計算機(jī)控制系統(tǒng)習(xí)題集

1、計算機(jī)控制技術(shù)習(xí)題集計算機(jī)控制技術(shù)習(xí)題集計算機(jī)控制技術(shù)課程課題組編青島科技大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院一各章習(xí)題 1二填空題練習(xí) 6三簡答題練習(xí) 8四綜合題練習(xí) 11計算機(jī)控制技術(shù)習(xí)題集一各章習(xí)題1.1第1章緒論1. 計算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要包括哪幾個部分？2. 什么是過程控制通道，過程控制通道主要有哪幾種？3. 根據(jù)計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史和在實際應(yīng)用中的狀態(tài)，計算機(jī)控制系統(tǒng)可 分為哪6類，各有何特點？4. 計算機(jī)控制系統(tǒng)從深度和廣度兩方面各有何發(fā)展趨勢。1.2第2章 計算機(jī)控制系統(tǒng)中的檢測設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)1. 什么叫傳感器及變送器？2. 簡述壓力檢測的主要方法和分類。3. 簡述溫度檢測的主要方法和分

2、類。4. 簡述熱電偶測溫的原理。2. 物位儀表分為哪幾類？6. 簡述電容式差壓變送器的工作原理。7. 簡述常用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和執(zhí)行器的工作原理。8. 簡述TT302溫度變送器的結(jié)構(gòu)和工作原理。9. 簡述交流、直流伺服電機(jī)的工作原理。10. 簡述步進(jìn)電機(jī)的工作原理。1.3第3章計算機(jī)總線技術(shù)1. 什么叫總線？為什么要制定計算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)？2. 計算機(jī)總線可以分為哪些類型？3. 評價總線的性能指標(biāo)有哪些？4. STD總線有哪些特點？5. 常用的PC總線有哪些？各有什么特點？6. 簡述PCI總線的性能特點。7. 簡述IEEE-488總線的工作過程。8. 詳述RS-232C、RS-485和RS-422總線的特

3、點和性能。9. RS-232C總線常用的有哪些信號？如何通過該接口實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送？10. 什么是平衡方式和不平衡傳輸方式？試比較兩種方式的性能。11. USB數(shù)據(jù)傳輸方式有哪幾種？ USB協(xié)議中是如何區(qū)分高速設(shè)備和低速設(shè)備 的？12. 簡述USB總線的枚舉過程1.4第4章 過程通道與人機(jī)接口1 .什么是過程通道？過程通道由哪幾部分組成？2. 畫出數(shù)字量輸入輸出通道的結(jié)構(gòu)。3. 在數(shù)字量輸入調(diào)理電路中，采用積分電容或RS觸發(fā)器是如何消除按鍵抖動 的？4. 數(shù)字量輸出驅(qū)動電路有哪三種形式？各有什么特點？5. 畫出D/A轉(zhuǎn)換器原理框圖，并說明 D/A轉(zhuǎn)換的原理。6. D/A轉(zhuǎn)換器接口的隔離技術(shù)有哪

4、兩種？并說明每種隔離技術(shù)的特點。7. 列出三種A/D轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)方法，并加以說明。8. A/D轉(zhuǎn)換器的外圍電路有哪些？并說明每種電路的功能。9. 說明矩陣式鍵盤的工作原理。1.5第5章數(shù)據(jù)處理與控制策略1. 數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計步驟是什么？2. 某系統(tǒng)的連續(xù)控制器為。餌)=器=*，試用雙線性變換法、前向差分法、 后向差分法分別求取數(shù)字控制器 D(z)。3. 什么是數(shù)字濾波？常用的數(shù)字濾波方法有哪些，分別適用丁什么場合？4. 什么是數(shù)字控制，數(shù)控設(shè)備主要由哪幾部分組成？5. 什么是插補、直線插補和二次曲線插補？6. 通用運動控制器從結(jié)構(gòu)上主要分為哪三類？7. 已知模擬PID的算式為”B=K、t

