《计算机控制技术》题目含答案.doc

计算机控制技术复习资料一、填空题得分评卷人复核人1、 计算机控制是自动控制发展中的（ 高级 ）阶段，是自动控制的（ 重要分支 ）。2、 计算机在信息处理、（ 逻辑分析 ）、决策判断、（ 输入输出 ）管理等各个方面显示出突出的优点。3、 计算机控制系统利用计算机的（ 硬件 ）和（ 软件 ）代替自动控制系统的控制器。4、 自动控制是指在（ 没有人 ）直接参与的前提下，应用（ 控制装置 ）自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。5、 在控制系统中如果给定值是（ 恒定不变 ）的，则此系统称为（ 定值 ）控制系统。6、 若系统控制（ 变量 ）的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（ 程序 ）控制系统。7、 广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号（ 决定 ）着系统输出量的变 化；而扰动则（ 破坏 ）给定信号对系统输出量的控制。8、 计算机控制过程是在（ 外部 ）作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个（ 平衡或稳定 ）状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。9、 自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是（ 收敛 ）的，对应的系统运行是稳定的；另一种是（ 发散 ）的，对应的系统是不稳定的。10、在计算机控制系统中为了达到控制目标，可以采用（ 模拟 ）化设计方法和（ 离散 ）化设计方法来设计控制器。11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准（ 总线 ）技术和开放式( 体系 )结构的计算机。12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：（ 数据 ）总线、( 地址 )总线、控制总线、电源总线。13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他（ 智能 ）设备之间进行( 通信 )的连线。14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗（ 电磁 ）干扰、防震、防潮、( 耐高温 )等性能。15、可编程序控制器是（ 继电器 ）逻辑控制系统与( 微型 )计算机技术相结合的产物。16、大多数PLC采用继电控制形式的（ 梯形图 ）编程方式，继承了传统( 控制 )线路的清晰直观容易掌握。17、整体式的（ PLC ）把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成 )在一个小箱体内构成一台完整的PLC。18、开关量的逻辑控制是PLC最（ 基本）的应用领域，可用于单机控制，也可用于( 多级 )群控。19、PLC通过A/D和D/A转换（ 模块 ），从而实现对温度、压力、流量等参数的( 闭环 )控制。20、鲁棒控制是在设计中设法使系统对模型的变化（ 不敏感 ），在模型误差( 扰动 )下仍能保持稳定。21、计算机把检测的数字信号直接反馈到输入端与（ 给定 ）值进行比较，将（ 偏差 ）按某种控制算法进行计算，输出信号经D/A转换后驱动执行机构对被控对象进行调节。22、数据采集、（ 控制 ）决策、（ 实时 ）输出都可归纳为计算机控制系统工作原理的三个步骤23、在线工作是指生产（ 过程 ）与计算机联机工作，由（ 计算机 ）控制的工作方式。24、计算机控制系统中的硬件包括（ 接口 ）电路、（ 外围 ）设备、存储系统等。25、模拟量输入通道的作用是将（ 传感器 ）得到的工业生产过程（ 参数 ）转变为数字信号。26、接口电路是（ 主机 ）与外部设备、输入输出通道进行数据（ 传输 ）的纽带。27、语言汇编是计算机（ 系统 ）程序的部分，而键盘处理、标度变换等程序则属（ 应用 ）程序部分。28、应用程序的（ 优劣 ）对系统的可靠性、稳定性、精度和效率都有很大（ 影响 ）。29、监督控制系统中（ 上位 ）机不直接用来控制生产设备，但他运行管理软件向（ 下位 ）机发送给定值。30、预测控制是建立在（ 模型 ）预测、滚动优化、反馈（ 校正 ）基础上的控制策略。二、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内。多选不给分。得分评卷人复核人1、 计算机把通过检测装置和A/D转换器送来的数字信号直接反馈到输入端与（ C ）值进行比较，将偏差按某种控制算法进行计算，输出信号经D/A转换后驱动执行机构对被控对象进行调节。