计算机控制系统试卷四答案
2020年秋冬智慧树知道网课《计算机控制系统》课后章节测试满分答案
第一章测试1【判断题】(20分)计算机控制系统由控制计算机系统和生产过程两部分构成。
（）A.错B.对2【判断题】(20分)输入通道、输出通道和计算机构成的计算机控制系统硬件结构的三个基本要素。
（）A.对B.错3【判断题】(20分)计算机控制系统按被控对象性质，可分为运动控制与过程控制。
（）A.对B.错4【判断题】(20分)显示、打印、通讯等接口等设备不属于计算控制系统设备。
（）A.错B.对5【判断题】(20分)在直接数字控制系统中一台计算机可以控制回路不超过10路。
（）A.对B.错第二章测试1【单选题】(20分)下列属于开关（数字）量信号（）。
A.温度B.液位C.阀门定位器控制量D.流量值显示2【单选题】(20分)下面对热电偶特点描述不准确的是（）。
A.温度测量范围广B.性能稳定C.需要冷端补偿D.精度高3【单选题】(20分)下面哪一个部分通常不是开关量输出通道结构中的组成部分（）。
A.数据接口电路B.驱动驱动C.输出保持器D.滤波器4【判断题】(20分)电流传输比电压传输抗干扰能力强。
（）A.对B.错5【判断题】(20分)数字量输入通道中的调理电路通常具有电平转换、滤波、隔离和过电压保护。
（）A.错B.对第三章测试1【多选题】(20分)常用的内部总线包括（）。
A.CPCIB.STDC.RS-485D.PCIE.CANF.ISA2【多选题】(20分)嵌入式系统的有如下基本特征（）。
A.单片结构B.可按需定制、按需配置、按需重构C.外形可依设备需求而异D.体积小、功耗低3【单选题】(20分)下列总线通讯方式属于串并通讯的是（）。
A.GPIB(IEEE-488)B.RS-232C.PCID.RS-4854【单选题】(20分)下列总线属于串行方式的是（）。
A.CPCIB.STDC.D.GPIB(IEEE-488)5【单选题】(20分)下面不属于FCS系统中常用的现场总线协议的是（）。
A.PROFBUSB.GPIBC.HARTD.FF第四章测试1【判断题】(20分)采样控制系统的被控对象一般只能接收连续信号，因此需要保持器来将离散信号转换为连续信号。
计算机控制系统习题参考答案
4) 集散控制系统：分散控制，集中操作，分级管理，综合协调，实现高级复杂的控制。 系统成本较高，且各厂商的 DCS 有各自的标准，不能互联。
2
计算机控制系统习题参考答案
5) 现场总线控制系统：分散控制，环境适应性强，维护简易，成本低，可靠性高，并且 在同一国际标准下可实现真正的开放式互联系统结构。
1) 增量型算法无需累加，计算误差或计算精度问题对控制量的计算影响较小；而位置型
算法要用到过去误差的所有累加值，容易产生大的累加误差。
2) 增量型算法得出的是控制量的增量，误动作影响小；而位置型是控制量的全量输出，
误动作影响大。
3) 增量型算法可实现手动到自动的无冲击切换。
4-4 什么叫积分饱和作用？它是怎样引起的，如何消除？ 如果执行机构已到达极限位置，仍不能消除静差时，由于积分作用，尽管 PID 差分 方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作，这就叫积分饱和。 在控制过程的起动、结束、大幅度增减设定值或出现较大扰动时，短时间内系统的 输出会出现很大的偏差，这些偏差经过积分项累加，有可能使控制量超出执行机构的极 限位置，因而不能按照控制量的要求动作，产生饱和效应，使系统输出出现较大的超调 和长时间的波动。 消除方法：可采用积分分离式 PID 控制算法，其基本思想是大偏差时，去掉积分作 用，以免积分作用使系统稳定性变差；小偏差时，投入积分作用，以便消除静差，提高 控制精度。亦可采用变速积分 PID 控制算法，其基本思想是设法改变积分项的累加速度，
1)
f(t)=a mt
* -k mT -1 2mT -2 Z [ f(t) ] =Z f (t) = ∑ f(kT)z =1+a z +a z +... k=0 ∞
计算机控制系统试题及答案
计算机控制系统试卷一答案一、简答题（每小题5分，共50分）1、画出典型计算机控制系统的基本框图。
答：典型计算机控制系统的基本框图如下：2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答(1)周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。
(3)(4)(5)3、答：K P过(3)4、传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。
5、为什么会出现比例和微分饱和现象？答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。
如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，其中计算值的多余信息没有执行就遗失了，从而影响控制效果。
二、已知系统的差分方程为（10分）输入信号是初始条件为1)0(=y ，试写出输出脉冲序列()y k 。
解：1)0(=y… 三、设被控对象传递函数为)1()(+=s s K s G p ，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数。
（10分）解：广义对象传递函数试用（10为使则有单解得c 则)718.01)(1()368.01)(5.01(435.5)()()()(1111----+---=ΦΦ=z z z z z G z z z D e 11223412()()()(2)234(1)z Y z R z z z z z z z z -------=Φ=-=+++-（图略）。
计算机控制系统试卷三答案班级：姓名：学号：成绩：一、简答题（每小题4分，共40分）1、简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。
