長安大學計算機控制技術-2016A-劉

1、長安大學20152016學年第2學期 試題（ A ）卷課程名稱計算機控制技術考試日期16年6月 日共二題學生姓名學院電控學院班級學號注意：所有答案必須寫在答題紙上一、選擇題（本題共10小題，每小題 1.5分，共15分） 1.由于計算機只能接收數(shù)字量，所以在模擬量輸入時需經(jīng)（   ）轉(zhuǎn)換。AA/D轉(zhuǎn)換器           B雙向可控硅CD/A轉(zhuǎn)換器           D光電隔

2、離器2.若系統(tǒng)欲將一個D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量參數(shù)分配至幾個執(zhí)行機構，需要接入（      ）器件完成控制量的切換工作。A鎖存器鎖存            B多路開關      CA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換        D反多路開關3.某控制系統(tǒng)中，希望快速采樣，保持器的保持電容CH應取值 （     ）。A 比較小 

3、;      B比較大      C取零值       D取負值4. 在LED顯示系統(tǒng)中，若采用共陽極顯示器，則將段選模型送至  （   ）。A  陽極       B 陰極     C陰極或陽極     D先送陰極再送陽極5. 電機控制意味著對其轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的

4、控制，微型機控制系統(tǒng)的作法是通過（     ）實現(xiàn)的。A改變定子的通電方向和通電占空比B改變轉(zhuǎn)子的通電方向和通電占空比C改變定子的通電電壓幅值            D改變轉(zhuǎn)子的通電電壓幅值6. RS-232-C串行總線電氣特性規(guī)定邏輯“1”的電平是（ ）。 A03 伏以下               

5、60;     B07伏以上C-3伏以下                       D+3伏以上7. 在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中采集的數(shù)據(jù)常攙雜有干擾信號，（ ）提高信/躁比。A只能通過模擬濾波電路     B.可以通過數(shù)字濾波程序/模擬濾波電路C. 只能通過數(shù)字濾波程序 D.可以通過數(shù)字濾波程序和模擬濾波電路第

6、 1 頁 (共 4 頁)8步進電機常被用于準確定位系統(tǒng)，在下列說法中錯誤的是（ ）。 A步進電機可以直接接受數(shù)字量      B步進電機可以直接接受模擬量 C步進電機可實現(xiàn)轉(zhuǎn)角和直線定位   D步進電機可實現(xiàn)順時針、逆時針轉(zhuǎn)動9. 系統(tǒng)采用程序判斷濾波，實驗發(fā)現(xiàn)總有一些雜波殘留，原因是（ b）。 A.取樣次數(shù)太少           B.Y取值太大C.Y取值太小    

7、0;      D.相鄰兩次采樣值間的差小于Y10. DAC0832的VREF接-5V，IOUT1接運算放大器異名端，輸入為1000000B ，輸出為（ ）。A. +5V    B. +2.5V    C. -5V    D. -2.5V二、判斷題（正確，在括號內(nèi)劃，錯誤，在括號內(nèi)劃，并改正（只對錯誤部分進行改正即可）（本題共 5 小題，共10分 ） 1. 在顯示系統(tǒng)中，若為動態(tài)顯示，需將待顯示數(shù)變成顯示碼才能輸出到顯示器  進行顯示。若在顯示電

8、路中增加一級鎖存器，則可直接將待顯示數(shù)輸出到顯示器進行顯示。（   ）2. DAC0832是常用的8位D/A轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部設有兩級緩沖器，目的是使轉(zhuǎn)換數(shù)椐得到充分緩沖，確保轉(zhuǎn)換精度。（   ）3. 由于各種傳感器提供的電壓信號范圍很寬，需要通過可編程增益放大器，對信號進行調(diào)整，使A/D轉(zhuǎn)換器滿量程信號達到均一化。（   ）4. 某系統(tǒng)采用程序判斷濾波方式進行數(shù)據(jù)處理，發(fā)現(xiàn)總有一些雜波無法濾掉，原因是采樣時間間隔太大（     ）。5. 在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，由于被控對象所處環(huán)境復雜，常使采樣值偏離

9、實際值。所以一般要加入濾波環(huán)節(jié)，且常常將模擬濾波和數(shù)字濾波同時使用。（   ）三、簡答題（本題共 4小題，共20分） 1.說明動態(tài)顯示與靜態(tài)顯示的的特點及各自的用途。第 2 頁 (共 4 頁)2、已知采樣保持器的電路原理如圖所示。（1）分析其工作原理；（2）回答問題：是否所有模擬量輸入通道中都需要采樣保持器，若是，闡明理由；若不是，哪種情況下模擬量輸入通道中可以不要采樣保持器。3.平均濾波有幾種？并說明各自的特點。4、簡述PID控制器中，比例、積分、微分環(huán)節(jié)的作用。四、設計題（共 55 分） 1. 圖中畫出CD4051的引腳圖，要求利用該芯片進行擴展，設計成一個16路多路開