A 输入 B 反馈 C 给定 D 输出2、从本质上看，计算机控制系统的工作原理可归纳为三个步骤，以下不属这三个步骤的是（ D ） A 数据采集 B 控制决策 C 实时输出 D 评估报告3、生产过程与计算机联机工作，由计算机控制的工作方式称为（ A ） A 在线方式 B 脱机方式 C 主子方式 D 集散方式4、计算机控制系统包括硬件和软件，以下不属于硬件系统的是（ D ） A 接口电路 B 外围设备 C 被控设备 D 系统程序5、计算机过程通道中，模拟量输入通道的作用是将传感器得到的工业生产（ B ）参数转变为数字信号。 A 指令 B 过程 C 脉冲 D 时间6、接口电路也称为I/O接口，是主机与外部设备、输入输出通道进行（ A ）的纽带。 A信息交换 B 信息处理 C 数据加工 D 数据存储7、软件是计算机程序的总和，主要分为系统程序和应用程序两大类，以下属于系统程序的是（ B ）程序。 A 数据采集 B 语言汇编 C 键盘处理 D 标度变换8、控制系统中，应用程序的优劣对（ A ）的可靠性、稳定性、精度和效率都带来很大影响。 A 系统运行 B 采集数据 C 执行机构 D 被控对象9、计算机的输出不直接用来控制生产对象，对过程的控制是由操作人员来完成的系统属于（ D ）系统。 A 监督控制 B 直接数控 C 间接数控 D 操作指导10、集散控制系统DCS包括过程级、操作级、管理级，常用的控制设备PLC通常处于（ B ）。 A 管理级 B 过程级 C 操作级 D 传输级11、计算机控制处在自动控制发展过程中的（ A ）阶段，是自动控制技术的重要分支。A 高级 B 中级 C 初级 D 尝试12、计算机在诸多方面都表现出突出的优点，以下不属于计算机优点的是（ D ） A 信息处理 B 逻辑分析 C 决策判断 D 执行驱动13、计算机控制系统是利用计算机的硬件和软件代替自动控制系统的（ A ） A 控制器 B 存储器 C 执行单元 D 采集单元14、自动控制是指在没有人直接参与的前提下，应用（ B ）自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。 A 执行机构 B控制装置 C 采样电路 D 存储单元15、在控制系统中如果给定值是按某规律变化的，则此系统称为（ C ）控制系统。 A 定值 B 变值 C 随动 D 程序16、若系统控制变量的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（ D ）控制系统。 A变量 B 反馈 C存储 D 程序17、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是（ A ）作用信号，给定信号决定着系统输出量的变化；而扰动则破坏给定信号对系统输出量的控制。 A 系统外 B 系统内 C 处理器 D 存储器18、 计算机控制过程是在（ B ）下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个平衡或稳定状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。 A 内部作用 B 外部作用 C 程序作用 D 指令作用19、 自动控制的（ C ）过程有两种典型形式，一种是收敛的，对应的系统是稳定的；另一种是发散的，对应的系统是不稳定的。 A 稳态 B 工作 C 瞬态 D 建立20、在计算机控制系统中为了实现（ D ），既可以采用模拟化设计方法也可以采用离散化设计方法来设计控制器。 A 性能稳定 B实时控制 C 快速响应 D 控制目标 21、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准总线技术和开放式( A )结构的计算机。 A 体系 B 程序 C 存储 D I/O22、计算机各功能模板之间的（ B ）总线可以分为：数据总线、地址总线、控制总线、电源总线。 A 外部 B 内部 C 串行 D 无线23、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他智能设备之间进行（ C ）的连线。 A 传输能量 B 相互控制 C 相互通信 D 相互监督24、典型的（ D ）控制计算机IPC应具备抗电磁干扰、防震、防潮、耐高温等性能。 A 微型 B 个人 C 台式 D 工业25、可编程序控制器是（ A ）逻辑控制系统与微型计算机技术相结合的产物。 A 继电器 B 组合 C 时序 D 存储26、大多数PLC采用继电控制形式的（ B ）编程方式，继承了传统控制线路的清晰直观容易掌握。 A 电路图 B 梯形图 C 指令表 D 状态图27、整体式的PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都( C )在一个小箱体内构成一台完整的PLC。 