答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。
3、什么是采样或采样过程？答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。
4、数z5、。
6、(7、答：最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号，速度信号，加速度信号等)作用下，经过最少拍(有限拍)，使系统输出的稳态误差为零。
计算机控制系统试题及答案
计算机控制系统（试题）答案在后面一、单选题(共126 题)【 1 】. 不属于规程中关于“取源部件的检修”这一节内容的是______。
A.机械量传感器的检修与质量要求B.取压部件的检修与质量要求C.电接点筒的检修与质量要求D.水位测量筒检修与质量要求答案：（）、【 2 】. 检修后的机柜，应无裸露线头遗留；但因检修完工验收时的疏忽，机组启动后热工人员小王巡检到FSSS柜时，发现柜内有裸露线头遗留，此时小王______。
A.应先用绝缘物将裸露线包扎后放入接线槽中，待机组运行稳定后，再查明原因处理B.为防止处理过程中发生异常，可暂不作任何处理，待机组运行稳定后，再查明原因处理C.应先用绝缘物包扎裸露线，然后立即汇报，等待指示D.应立即汇报，设备主人应立即查明原因予以恢复；若为无用线，及时用绝缘物将裸露线包扎后放入接线槽中答案：（）【 3 】. 关于测量管路，你认为下列说法正确的是______。
,A.为避免测量管路排污时对测量造成影响，各测量导压管均应分隔保温B.所有水位测量管路均应装设排污阀C.水位、流量等差压测量管路的正负压导压管应尽量靠近敷设D.所有测量管路均应装设二次阀答案：（）【 4 】. 对于-5V～+5V之间变化的模拟量信号进行数据采集，需采用______编码方式。
A.二进制编码编码【C.单极性编码D.双极性编码答案：（）【 5 】. A/D转换器接受输入信号的时间间隔，称为______；A/D转换器的转换时间与______的大小有关。
A.孔径时间模拟输入电压值B.采样时间模拟输入电流值C.转换时间接受输入信号的时间间隔D.采样周期量化误差】答案：（）【 6 】. 关于计算机控制系统的总电源，下面说法不符合规程要求的是______。
A.应由来自二路不同的电源系统冗余供电，电源自动投入装置应切换可靠B.正常运行时应由UPS提供，其容量应有大于40％的余量，质量符合要求C.若采用隔离变压器进行电源隔离时，检查隔离变压器应无异常发热，二次侧接地应良好D.供电回路中不应接有任何大功率用电设备，未经批准不得随意接入新负荷答案：（）{【7 】. 设12位A/D转换器的满量程电压FSR为10V，则该A/D转换器的量化单位是______。
计算机控制技术试卷及答案(仅供参考)
一、填空题（合计20分，每题2分）1.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个组成部分。
2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。
3.在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。
4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。
5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。
6.信号接地方式应采用一点接地方式，而不采用多点接地方式。
7.按极点配置设计的控制器通常有两部分组成，一部分是状态观测器，另一部分是控制规律。
8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。
9.线性表、数组、堆栈和队列的共同特点是要求连续的存储单元来顺序存放数据元素。
10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。
二、名词解释（合计30分，每题5分）1.采样过程按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号，变成在时刻0、T、2T、…kT的一连串脉冲输出信号的过程。
2.地线是信号电流流回信号源的地阻抗路径。
”3.数字程序控制就是计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制4.数据是描述客观事物的数、字符，以及所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合。
5.积分饱和如果执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作三、选择题（合计15分，每题3分）1.下列不属于数字控制方式的是（ C ）A、点位控制B、直线控制C、网格控制D、轮廓控制2.8位的A/D转换器分辨率为（ C ）A、0.01587B、0.007874C、0.003922D、0.00097753.专家控制系统大致可以分为（D ）①专家自整定控制②专家自适应控制③专家监督控制④混合型专家控制⑤仿人智能控制A、①②③⑤B、②④⑤C、②③④⑤D、①③④⑤4.一个8位的A/D转换器(量化精度0.1%)，孔径时间3.18µm，如果要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为（ B ）A、5HzB、50HzC、100HzD、500Hz5.某热处理炉温度变化范围为0~1350℃，经温度变送器变换为1~5V的电压送至ADC0809，ADC0809的输入范围为0~5V，当t=KT时，ADC0809的转换结果为6A，此时炉温为（C ）A、588.98℃B、288.98℃C、361.23℃D、698.73℃四、简答题（合计20分，每题5分）1.什么是干扰，干扰来源，抗干扰措施。
计算机控制系统题目(含答案)
n=v-j+q=2 对单位速度输入信号，选择
e (z)
1 (z)
