计算机控制技术习题
计算机控制技术课后习题答案
第一章计算机控制系统概述习题及参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。
图1.1微机控制系统组成框图(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
计算机控制技术习题—
计算机控制技术习题1.1 什么是计算机控制系统？它由哪几个部分组成？1.2 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？1.3 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？1.4 工业控制机的哪几个部分组成？各部分的主要作用是什么？工业控制机的特点有哪些？1.5 什么是总线、内部总线和外部总线？1.6 PC总线和STD 总线各引线的排列和含义是怎样的？1.7 RS-232C 和 IEEE-488 总线各引线的排列和含义是怎样的？2.1 什么是接口、接口技术和过程通道？2.2 采用74LS244和74LS273与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量(开关量)输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字输入和数字输出程序。
2.3 采用8位 A/D 转换器 ADC0809 通过 8255A 与PC总线工业控制机接口，实现8路模拟量采集。
请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序。
2.4 用12位 A/D 转换器 AD574 通过 8255A 与PC总线工业控制机接口，实现模拟量采集。
请画出接口原理图，并设计出A/D转换程序。
2.5 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？2.6 什么是采样过程、量化、孔径时间？2.7 采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟器输入通道中都需要采样保持器？为什么？2.8 一个8位 A/D 转换器，孔径时间为100μs, 如果要求转换误差在A/D 转换器的转换精度 (0.4 %) 内，求允许转换的正选波模拟信号的最大频率是多少？2.9 试用 8255A 、AD574、LF398、CD4051 和PC总线工业控制机接口，设计出8路模拟量采集系统。
请画出接口电路原理图，并编写相应的8路模拟量的数据采集程序。
2.10 采用DAC0832和PC总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转换程序。
《计算机控制技术》习题答案
《计算机控制技术》（机械工业出版社范立南、李雪飞）习题参考答案第1章1．填空题(1) 闭环控制系统，开环控制系统(2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出(3) 计算机，生产过程(4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道(5) 系统软件，应用软件2．选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3．简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。
计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。
工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
(2)操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。
适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。
其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。
直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。
能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。
监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。
其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。
SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。
集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。
缺点是系统比较复杂。
计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。
计算机控制技术练习题
计算机控制技术练习题专升本一、单选选择题1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。
A. A/D转换器B. 双向可控硅C. D/A转换器D. 光电隔离器2. 若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（）器件完成控制量的切换工作。
A. 锁存器锁存B. 多路开关C. A/D转换器转换D. 反多路开关3. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（）。