A 分装 B 组装 C 集成 D 密封28、开关量的逻辑控制是PLC最基本的（ D ）领域，可用于单机控制，也可用于多级群控。 A 控制 B 信号 C 表现 D 应用29、PLC通过A/D和D/A转换模块，从而实现对温度、压力、流量等参数的( D )控制。 A 检测 B 追踪 C 开环 D 闭环30、鲁棒控制是在设计中设法使系统对模型的变化（ B ），在模型误差扰动下仍能保持稳定。 A 敏感 B 不敏感 C 滞后 D 超前三、判断题（在你认为正确的描述题后括号内打勾，错误的打叉，不打不给分。）得分评卷人复核人1、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准总线技术和开放式体系结构的计算机。（ ）2、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：数据总线、地址总线、控制总线、电源总线。 （ ）3、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他智能设备之间进行通信的连线。（ ）4、典型的工业控制计算机IPC应具备耐高压、耐高温、耐过流、防震、防潮等性能。（ ）5、可编程序控制器是继电器逻辑控制系统与微型计算机技术相结合的产物，只能用于逻辑控制。 （ ）6、大多数PLC采用继电控制形式的梯形图编程方式，继承了传统控制线路的清晰直观容易掌握。 （ ）7、整体式的PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小箱体内构成一台完整的PLC。（ ）8、开关量的逻辑控制是PLC最基本的应用领域，只能用于单机控制，不能用于多级群控。（ ）9、PLC通过A/D和D/A转换模块，从而实现对温度、压力、流量等参数的闭环控制。（ ）10、鲁棒控制是在设计中设法使系统对模型的变化不敏感，在模型误差扰动下仍能保持稳定。（ ）11、计算机把检测的数字信号直接反馈到输入端与给定值进行比较，将偏差按某种控制算法进行计算，输出信号经D/A转换后驱动执行机构对被控对象进行调节。（ ）12、数据采集、控制决策、评估报告都可归纳为计算机控制系统工作原理的三个步骤（ ）13、在线工作是指生产过程与计算机联机工作，由计算机控制的工作方式。 （ ）14、计算机控制系统中的硬件包括接口电路、外围设备、系统程序等。 （ ）15、模拟量输入通道的作用是将传感器得到的工业生产过程参数转变为数字信号。（ ）16、接口电路是主机与外部设备、输入输出通道进行数据处理的纽带。 （ ）17、语言汇编是计算机系统程序的部分，而键盘处理、标度变换等程序则属应用程序部分。（ ）18、应用程序的优劣对执行机构的可靠性、稳定性、精度和效率都有很大影响。（ ）19、监督控制系统中上位机不直接用来控制生产设备，但他运行管理软件向现场机发送给定值。 （ ）20、预测控制是建立在模型预测、滚动优化、反馈校正基础上的控制策略。（ ）21、计算机控制处在自动控制发展过程中的高级阶段，是自动控制技术的重要分支。（ ）22、计算机在信息处理、逻辑分析、决策判断、诸多方面都不能表现出突出的优点。（ ）23、计算机控制系统是利用计算机的硬件和软件代替自动控制系统的控制器（ ） 24、自动控制是指在人工直接参与的前提下，应用控制装置自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。 （ ）25、在控制系统中如果给定值是按某规律变化的，则此系统称为随动控制系统。（ ）26、若系统控制变量的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为变量控制系统。（ ）27、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号决定着系统输出量的变化；而扰动则破坏给定信号对系统输出量的控制。 （ ）28、 计算机控制过程是在程序作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个平衡或稳定状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。 （ ）29、 自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是收敛的，对应的系统是稳定的；另一种是发散的，对应的系统是不稳定的。 （ ）30、在计算机控制系统中为了实现控制目标，不能采用模拟化设计方法，只能采用离散化设计方法来设计控制器。 （ ）四、问答题得分评卷人复核人1、 简述V/F转换技术的（1）作用（4分）；（2）与特点（4分）。答：（1）V/F转换技术是一种间接D/A转换，作用是将模拟电压量转变为频率量送入计算机，通过计数方式转变为数字信号（4分）；（2）其特点是：接口简单、信号输入灵活、抗干扰能力强、便于远距离传输。