v j
(1 ai z1 )(1
z 1 )q F1( z)
(1
z 1 )2 (1
f11z 1 )
i1
( z )
z
d
i1
(1 bi z 1 )F2 ( z)
(1
z 1 )( f21z 1
f 22 z 2 )
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
VOUT1
VREF
D 2n
VOUT2 为双极性输出，且可推导得到
VOUT2
(
R3 R1
VREF
R3 R2
VOUT1 )
VREF
(
D 2 n 1
1)
14、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。（6 分）
步轨迹图，并标明进给方向和步数。[8 分]
（1） 插补计算过程如下表（4 分）
步数 偏差判别 坐标进给
偏差计算
坐标计算
终点判断
起点
F0=0
x0=0,y0=5
1
F0=0
-x
F1=F0-2x0+1=-9
x1=x0-1=4,y1=0
2
F1<0
+y
F2=F1+2y1+1=-8
x2=4,y2=y1+1=1
3
F2<0
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：
计算机控制系统复习题答案
《计算机控制系统》课程复习题答案一、知识点：计算机控制系统的基本概念。
具体为了解计算机控制系统与生产自动化的关系；掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性；理解计算机控制系统的分类和发展趋势。
回答题：1.画出典型计算机控制系统的基本框图；答：典型计算机控制系统的基本框图如下：2.简述计算机控制系统的一般控制过程；答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理；(2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。
3.简述计算机控制系统的组成；答：计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成，计算机系统又由硬件和软件组成。
4.简述计算机控制系统的特点；答：计算机控制系统与连续控制系统相比，具有以下特点：⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
⑵计算机控制系统修改控制规律，只需修改程序，一般不对硬件电路进行改动，因此具有很大的灵活性和适应性。
⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
⑷计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。
⑹采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化。
5.简述计算机控制系统的类型。
答：（1）操作指导控制系统；（2）直接数字控制系统；（3）监督计算机控制系统（4）分级计算机控制系统二、知识点：计算机控制系统的硬件基础。
具体为了解计算机控制系统的过程通道与接口；掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用，掌握输入/输出接口电路：并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法，能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。
回答题：1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。
2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。
答：W78系列,如W7805、7812、7824等；W79系列，如W7805、7812、7824等4.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。
计算机系统结构试题及答案(四)
计算机系统结构试题及答案一、选择题（50分，每题2分，正确答案可能不只一个，可单选或复选）1.（CPU周期、机器周期）是内存读取一条指令字的最短时间。
2.（多线程、多核）技术体现了计算机并行处理中的空间并行。
3.（冯•诺伊曼、存储程序）体系结构的计算机把程序及其操作数据一同存储在存储器里。
4.（计算机体系结构）是机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性，其实质是确定计算机系统中软硬件的界面。
5.（控制器）的基本任务是按照程序所排的指令序列，从存储器取出指令操作码到控制器中，对指令操作码译码分析，执行指令操作。
6.（流水线）技术体现了计算机并行处理中的时间并行。
7.（数据流）是执行周期中从内存流向运算器的信息流。
8.（指令周期）是取出并执行一条指令的时间。
9.1958年开始出现的第二代计算机，使用（晶体管）作为电子器件。
10.1960年代中期开始出现的第三代计算机，使用（小规模集成电路、中规模集成电路）作为电子器件。
11.1970年代开始出现的第四代计算机，使用（大规模集成电路、超大规模集成电路）作为电子器件。
12.Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：（LFU算法、LRU算法、随机替换）。
13.Cache的功能由（硬件）实现，因而对程序员是透明的。
14.Cache是介于CPU和（主存、内存）之间的小容量存储器，能高速地向CPU提供指令和数据，从而加快程序的执行速度。
15.Cache由高速的（SRAM）组成。
16.CPU的基本功能包括（程序控制、操作控制、时间控制、数据加工）。
17.CPU的控制方式通常分为：（同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式）反映了时序信号的定时方式。