A. 阳极B. 阴极C. 阴极或阳极D. 先送阴极再送阳极4. 闭环控制系统是指（）。
A. 系统中各生产环节首尾相接形成一个环；B. 输出量经检测变送回到输入端，对控制产生影响；C. 系统的输出量供显示的打印；D. 控制量只与控制算法和给定值相关。
5. 计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（）。
A. 接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机；B. 按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机；C. 当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作；D. SCC计算机与控制无关。
6. 在开关量控制系统中，下面对固态继电器描述中正确的是（）。
A. 直流固态继电器输入端、输出端电源极性不分正负；B. 交流固态继电器输入端、输出端电源极性不分正负；C. 交流固态继电器在控制信号撤销后，只有在负载电流为零时才关断；D. 直流固态继电器在控制信号撤销后，只有在负载电流为零时才关断。
7.在限幅滤波中，设ΔY=0.3V，时间N时刻采样值为3.5V，N+1时刻采样值为3.3V，则（）。
A. N+1时刻采样值作为当前采样值B. N+1时刻采样值舍弃不用C. N时刻采样值作为当前采样值D. 以上都不对8.防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是（）。
A. 可以用硬件或软件程序实现B. 只能用滤波电路或双稳态电路实现C. 只能用软件程序实现D. 只能用延时程序实现9.小功率直流电机控制系统中，正确做法是（）。
《计算机控制技术》习题与答案
《计算机控制技术》习题与答案计算机控制系统自测题目及答案第一章计算机控制系统概述1.计算机控制系统的控制过程是怎样的计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。
图1.1微机控制系统组成框图(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(4)检测与执行机构a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V 或4～20mA)后，再送入微机。
计算机控制技术课后习题与答案
单路模拟量电路原理图如下列图所示。
10.采用DAC0832和PC/ISA总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转换程序。
11.采用DAC1210和PC/ISA总线工业控制机接口，请画出接口电路原理图，并编写D/A转换程序。
答案：略。
12.请分别画出D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路，并分别推导出输出电压与输入数字量之间的关系式。
①无源I/V变换
无源I/V变换主要是利用无源器件电阻来实现，并加滤波和输出限幅等保护措施，如下图。
无源I/V变换电路
对于0～10mA输入信号，可取R1=100Ω，R2=500Ω，且R２为精细电阻，这样当输入的I为0～10mA电流时，输出的V为0～5V.对于4～20mA输入信号，可取R１=100Ω，R２=250Ω，且R２为精细电阻，这样当输入的I为4～20mA时，输出的V为1～5V。
上世纪末期开展起来的单片机及嵌入式系统等以其价格低和体积小的优势，使智能仪器和智能仪表在控制场合中的应用也越来越广。现代工业生产规模的日益复杂化和大型化趋势，对控制计算机提出了更高的要求。计算机不仅要完成面向过程的控制和优化任务，还要在获取生产过程各种信息的根底上进展这个过程的信息综合和优化调度，完成生产、经营管理和其它综合管理工作。这种集企业的管理、监视与控制为一体的计算机综合自动化系统被称为计算机集成制造系统(CIMS)或计算机集成过程系统(CIPS)。此外，监视控制与数据采集系统(SCADA)、可编程自动化控制器(PAC)和无线传感器网络(WSN)等各种控制系统也为计算机控制方法提供了新的应用领域。
计算机控制技术练习题
计算机控制技术练习题1. 数据传输和处理1.1. 数据传输计算机控制技术中最基本的任务之一是实现数据传输。
请回答以下问题：1.简要解释什么是数据传输。
数据传输是指将数据从一个地方传送到另一个地方的过程。
在计算机控制技术中，数据传输通常指在计算机内部或计算机与外部设备之间传输数据。
2.列举一些常见的数据传输接口。
–USB（通用串行总线）–HDMI（高清晰度多媒体接口）–Ethernet（以太网）–SATA（串行ATA）–PCI（外部组件互连）1.2. 数据处理计算机控制技术中的另一个重要任务是数据处理。
请回答以下问题：1.简要解释什么是数据处理。
数据处理是指对输入的数据进行操作、转换、计算、存储和输出的过程。
数据处理的目的是根据特定的需求和算法，对数据进行加工处理，得到最终的结果。
2.列举一些常见的数据处理技术。
–数据压缩：将数据编码为更紧凑的形式，减少存储和传输的需求。
–数据加密：对数据进行加密，以保护其安全性。
–数据转换：将数据从一种格式转换为另一种格式，以适应不同的应用需求。
–数据过滤：根据规则或条件，筛选和提取所需的数据。
–数据聚合：将多个数据源的数据合并成一个集合。
2. 控制系统设计2.1. 控制系统基础控制系统是计算机控制技术中的核心概念。
请回答以下问题：1.简要解释什么是控制系统。
控制系统是由传感器、执行器、控制器和反馈环路等组成的一种系统，用于监测和调节一个或多个输出变量，以实现对系统行为的控制。