10、關。要求：1) 完成硬件設計（5分）2) 在圖中標出16路的排序號（3分）3) 分析通道5和通道10的通道地址（要求過程）（3分） 圖1 圖22. 已知電機控制系統(tǒng)如圖2所示。1）說明圖中芯片4N25的作用（2分）2）說明圖中電動機的控制原理（3分）3）畫出電動機控制程序流程圖（3分）4）圖中有否需要改動的地方？原因是什麼？（3分） 第 3 頁 (共 4 頁)3、熱處理爐溫度變化范圍為2001600ºC，經(jīng)溫度變送器變換為15V電壓，.測控系統(tǒng)采用10位A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器的輸入范圍為05V。若某一時刻，轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果為27AH，問此時的爐內(nèi)溫度為多少度？并寫出標度轉(zhuǎn)換公式。（11

11、分）4. 試用單片機8051的P1口設計一個4*4=16的鍵盤陣列，其中0-9為數(shù)字鍵，A-F為功能鍵，采用中斷方式，設計一個接口電路，并畫出接口電路圖和程序設計框圖。（11分）5.現(xiàn)有一微型計算機爐溫控制系統(tǒng)。它的溫度檢測元件為熱電偶。由于此元件的熱電勢與溫度之間的關系是非線性的，這對于計算機采樣、轉(zhuǎn)換及計算精度將會由一定的影響。因此，必須對其進行非線性補償，以便提高控制精度。經(jīng)過一系列統(tǒng)計和計算，得到一個近似數(shù)學公式：式中，V為熱電偶的輸出值，單位為mV。根據(jù)此公式可以得到兩條折線，它與原函數(shù)曲線近似，見下圖3。在計算時，就用它來代替原函數(shù)，其誤差滿足工程要求，試寫出完成上式計算的程序流程

12、圖。（11分）圖3 折線與原函數(shù)近似關系圖第 4 頁 (共 4 頁)答案答案：一、 1-5A d a b b 6-10c d b b b二、 1. 答：，不能            2. 答： 3. 答：       4. 答：，原因是兩次采樣的變化量Y太大 5. 答：三、 1. 答：動態(tài)顯示是每一時刻只有一位在顯示，而且按照一定的周期循環(huán)顯示，由于循環(huán)周期比較快，所以人眼看到的仍然是一個多位同時顯示。靜態(tài)顯示是各位一起顯示。

13、動態(tài)顯示用于仿真器，而靜態(tài)顯示則用于工業(yè)過程控制和智能化儀表。2. 答：（1）工作原理：采樣時，K閉合，VIN通過A1對CH快速充電，VOUT跟隨VIN(1.5分)；保持期間，K斷開，因A2的輸入阻抗高，VOUTVC保持不變(2分)。采樣器一旦進入保持，馬上啟動A/D轉(zhuǎn)換器，確保轉(zhuǎn)換期間輸入恒定。(1分)（2）不是所有的模擬量輸入通道都需要采樣控制器 (1分)，當被測信號變化緩慢且A/D轉(zhuǎn)換時間足夠短時，可以不加采樣器。(1分)3. 答：平均濾波有三種：算術平均濾波、加權平均濾波、滑動平均濾波。（2分）算術平均濾波每一次采樣值所占的比例均相等(1分)；加權平均濾波則每次采樣值所占的比例不等，可

14、以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采樣的系數(shù)總和為Ci=0(1分)；而滑動平均濾波則是每次只更新一個采樣值，因而采樣速度快(1分)。4.簡述PID控制器中，比例、積分、微分環(huán)節(jié)的作用在PID控制器中，比例控制的作用在于減小偏差，及時有效地抑制干擾（2分），微分控制作用主要用來加快系統(tǒng)的動作速度，減小超調(diào)量，克服振蕩（1分），而積分控制作用用來消除靜差（2分）。將比例、積分、微分三項控制規(guī)律結(jié)合在一起，即可實現(xiàn)系統(tǒng)快速敏捷、平穩(wěn)準確的控制。答：1)、設計如圖所示。（5分）          

15、;    2)通道順序已標在設計圖中。（3分） 3 ).  A3  A2  A1  A0          （3分） 具體通道地址與其編號起始號有關，對應上圖編號順序有：0    1   0    0     五通道地址 1    0   1    1     十二通道地址 2.答：（1）芯片4N25用來隔離（2分） （2）說明圖中電機的控制原理（3分） 圖中，開關K0K7為給定值，