计算机控制作业答案

100Ω VX
8255A
AD574A
REFIN REFOUT BIPOFF R2
100Ω
REFIN
+15V
100kΩ R1
100Ω R2 R1 100Ω
REFOUT BIPOFF
100kΩ
AD574
10VIN 20VIN DG AG
100Ω
-15V
AD574
10VIN 20VIN DG AG -5V～+5V -10V～+10V
第3章 作业
6、PC总线工业控制机的8路模拟量输入通道线路连接原理图
+12V
100K
+5V PA7 PA3
12 / 8 VLOGIC
STS BIP OFF DB11 REF IN REF OUT DB8
100
100K
-12V
100

PC总线 8255A PA0 PB7 PB0 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0
第5章 作业
6、假设加工第一象限逆圆弧AB，起点A 坐标为（4,0），终点B坐标为（0,4），试进行插 补计算，作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。 步 偏差判别 坐标 数 进给 起 点 偏差计算 终点判别
F0=0
Nxy=8
1 F0=0
-x F1=F0-2x+1=-7 Nxy=7
2 F1=-7<0 +y F2=F1+2y+1=-6 Nxy=6 3 F2=-6<0 +y F3=F2+2y+1=-3 Nxy=5 4 F3=-3<0 +y F4=F3+2y+1=2 Nxy=4 5 F4=2>0 -x F5=F4-2x+1=-3 Nxy=3 6 F5=-3<0 +y F6=F5+2y+1=4 Nxy=2
-5V～+5V -10V～+10V
100kΩ -12V
+5V PB7 PB0 接PC总线 PA7 PA4 PC7 PC0 DB11 DB4 DB3 DB0 STS R/C
+12V
CE 12/8
VLOGIC
100kΩ
BIP OFF
REF OUT REF IN 20VIN 10VIN AGND A0 CS DGND
（3）
热电偶的电压输出与温度之间的关系表示为 u1
f (T )
，温度与电压值存在一一对应的关系；经过放大倍数为K1的 线性放大处理后，u2 K1u1 K1 f (T ) ，再经过A/D转换后输 出为数字量D1、D1数字量与模拟量成正比，其系数为K2， 则 D1 K1K 2 f (T ) 。 这就是计算机接收到的数据，该数据只 是与被测温度有一定函数关系的数字量，并不是被测温度， 所以不能相识该数值。要显示的被测温度值需要利用计算机 对其进行标度变换，即需推导出T与D1的关系，在经过计算 得到实际温度值。
第7章 作业
5 （1） 什么是标度变换？（2）在什么情况下使用标度
变换？（3）说明热电偶测量、显示温度时，实现标度变换的 过程。
答（１）标度变换（工程量转换）：将A/D转换后的数字量
转换成与实际被测量相同量纲的过程。 （２）生产中各个参数有不同的数值和量纲,如Pa、℃等， 这些参数经变送器转换成A/D能接收的0～5V电压信号，又 由A/D （以8位为例）转换成00～FFH的数字量，不带量纲， 仅代表参数值相对大小。为方便操作及运算、显示和打印 的要求，须把数字量转换成带有量纲的数值 。
6 某压力测量仪表的量程为400～1200Pa，采用8位A/D转换 器，设某采样周期计算机中经采样及数字滤波后的数字量为 ABH，求此时的压力值。 解： Amin 400,
Amax 1200 ,
N x 0 ABH 171
Nmax 0FFH 255,
Ax
Amax Amin 1200 400 ( N x N min ) Amin (171 0) 400 936.5 N max N min 255 0
由于广义对象的脉冲函数中有一个单位内的零点z=-0.718， 会引起纹波，应予以消除。 根据单位阶跃输入r(t)=1(t)的形式： 可得：
1 R( z ) (1 z 1 )
Gc ( z) az1 (1 0.718z 1 )
Ge ( z) (1 z 1 )(1 fz 1 )
0～10V 0～20V
单极性输入
双极性输入
P2.7
CS XFER DI0 DI7
DAC0832
80C51
P0 WR VSS
VCC ILE Rfb IOUT1 IOUT2
+5V 1kΩ 1MΩ
WR1 WR2 DGND
+
VO
利用单片机8051、DAC0832等器件设计出8路双缓冲模拟
量输出接口，并画出接口电路原理图。
解：（1）
单 极 性 输 出 电 路
DAC0832 Rf Iout1 + OA
V REF
Iout2
Vout
双 极 性 输 出 电 路
（2）
Vout1 =-VREF
D 2n
R3 R3 D D Vout 1 ) -VREF VREF n 2 VREF ( n1 - 1) R1 R2 2 2
9 设数字控制器 解
D( z )
1 1 0.4 z 1
，试求 ＲＡ 。
在单位阶跃输入作用下，控制器输出的ｚ变换为
U ( z ) D( z ) R( z ) 1 1 1 1 1 0 . 6 z 0 . 76 z 1 1 1 0.4 z 1 z
RA U (0) U (T ) 1 0.6 0.4
实现了双极性输出。
ALE G D7 : : D0 OE Q7 : : Q0 + + 1
CK D
Q Q
CLK
P0
80C31
EA WR P2.7 RD P3.3
74LS373
ADC 0809
C B A D0～D7
IN7
START ALE OE EOC
IN0
利用单片机8051、AD574A等器件设计出8路模拟量采集 系统，请画出接口电路原理图
1
由于广义对象的脉冲函数中有一个单位内的零点z=-0.718， 会引起纹波，应予以消除。
z 1 根据单位速度输入r(t)=t的形式： R( z) (1 z 1 ) 2
可得：
Gc ( z) (az1 bz2 )(1 0.718z 1 )
Ge ( z) (1 z 1 )2 (1 fz 1 )
74LS373
ALE P0.7
G D7 : : D0
P0.0
OE Q7 : : Q0
12/8 DG CS A0 R/C DB11
REFIN REFOUT BIPOFF
100Ω R2 R1 100Ω
80C31
EA WR RD P1.0 +
DB4 DB3 DB0
AD574
10VIN 20VIN AG
CE STS


