tǒng)、監(jiān)督掌握系統(tǒng)、分散型掌握系統(tǒng)、現(xiàn)場掌握系統(tǒng)；操作指導(dǎo)掌握系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡潔，掌握敏捷平安，缺點(diǎn)是要由人工操作，速度受到限制，不能掌握多個對象，直接數(shù)字掌握系統(tǒng)實(shí)時性好，牢靠性高，適應(yīng)性強(qiáng),可掌握多個對象，但對系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)依靠性高，監(jiān)督掌握系統(tǒng)只供應(yīng)應(yīng)定值，與DDC系統(tǒng)協(xié)作構(gòu)成掌握系統(tǒng)能提高掌握系統(tǒng)的牢靠性，分散型掌握系統(tǒng)是分級掌握，分級管理，牢靠性提高。（8）3、平衡傳輸方式是用雙絞線傳輸信號，信號在雙絞線中自成回路不通過地線，接收器是用雙端差動方式輸入信號；不平衡傳輸方式是用單線傳輸信號，以地線作為信號的回路，接收器是用單線輸入信號；在不平衡傳輸方式中，信號線上所感應(yīng)到的干擾河地線上的干擾將迭加后影響接收信號，在平衡傳輸方式中，雙絞線上感應(yīng)的干擾相互抵消，地線上的干擾又不影響接收端，平衡傳輸方式在抗干擾方面有較好的性能，并適合較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。（8）五、計(jì)算及論述題1、解：以12長的邊為三角形的底邊，并以其角為三角形的一個邊角和坐標(biāo)原點(diǎn)，在一象限加工兩條直線，第一條邊加工坐標(biāo)進(jìn)給的總步數(shù)為Nxy=|6-0|+|8-0|=14,Xe=6,Ye=8,Fo=0,xoy=1,插補(bǔ)計(jì)算過程如下：步數(shù)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)推斷起點(diǎn)Fo=ONXy=141Fo=O+xFi=Fo-Ye=-8NXy=132Fi<0+YF2=Fi+Xe=-2Nxy=123F2Vo+Yp3=F2+Xe=4NXy=ll4F3>0+XF4=F3-Ye=-4Nxy=105f4<o+YF5=F4+Xe=2Nxy=96f5>o+XF6=F5-Ye=-6NXy=87f6<o+yF7=F6+Xe=0Nxy=78f7=o+xFg=F7-Ye=-8NXy=69f8<o+yF9=Fg+Xe=-2NXy—510F9Vo+yFi（）=F9+Xe=4NXy—411Fio>O+xFh=F10-Ye=-4Nxy二312Fn<0+yF12=Fn+Xe=2NXy=213F12>0+xF13=Fi2-Ye=-6Nxy=l14Fi3<0+yF14=F13+Xe=0Nxy—0加工完成一條邊后，將矩形的另一角作為坐標(biāo)原點(diǎn)，同理可加工另一條邊,直線插補(bǔ)的走步軌跡圖如下：2、解：Xmax=2000,Xmin=0,入=1,由于A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為0-5V,溫度變送器的輸出電壓范圍都為1-5V,所以A/D轉(zhuǎn)換器的字長應(yīng)為：n=log2(1+5/4x(Xmax-Xmin)/入)=log22501212假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器字長不變，轉(zhuǎn)變零點(diǎn)偏移，此時Xmax=2000,Xmin=400,n=12,系統(tǒng)對爐溫的區(qū)分率為：入=(2000-400)x4/5/(212-1)-0.316℃3、解：雙線性變換法的數(shù)字掌握器為：D(Z)=(1+2/Tx(Z-l)/(Z+l)xL)/(1+2/Tx(Z-l)/(Z+l)xT2)=(T-23+(T+2TJxZ)/(T-2T2+(T+2T2)xZ)對應(yīng)的遞推掌握算法為：u(k)=-(T-2T2)/(T+2T2)xu(k-l)+(T+2L)/(T+2T2)xe(k)+(T-2L)/(T+2T2)xe(k-l)前向差分法的數(shù)字掌握器為：D(Z)=(1+Lx(Z-l)/T)/(1+T2x(Z-l)/xT)=(T-L+LxZ)/(T-T2+T2xZ)對應(yīng)的遞推掌握算法為：u(k)=-(T-T2)/T2xu(k-