5、*+T西,試推導(dǎo)它的差分u(t) Kce(t)f e(t)dt 1 dTi 0dt增量算式。8. 什么是實際微分，實際微分和理想微分相比有何優(yōu)點？9. 下圖為實際微分PID控制算法示意圖，Gf (s)=1/ (Tf s+1),采樣周期為T,試 推導(dǎo)實際微分控制算式。E(s)10. 什么叫積分分離，遇限切除積分的基本思想是什么？11. PID參數(shù)Kc、Ti、Td對系統(tǒng)的動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性有何影響，簡述試湊法進(jìn) 行PID參數(shù)整定的步驟？12. 什么情況下可以考慮采用申級控制，申級控制在結(jié)構(gòu)上有何特點？13. 簡述申級控制系統(tǒng)在每個采樣周期的計算步驟。14. 前饋控制的基本思想是什么，給出其完全補償

6、的條件。15. 已知一被控對象的干擾通道和控制通道的傳遞函數(shù)分別為gd(s)=如上G(s)=，采樣周期選擇為1s,試推導(dǎo)出完全補償前饋控制器的控制算式。 30s 116. 什么是預(yù)測控制的三要素？常見的預(yù)測控制的方案有哪些？17. 專家系統(tǒng)和傳統(tǒng)計算機(jī)程序的主要區(qū)別在什么地方？相對丁人工智能系統(tǒng)而言，專家系統(tǒng)有何特點？18.簡述專家系統(tǒng)的建造步驟。1.6第6章 計算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)1. 按照網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為哪幾類？并對每類加以說明。2. 按照網(wǎng)絡(luò)的交換方式，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為哪幾類？并對每類加以說明。3. OSI模型分為哪七層？并對每層的功能進(jìn)行說明。4. 目前局部網(wǎng)

7、絡(luò)常用的介質(zhì)訪問控制方式有哪三種，并對每種的工作原理進(jìn)行 說明，并說明其特點及應(yīng)用范圍。5. 在局域網(wǎng)中常用的傳輸媒體有哪幾種？6. 舉出六種常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。7. 常用的調(diào)制方法有哪三種？并對每種進(jìn)行說明。8. 寫出異步通信的數(shù)據(jù)幀格式，并說明其工作原理。9. 寫出同步通信的數(shù)據(jù)幀格式，并說明其工作原理。10. 常用的幾種檢驗編碼的方法有哪幾種？并加以說明。11. 糾錯方式有哪二種？并加以說明。12. 目前企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)可分為哪三個層次？每個層都有什么功能？1.7第7章計算機(jī)控制系統(tǒng)軟件1. 衡量一個過程控制系統(tǒng)軟件性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)有哪些？2. 操作系統(tǒng)主要有哪些功能？3. 什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，

8、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般包括哪三方面的內(nèi)容？4. 簡述數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)的三級模式。5. 使用E-R模型設(shè)計數(shù)據(jù)庫的包括哪些步驟？6. 計算機(jī)控制系統(tǒng)中操作監(jiān)控層的有關(guān)監(jiān)控軟件的編制可采用哪兩種方法，各 有何優(yōu)缺點？1.8第8章典型計算機(jī)控制系統(tǒng)簡介1. 什么叫工業(yè)控制個人計算機(jī)，它有何特點？2. 基丁 PC總線的板卡與工控機(jī)組成的計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和特點是什么？3. 什么叫數(shù)字調(diào)節(jié)器，它有何特點？4. 舉例說明基丁數(shù)字調(diào)節(jié)器的計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)。5. PLC的特點是什么？6. PLC結(jié)構(gòu)和工作原理是什么？7. 基丁 PLC計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計原則和設(shè)計內(nèi)容是什么？8. 什么叫嵌入式系統(tǒng)？它的特點是什

9、么？9. 嵌入式處理器可分為哪幾類？10. 常用的嵌入式操作系統(tǒng)有哪些？各有什么特點？11. 什么叫DCS?它有何特點？12. DCS按功能可分為哪幾層？13. DCS的發(fā)展趨勢是什么？14. 什么叫FCS?它有何特點？15. 目前常用的現(xiàn)場總線有哪些？16. 什么叫CIMS?17. 流程工業(yè)CIMS與離散工業(yè)CIMS有何區(qū)別？18. CIMS的開發(fā)可分為哪幾個階段？1.9第9章 計算機(jī)控制系統(tǒng)中的抗干擾技術(shù)1. 簡述干擾的主要來源及其傳播途徑。2. 簡述干擾的分類。3. 試述干擾的作用方式有哪些？各有什么特點？并敘述如何識別或區(qū)分不同 的干擾類型。4. 輸入輸出通道中經(jīng)常會遇到什么干擾？如何