（4分）2、 简述（1）香农定理的内容（4分）；（2）工程上实际应用的取值范围（4分）。答：（1）要不是真还原源信号，采样频率应不小于源信号最高频率的2倍。（4分） （2）工程实际应用需综合各方面因数，一般取410倍于源信号最高频率。（4分） 3、 简述V/I/V转换技术的（1）作用（4分）；（2）与特点（4分）。答：（1）V/I/V转换技术是一种定流输出电路，作用是将输出电压量转变为电流量实现信号远距传输（4分）；（2）其特点是：接口简单、定电流输出、抗干扰能力强、便于远距离传输。（4分）4、 简述（1）逐次逼近型A/D转换原理（4分）；（2）模拟输入量05V，8位数字输出的最小分辨率（4分）。答：（1）用输入的模拟量与半数字量的模拟电压比较，以确定最高位取1或取0，从最高位到最低位逐次比较，依次确定各位取1或取0，当最低位取值确定后，则转换完成。（4分） （2）8位数字输出，说明转换有256量化级，所以最小分辨率是256分之一倍的5V，即19.6mV。（4分）5、 简述（1）PI控制算法的作用（4分）；（2）与PD算法相比有何特点（4分）。答：（1）PI算法的作用是是控制系统的控制灵敏度高，且控制无静差（4分）；（2）其特点是：PI算法相对简单且无静差，其增量型算法非常适合编程实现控制功能；PD算法响应速度较快，但存在静差。（4分）6、 简述（1）临界比例度法有何作用？（4分）；（2）工程上实际应用中有何限制？（4分）。答：（1）临界比例度法是在PID控制中选择一个合适的比例度使控制系统的响应曲线出现等幅振荡，并以此比例度和振荡周期为依据查表计算P、I、D的最佳参数。（4分） （2）工程实际应用中需要使控制系统产生振荡，如果工艺过程不允许振荡则不能选用此方法。（4分）五、浅析题得分评卷人复核人1、 浅析（1）量化误差形成的原因（4分），（2）说明减小量化误差的方法（4分）。析：（1）采样后的离散信号在幅值上还是模拟的，需要进行量化，量化过程是一个类似四舍五入的过程，客观上存在误差。（4分） （2）误差的大小取决于数字位数或量化级数的大小，减小量化误差的最有效方法之一是增加数据位数，提高量化级数，其次是选用精度高的电子元器件。（4分）2、 浅析（1）V/I/V变换的作用（4分），（2）这种变换在工程上有何意义？（4分）析：（1）V/I/V变换的作用是在发送端将定压输出的信号转变为定流输出，在接收端再将定流信号转变为定压信号。（4分） （2）这种变换的意义其一在于提高信号传输过程中的抗干扰能力；其二是消除定压输出在传输线路上的损耗，使接收稳定可靠。（4分）3、 浅析（1）平均值数字滤波作用（4分），（2）说明数字滤波与模拟滤波相比的优点（4分）。析：（1）平均值滤波就是对多个采样值进行平均算法，是消除随机误差最常用的的一种方法。（4分） （2）优点：无需增加任何硬件设备，从而降低成本；各回路间不存在阻抗匹配，所以系统可靠性高；可多通道共享；可以对频率很低的信号滤波；可以根据需要选择不同的滤波方法或滤波参数。（4分）4、 浅析（1）光电耦合器的作用（4分），（2）这种耦合适用于开关量还是模拟量传输？（4分）析：（1）光电耦合器的作用是传输信号，同时隔离前后级的电气联系。（4分） （2）光电耦合有开关量耦合芯片，用光通量的有无传输开关信号，芯片价格便宜；也有线性耦合芯片，用光通量的强弱传输模拟信号，价格较高。（4分）5、 浅析（1）什么是模拟地什么是数字地？（4分），（2）为什么通常要把模拟地与数字地分开连接？（4分）。析：（1）数据采集系统中，逻辑电路的返回端称为数字地；模拟电路的公共端称为模拟地。（4分） （2）数字电路部分由于可能存在竞争冒险，输出信号可能存在尖峰毛刺，模拟电路多为小信号放大电路，极易受干扰，为了减小或消除这种干扰使系统稳定工作，所以通常要把模地与数地分开连接。（4分）6、 浅析（1）A/D转换时为什么前端要加电压保持电路？（4分），（2）常用电压保持电路有哪些？（4分）析：（1）A/D转换需要一个转换过程，前端加电压保持电路是为了保证在转换过程中信号稳定，提高转换精度。（4分） （2）常用电压保持电路有高频开关和采样电容组成，也有专用采样保持芯片和采样电容组成。（4分）六、设计题得分评卷人复核人1、 请用一片51单片机、五只按钮、一个LED八端共阳数码管，以及合适的与非门，设计一个能即时响应并显示04的键入与显示操作界面。（1） 画出电路原理图；（4分）（2） 写出指令源程序。（4分）2、 请用51单片机P1口作为并行数据输入端，单片机内其他资源任选，对数据采样5次，编程实现平均值滤波功能。（1） 画出程序方框图；（4分）（2） 写出指令源程序。（4分）3、 请用一片51单片机、五只按钮、一片DAC0832芯片，设计一个能在仿真界面上用示波器显示三角波的信号发生器。（1） 画出电路原理图；（4分）（2） 写出指令源程序。（4分）