+15V -15V +15V 5 4 -15V
1 LF398
DB7
8 3
VDD VEE
X

DB0 CE

AD574A 10VIN
7
CS R/C
6
CH
X0 CD4501
INH
C B A
7
AGND
X
VIN0 VIN7
A0 DGND
VSS
10 请分别画出D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路， 并分别推到输出电压与输入数字量之间的关系式。
Nmax 0FFFH 4095 ,
因为0 ℃经温度变送器输出电压为1V，所以Nmin的值 对应电压为1V的值，即： N min 4095/ 5 819
Ax Amax Amin 1600 0 ( N x N min ) Amin (981 819) 0 79.1 N max N min 4095 819
所以当采样值为ABH时，电阻炉温度936.5Pa 。
7 某电炉温度变化范围为0～1600℃，经温度变送器输出电压 为1～5V，再经AD574A转换，AD574A输入电压范围为0～ 5V，计算当采样值为3D5H时，电阻炉温度是多少。 解：
Amin 0,
Amax 1600 ,
N x 3D5H 981
即
U ( z) z 1U ( z) 4.35E( z) 2z 1E( z)
将上式取z反变换，其差分方程为 位置型： u(k ) u(k 1) 4.35e(k ) 2e(k 1) 增量型： u(k ) u(k ) u(k 1) 4.35e(k ) 2e(k 1)
1 e Ts 5 5 1 1 1 HG( z ) Z [ ] (1 z 1 )Z [ 2 ] 5(1 z 1 )Z [ 2 ] s s(s 1) s (s 1) s s 1 s
1 1 1 Tz 1 1 1 . 84 z ( 1 0 . 718 z ) 5(1 z 1 )[ ] (1 z 1 ) 2 1 e T z 1 1 z 1 (1 z 1 )(1 0.368z 1 )
Vout 2 -(VREF
根据上面两式，对于8位D/A转换器，有： D=0时， D=80H， D=FFH，
Vout1 =0,Vout2 =-VREF
VREF 128 128 Vout1 =-VREF 8 ,Vout2 =VREF ( 8-1 -1) 0 2 2 2