10、進(jìn)行抑制？5. 簡述電源抗干擾技術(shù)。6. 抑制尖峰干擾最常用的方法有哪些？7. 長線干擾有哪幾種形式？如何進(jìn)行抑制？8. 過程計算機(jī)控制系統(tǒng)中一般分為幾種地？輸入系統(tǒng)和主機(jī)如何接地？9. 簡述有哪些軟件抗干擾技術(shù)？看門狗技術(shù)有什么作用，有哪些方法可以實現(xiàn) 看門狗？1.10第10章 計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施1. 計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計原則有哪些？2. 簡述計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟；3. 計算機(jī)控制系統(tǒng)硬件總體方案設(shè)計主要包含哪幾個方面的內(nèi)容？4. 自行開發(fā)計算機(jī)控制軟件時應(yīng)按什么步驟，具體程序設(shè)計內(nèi)容包含哪幾個方 面？5. 簡述計算機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試和運行的過程；6. 簡述如何設(shè)計一個性能優(yōu)良的計算

11、機(jī)系統(tǒng)。二填空題練習(xí)1、 按是否有反饋信號，自動控制系統(tǒng)一般分為 控制系統(tǒng)和 控制系統(tǒng)。2、 閉環(huán)控制系統(tǒng)較開環(huán)控制系統(tǒng)增加了一個 環(huán)節(jié)和一個來自被控參數(shù) 的 信號。3、 相對丁傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，計算機(jī)控制系統(tǒng)是使用 替代傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中 的。4、 計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程可簡單歸納為 、三個過程。5、 典型的計算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件主要包括： 、。6、過程控制通道是計算機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，根據(jù)信號的方向和形式， 過程控制通道可分為、四種類型。7、根據(jù)根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)特點，計算機(jī)控制系統(tǒng)可以分為六大、o8、在計算機(jī)控制系統(tǒng)分類中，OGC是指, DDC是指, SCC是 指, DCS是指, FCS

12、是指, CIMS是指。9、MES是指, ERP是指。10、是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，將工藝變量（如溫度、壓力、流量、液位等）和電氣信號（如電 流、電壓、氣壓等）轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號， 接收來自調(diào)節(jié)器的控 制信號，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線位移， 去操縱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)， 改變控制量，使被控變量符合預(yù)期要求。11、 兩線制變送器指儀表的 傳輸與 共用兩根導(dǎo)線。12、目前智能變送器傳輸中采用一種過渡方式，即一條通信電纜中同時傳輸 4-20mA電流信號和數(shù)字信號，這種方式稱為 協(xié)議通信方式。13、 根據(jù)測量方法，可將溫度測量劃分為 式測溫和 式測溫兩大

13、類。14、根據(jù)測量方法，可將溫度測量劃分為接觸式測溫和非接觸式測溫兩大類，前者是基丁物體的 原理設(shè)計而成的，后者是基丁物體的 特性與 溫度之間的對應(yīng)關(guān)系設(shè)計而成的。15、 熱電偶溫度計利用不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的 效應(yīng)來測溫的，熱電阻溫度 計是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的 值隨溫度變化的性質(zhì)來測量溫度的。16、是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號 通過引線傳遞到計算機(jī)裝置或其他二次儀表，常用的引線方式有二線制、三 線制和四線制三種，其中 線制精度最高。17、 按照總線內(nèi)部信息傳輸性質(zhì)， 總線可分為、< 依據(jù)總線在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的層次位置,一般把總線分為 、< 按照總線的數(shù)據(jù)傳輸方

