72 秋季计算机控制技术(A卷)3参考答案.pdf

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试卷标准答案 第1页

计算机控制技术秋季学期期末考试试卷—标准答案一、填空题（共30分，每空1分）1、实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出2、点位控制、直线切削控制、轮廓切削控制3、模型、指标、容许控制4、被控对象、测量变速、执行机构、电器开关5、综合信息管理级、集中操作监控级、分散过程控制级2z−1Tz+1s=6、D(z)=D(s)7、单端驱动单端接收、正负电平、+3V～+15V、-3V～-15V8、全数字化、双向、多站点9、企业资源管理系统ERP、生产执行系统MES、生产过程控制系统PCS10、在最少个采样周期内达到无静差的稳态、−1−2−N12NΦ(z)=φz+φz+…+φz无源I/V变换电路，其中R2为精密电阻，阻值250Ω，用于将电流转换为电压信号；D为钳位二极管，限定V不高于5.2v；R1和C组成滤波电路。有源I/V变换电路，R2为精密电阻，阻值250Ω，通过取样电阻R2，将电流变为电压信号。通过调整Rf的值，得到对应的电压输出。2、请分别画出8位D/A转换器的双极性电压输出电路，并推导出输出电压与输入数字量之间的关系式。VOUT1为单极性输出，若D为输入数字量，VREF为基准参考电压，且为n位D/A转换器，则有CR2RD1IV11、具有系统监控和数据采集功能二、选择题[10分，每题1分]1、B、实时数据转换2、B、稳态误差3、B、综合化4、C、提高回路噪声比5、A、inportb6、B、随机出现7、A、人机接口8、C、开放式数字控制9、C、+y10、B、求广义对象的斜坡传递函数。三、简答题（共40分，每题5分）1、请分别画出一路有源I/V变换电路和一路无源I/V变换电路图，并分别说明各元器件的作用?+5VVCR1R2+-AI+-ARfR4R3R5

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OUT1REF2n×DV=−VVOUT2为双极性输出，且可推导得到OUT112OUT2REF−1)REF2n−1(D)=VR+R3VRV=−(R3V5、什么叫积分分离,其作用是什么?在一般的PID控制中，当有较大的扰动或大幅度改变给定值时，由于此时有较大的偏差，以及系统有惯性和滞后，故在积分项的作用下，往往会产生较大的超调和长时间的波动。特别对于温度、成份等变化缓慢的过程，这一现象更为严重。为此，可采用积分分离措施，即偏差e(k)较大时，取消积分作用；当偏差e(k)较小时才将积分作用投入。亦即当e(k)β时，采用PD控制；当e(k)≤β时，采用PID控制。积分分离阈值β应根据具体对象及控制要求确定。若β值过大，达不到积分分离的目的；若β值过小，一旦被控量y(t)无法跳出各积分分离区，只进行PD控制，将会出现残差6、写出数字PID增量型控制算法、数字PID位置型控制算法的表达式。数字PID位置型控制算法⌠⌡⌡∫TkTe(k)−e(k−1)u(k)=KP⌠e(k)+T∑e(i)+TDIi=0数字PID增量型控制算法Δu(k)=u(k)−u(k−1)=KP[e(k)−e(k−1)]+KIe(k)+KD[e(k)−2e(k−1)+e(k−2)]其中：KP=1σ称为比例增益；KI=KPT/TI称为积分系数；KD=KPTD/T称为微分系数7、什么叫做介质访问控制技术？在目前的局部网络中，采用哪几种传输访问控制方式？如何合理使用信道，合理分配信道，使得各结点既充分利用信道的空间时间传送信息，也不至于发生各信息间的互相冲突，即合理解决信道的分配的技术。微机局部网络常用的传输访问控制方式有：冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA／CD)；令牌环(TokenRing)；令牌总线(TokenBus)。3、选择采样周期需要考虑哪些因素？(1)首先要考虑的因素香农采样定理给出了采样周期的上限。T≤π/ωmax其中ωmax为被采样信号的上限角频率。采样周期的下限为计算机执行控制程序和输入输出所耗费的时间，系统的采样周期只能在Tmin与Tmax之间选择。(2)其次要考虑以下各方面的因素①给定值的变化频率②被控对象的特性③执行机构的类型④控制算法的类型⑤控制的回路数4、三相步进电机有哪几种工作方式？分别画出每种工作方式的各相通电顺序和电压波形图。对于三相步进电机则有单相三拍(简称单三拍)方式、双相三拍(简称双三拍)方式、三相六拍工作方式。单三拍工作方式各相的通电顺序为：A→B→C→A→…，各相通电的电压波形：ABC双三拍工作方式各相的通电顺序为：AB→BC→CA→AB→…，各相通电的电压波形：ABC三相六拍工作方式各相的通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A→…，各相通电的电压波形

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8、什么是串模干扰?如何抑制?所谓串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声。这里的被测信号是指有用的直流信号或缓慢变化的交变信号，而干扰噪声是指无用的变化较快的杂乱交变信号。其抑制方法有：①如果串模干扰频率比被测信号频率高，则采用输入低通滤波器来抑制高频率串模干扰；如果串模干扰频率比被测信号频率低，则采用高通滤波器来抑制低频串模干扰；如果串模干扰频率落在被测信号频谱的两侧，则应用带通滤波器。②当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，用双积分式A/D转换器可以削弱串模干扰的影响。③对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应尽可能早地进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声比的目的；或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施。④从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰。⑤采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应，并且使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。选用带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，并对测量仪表进行电磁屏蔽。四、计算题（共20分）1、（1）插补计算过程如下表（5分）终点判断坐标计算偏差计算坐标进给偏差判别步数Nxy=10x0=5,y0=0F0=0起点Nxy=9x1=x0-1=4,y1=0F1=F0-2x0+1=-9-xF0=01Nxy=8x2=4,y2=y1+1=1F2=F1+2y1+1=-8+yF1<02Nxy=7x3=4,y3=y2+1=2F3=F2+2y2+1=-5+yF2<03Nxy=6x4=4,y4=y3+1=3F4=F3+2y3+1=0+yF3<04Nxy=5x5=x4-1=3,y5=3F5=F4-2x4+1=-7-xF4=05Nxy=4x6=3,y6=y5+1=4F6=F5+2y5+1=0+yF5<06Nxy=3x7=x6-1=2,y7=4F7=F6-2x6+1=-5-xF6=07Nxy=2x8=2,y8=y7+1=5F8=F7+2y7+1=4+yF7<08Nxy=1X9=x8-1=1,y9=5F9=F8-2x8+1=1-xF8>09Nxy=0X10=x9-1=0,y10=5F10=F9-2x9+1=0-xF9>010409551808=v�v=2.2VT−20=2.2−1�T=35oC70−205−1（2）40−20=v−1�v=2.6V70−205−140955=2.6�D=2129D254376x（2）根据上表，可作出走步轨迹如图所示。（5分）y51094832101234152、（1）710H=7*256+16=1808