18.CPU的联合控制方式的设计思想是：（在功能部件内部采用同步控制方式、在功能部件之间采用异步控制方式、在硬件实现允许的情况下，尽可能多地采用异步控制方式）。
19.CPU的同步控制方式有时又称为（固定时序控制方式、无应答控制方式）。
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计算机控制系统试卷四答案
班级：姓名：学号：成绩：
一、简答题（每小题3分，共30分）
1. 使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？
答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。
2. 给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
答：
3.什么是信号重构？
答：把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。
4.写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传
递函数的极点有何影响？
答：零阶保持器的传递函数为
1e ()
Ts
H s
s -
-
=。
零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。
5.阶跃响应不变法的基本思想是什么？
答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。
6.如何消除积分饱和现象？
答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。
因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。
只有当误差e在门限 之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。
7.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。
答：直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下：
(1)根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数()
Φz。
(2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z)；根据D(z)编制控制算法程序。
8.采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什
么？
答：采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。
9.说出实施信号隔离的主要方法。
答：信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适用于模拟信号隔离，光电隔离则特别适合数字信号的隔离。
10.故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？
答：故障诊断中的状态估计方法的基本思想是：首先重构被控过程的状态，通过与可测变量比较构成残差序列，再构造适当的模型并用统计检验法，从残差序列中把故障诊断出来。
因此，这就要求系统可观测或部分可观测，通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。
二、已知系统框图如下所示：T=1s (15分)
试求闭环离散系统的闭环脉冲传递函数，并判别系统的稳定性。
解：广义对象脉冲传递函数为
系统闭环脉冲传递函数为
则闭环系统的特征方程为
由z域直接判据
①｜W(0)｜=0.632<1
②W(1)=1-1+0.632>0
③W(-1)=1+1+0.632>0
知闭环系统稳定。
三、已知某被控对象的传递函数为 (15分)
要求设计成单位反馈计算机控制系统，结构如下图所示。
采样周期为T ＝1s 。
要求闭环特征根为0.4和0.6。
试求数字控制器。
解：广义对象脉冲传递函数为
根据要求设定闭环脉冲传递函数为 四、已知控制系统的被控对象的传递函数为e ()(21)(1)
s
G s s s -=++，采样周期T =1s ，若选闭环系统的时间常数0.5s T τ=，试用大林算法设计数字控制器()D z 。
若出现振铃现象，修正数字控制器，消除振铃现象。
（20分）
解：采样周期T =1s ，期望闭环脉冲传递函数为
进而
被控装置广义脉冲传递函数
则
由振铃现象产生的原理知，用常规大林算法设计的被控对象为二阶的系统必产生振铃现象。
在D (z )中的靠近z ＝-1的两个因子中令z ＝1来消除振铃现象，即
五、求出双积分系统控制对象的离散状态方程，假设系统所有的状态皆不可直接测量，设计全维状态观测器实现状态反馈，并把闭环两个极点都配置在0.1，观测器特征方程的两个根配置在原点。
（T =1s ） （20分）
解：系统的广义对象脉冲传递函数为 可写其能控标准型实现为
对应的能观性矩阵为
00.50.50.5 1.5Q ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦
C CA 满秩，故系统能观，可设计观测器。
先求状态观测器增益矩阵12h h ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦
H 状态观测器特征多项式为
观测器期望特征多项式为
比较上面两式z 各次幂项系数得12[][1.5 2.5]T T h h ==H 再求状态反馈增益矩阵[]12k k =K 期望闭环特征方程为
则引入状态反馈后系统闭环特征方程为 比较上面二方程z 各次幂项系数，得[][]120.99 1.8k k ==-K。