14、式，總線乂可以分為 、。根據(jù)總線的傳 輸方向乂可以分為 、。18、過程控制通道是計算機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，根據(jù)信號的方向和形式，過程控制 通道又可分為 、四種類型。19、 用來描述D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)有： 、。20、 CPU讀取AD轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)的方法有三種： 、。21、 某熱處理爐溫度測量儀表的量程為2001000C，在某一時刻計算機(jī)采樣（8位）并 經(jīng)數(shù)字濾波后的數(shù)字量為 （CD）h,設(shè)儀表量程為線性的，則此時的溫度值為 。22、 某流測量儀表的量程為 10100m3/min,在某一時刻計算機(jī)采樣 （8位）并經(jīng)數(shù)字濾波 后的數(shù)字量為（A9）h,設(shè)儀表量程為線性的，貝U此時的流量值為 m

15、3/min23、 根據(jù)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)，LAN協(xié)議參照了 OSI模型的 層和 層，并沒有涉及到第三層至第七層。24、 目前一般采用 網(wǎng)和 總線相結(jié)合來構(gòu)成一個企業(yè)的信息化網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)可分為三個層次，從下到上依次為現(xiàn)場設(shè)備層、 層和 層。25、 干擾傳播途徑主要有： 、，在CPU抗干擾技術(shù)中，若程序跑飛 到非程序區(qū)，一般采用 、技術(shù)解決問題。三簡答題練習(xí)1、簡述計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程。2、簡述計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成。3、 根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)特點，計算機(jī)控制系統(tǒng)可以分為哪6類？請任選2類，畫出其結(jié)構(gòu)圖。4、 什么是DCS和FCS, FCS相對丁 DCS有哪些改進(jìn)？5、什么叫DDC,有何

16、特點？6、什么叫SCC,有何特點？7、 什么叫DCS,有何特點？8、什么叫FCS,有何特點？9、什么叫CIMS? （5分）10、什么叫總線，采用總線的目的是什么？列舉至少三種常用的總線。11、總線按其在系統(tǒng)機(jī)構(gòu)中的層次位置可分為哪幾類？12、什么叫內(nèi)部總線？根據(jù)功能不同，可分為哪幾組？13、常用的PC總線有哪些？14、簡述RS232電氣特性的主要特點；15、簡述RS485電氣特性的主要特點。16、RS485通信接口與RS232通信接口的區(qū)別17、試從硬件線路和通信方式兩方面比較 RS-485和RS-422的區(qū)別；18、什么是過程通道，主要包括那幾個通道？19、在DI中，經(jīng)常采用積分電路或RS觸

17、發(fā)器消除觸點的抖動（圖4.2）,試說明 工作原理。20、什么叫DI,它的作用是什么？21、什么叫DO,它的作用是什么？22、什么叫AI,它的作用是什么？23、什么叫AO,它的作用是什么？24、簡述D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理；25、簡述D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)？26、常見的A/D轉(zhuǎn)換方法有哪幾種？27、簡述A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)？28、簡述CPU讀取AD轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)的三種方法；29、CPU讀取AD轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)有哪幾種方法，簡述其中一種方法的過程；30、D/A轉(zhuǎn)換器接口的隔離方法有哪兩種？各有何特點？31、模擬信號隔離方法和數(shù)字信號隔離方法各有何優(yōu)缺點？32、從工作原理來分，觸摸屏可分為哪五類？33

18、、什么是插補，常用插補算法有哪些？34、什么是CNC?35、什么叫軟件濾波？與硬件濾波相比有何特點？36、常用的數(shù)字濾波方法有哪幾種，比較它們適用的場合；37、什么是數(shù)字濾波，常用的數(shù)字濾波方法有哪幾種？38、什么叫中值濾波？有何特點？39、列出常見的至少四種數(shù)字 PID改進(jìn)算法；40、什么叫積分分離？41、什么叫微分先行？42、實際微分和理想微分相比有何優(yōu)點？43、 下圖為實際微分PID控制算法示意圖，Gf (s)=1/ (Tf s+1)，采樣周期為T, 試推導(dǎo)實際微分控制算式。E(s) U '(s) U(s)理想 PID Gf(s) 44、什么叫申級控制？45、已知Gd(s)=1/