2.列举一些常见的控制系统应用。
–自动化生产线控制–温度控制系统–机器人控制系统–汽车自动驾驶系统–航空航天控制系统2.2. 控制系统设计方法设计控制系统时，需要采用一定的方法和技巧来确保系统的稳定性和性能。
请回答以下问题：1.简要解释什么是PID控制器。
PID控制器是一种常用的控制器设计方法，它基于比例、积分和微分三个部分对误差信号进行调节，以实现对系统的控制。
PID控制器具有简单、稳定性好等优点，在许多工业应用中得到广泛使用。
《计算机控制技术》习题
南京工业大学继续教育学院《计算机控制技术》习题集2015学年度第一学期使用班级：HY电气升本141习题集1（绪论及第一章习题）一、填空题1．工业控制机包括（硬件）和（软件）两部分。
2．过程通道是计算机和生产过程之间信息传送和转换的连接通道，它包括（模拟量输入通道）和（模拟量输出通道）和（数字量输入通道）及（数字量输出通道）。
3．在A/D转换中，完成一次A/D转换的时间称为（孔径时间）。
4．在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为（在线）方式，又称（联机）方式。
5．计算机控制系统由（工业控制机）和（生产过程）两大部分组成。
6．接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，包括（输入接口）和（输出接口）。
7．计算机控制系统中，生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式称为（离线）方式，又称（脱机）方式。
8．ADC08909是一种（8）位逐次逼近式A/D转换器。
9.AD574A是一种（12）位逐次逼近式A/D转换器。
10.CD4051是单端的（8）通道开关。
二、判断题（判断下列各题，在题后的括号内，对的打“√”，错的打“×”。
）1．一个在线的系统一定是一个实时系统，一个实时控制系统一定是一个在线系统。
（×）2．直接数字控制系统属于计算机闭环控制系统。
（√）3．所有的模拟量通道都需要采样保持器。
（×）4．计算机控制系统中，操作指导系统属于开环控制结构。
（√）5.干扰可能来源于外部，也可能来源于外部。
（√）三、单项选择题（在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。
）1．香农定理指出，如果模拟信号频谱最高频率为f max．，只要按采样频率ｆ≥（C）采样，那采样信号y*（t）就能唯一的复观y（t）。
A．5f max B．3f max C．2f max D．10 f max2.1971年时计算机技术的（ C ）发展时期。
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选择题：
1. 采用ADC0809构成模拟量输入通道，ADC0809在其中起（D）作用？
A. 模拟量到数字量的转换
B. 数字量到模拟量的转换
C. 模拟量到数字量的转换和采样保持
D．模拟量到数字量的转换和多路开关
2. 模拟量输入通道中，选用“采样保持器”的作用是？
2. 在微型机控制系统中模拟量输出通道中，最关键的器件是（D）。
A. 多路开关
B. 光电隔离器
C. A/D转化器
D. D/A转换器
填空题：
1. 计算机控制系统的一般类型中，DDC是指直接数字控制系统，D/A的意思是实现数字信号转化成模拟信号。
2. 采样/保持器具有两种工作方式，它们是：采样状态和保持状态。
3. 对于一个10位A/D转换器，基准电源的信号电压为10.24V时，它的绝对精度为10mv，它的分辨率为10mv；分辨率的含义是指满刻度电压与2^n的比值。
4. 在计算机控制系统中，采样周期T的确定很重要，因为它关系到，T太大，则。
简答题：
1、画出典型计算机控制系统的基本框图。
2. 过程通道有哪四种类型？
3.简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。
4. 什么是振铃现象？大林算法如何消除振铃现象？
5. 采样周期的选择应综合考虑哪几个因素？
（1）首先要考虑的因素：香农采样定理给出采样周期的上限；
m ax T ≤π/ω。
（2）其次要考虑一下各方面的因素：
1）给定值变化频率：加到被控对象的给定值变化频率越高，采样频率应越高。
2）被控对象的特性：若被控对象是慢速的热工或化工对象时，采样周期一般取得较大；若被控对象是较快速的系统时，采样周期应取得较小。
3）执行机构的类型：执行机构动作惯性大，采样周期应该大一些，否则执行机构来不及反映数字控制器输出值的变化。
4）控制算法的类型：当采用PID 算法时，积分作用和微分作用与采样周期T 的选择有关。
5）控制的回路数：控制的回路数n 与采样周期T 有下列关
系：1n
j j T T
=≥∑
简单计算题：已知差分方程为
y(k+2) – 5y(k+1) + 6y(k) = 0,
其初始条件为y(0) = 0, y(1) = 1, 求y(k)在k ≥0时的值。
设计题：已知一个控制系统的被控对象传递函数为()1t e G s AS -=+，其中A 为常数，取为你的学号的最后一位（如为0，则取1）： （ 简述达林（Dahlin ）算法的基本原理）
1. 用达林算法设计出它的数字控制器。
（设采样周期T 为1秒，期望一阶惯性环节时间常数选1秒） 设计题：P39
（1）图中画出CD4051的引脚图，要求利用该芯片进行扩展，设计成一个16路多路开关。
要求：1.完成硬件设计
2.在图中标出16路的排序号
3.分析通道5和通道10的通道地址（要求过程）
（2）设A/D转换电路如图1所示，1说明图中A/D转换方式。
2画出实现该A/D转换的流程图。