19、(50s+1), G(s)=2/(30s+1),采樣周期為1s,試推導(dǎo)前饋控制器算 式。46、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的OSI模型可分為那幾層；47、常見的計算機(jī)局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有哪幾種，畫出結(jié)構(gòu)圖。48、簡述在總線型局域網(wǎng)中常采用的 CSMA/CD工作方式的信息發(fā)送過程。49、 寫出至少三種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，并說明其工作在OSI模型的哪一層；50、什么是同步通訊和異步通訊？51、什么是基帶傳輸和寬帶傳輸？52、簡述差錯檢測原理并列舉三種常見的檢驗編碼方法；53、在軟件功能上，計算機(jī)控制軟件主要包括哪些功能（列舉至少5個）54、衡量一個過程控制系統(tǒng)軟件性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)55、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的三個層次是什么？

20、56、什么是實時數(shù)據(jù)庫，其本質(zhì)特征是什么？57、干擾三要素是什么，干擾傳播途徑有哪三種，干擾按作用方式可分哪幾類?58、什么是申模干擾，它是如何產(chǎn)生的，如果對它進(jìn)行抑制？59、什么是共模干擾，共模干擾主要有哪些抑制措施？60、接地的目有那兩個，過程計算機(jī)控制系統(tǒng)一般有哪幾種地？61、列舉幾種常見的CPU抗干擾措施62、簡述計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。63、簡述計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟。16擾動忒圖1前饋-反饋計算機(jī)控制系統(tǒng)框圖2、圖2為DAC0832的結(jié)構(gòu)框圖，圖3為DAC0832 的接口電路圖(1) 依據(jù)圖2簡述DAC0832的工作過程；(2) DAC0832有3種工作方式：雙緩沖、單緩沖、

21、直通，圖3中DAC0832為哪種方式？(3) 分析圖3所示接口電路的工作原理；(4) 若Vref = Vr =10V，試求輸出 Vo的輸出范 圍，若數(shù)字量輸入 D0D7為128 (10進(jìn)制)，則 此時Vout和Vo分別為多少？VREF8很寄存器|WR2H皿DAClout!11RibAGKDGNDVQC8位一 一-一一二理 Er-.kd造心ISi 心 13SN¥1眼Y3¥4¥iY2rsY4I1II22 22DAC0S32O<3IQV二綜合題練習(xí)1、圖1為前饋-反饋計算機(jī)控制系統(tǒng)框圖，若擾動d可測，干擾通道傳遞函數(shù)Gd(s)=2/(10s+1),控制對象傳遞函數(shù)

22、 G(s)=1/(20s+1),則(1) 為消除干擾量 d(s)對系統(tǒng)的影響，試導(dǎo)出前饋控制器傳遞函數(shù)Gf(s)；(2) 為方便計算機(jī)使用，設(shè)采樣周期為2 秒，試推出前饋控制器離散化算式。圖3 DAC0832接口電路3、圖4為4乂4矩陣連接式鍵盤原理圖，試說明該鍵盤的工作過程。111D0 3D1 4D2 7D3 8D4 13D5 14D6 17D7 18OECLKD1D2D3D4D5D6D7D8地址后線接口地址譯碼電路OSN74LS244NQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8_A1_a2IORQ4Y23y29y21y24Y13Y19y11Y1DD1 6圖4 44矩陣連接式鍵盤原理圖4、圖5為PC總

23、線的數(shù)字量輸入輸出模板原理圖，試從地址譯碼和輸入和輸出接口兩 部分說明該電路的工作原理。I-CS19IOR1DATA02DATA13DATA24DATA3-5DATA46DATA57DATA6""8DATA79A01A12A23OE2AOE2BD7 3D0 18)116)214D3 1234'7D4 957D6 517 D116 D215 D314 D413 D512 D611 D715 Y01413一12111097RESET11138NQU5 SN74LS688N1OE2OE1Y11A11Y21A21Y31A31Y41A42Y12A12Y22A22Y32A32Y42A4 CLR¥CLKU4-D1Q1.D2Q2-D3Q3-D4Q4-D5Q5-D6Q6-D7Q7-D8Q8SN74LS273N8，JD4_ 13<D5 14D6 17XD718Sheet of表MyDesignadWbBy5J26J39J412L115L216L319L42 J1Revision2 4"NEA01 2 34 5 670 1 2 3 4