计算机控制期末复习(4)

增量型控制算法 两种基本形式。

16. 经常采用的软件抗干扰技术包括： 数字滤波技术 、 开关量的软件抗干扰技

术 、 指令冗余技术 、 软件陷阱技术 等。

17. 采用差分放大器作为信号前置放大是抑制 串模 干扰的方法之一。 18. 通常把 叠加在被测信号上 的干扰信号称为串模干扰。 19. 平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出 20. 若信号的动态范围为N，计算机字长n ? log2 (1+N) 。

21. 模拟量输入通道一般由 信号预处理 ， 多路转换器 、 前置放大器 、 采样保持器 、 模/数转换器 及 接口逻辑电路 等组成。

三、判断

1. 下图所示干扰源为共模干扰。错，串模。

2. 如果串模干扰频率比被测信号频率高，则采用输入低通滤波器来抑制高频率串模干扰。

对

3. 如果串模干扰频率比被测信号频率低，则采用高通滤波器来抑制低频串模干扰。对 4. 对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应尽可能早地进行前置放大，从

而达到提高回路中的信号噪声比的目的。对

5. 下图所示干扰源为共模干扰。对

6. 计算机控制系统的设计，就是指在给定系统性能指标的条件下，设计出控制器的控制规

律和相应的数字控制算法。对

7. 数字控制器的连续化设计是忽略控制回路中所有的零阶保持器和采样器，在S域中按连

续系统进行初步设计，求出连续控制器，然后通过某种近似，将连续控制器离散化为数

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字控制器，并由计算机来实现。对

8. 按偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器简称为PID调节器，是在连续系统中技术

最为成熟，应用最为广泛的一种调节器。对

9. PID调节器结构简单、参数易于调整，当被控对象精确数学模型难以建立、系统的参数

又经常发生变化时，应用PID控制技术，在线整定最为方便。对

10.比例调节器对于偏差是即时反应，偏差一旦产生，调节器立即产生控制作用使被控量朝

着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数。只有当偏差发生变化时，控制量才变化。对

11.比例调节器不能消除静差，比例系数KP过大，会使动态质量变坏，引起被控量振荡甚至

导致闭环不稳定。对

12.积分调节的特点是调节器的输出与偏差存在的时间有关，只要偏差不为零，输出就会随

时间不断增加，并减小偏差，直至消除偏差，控制作用不再变化，系统才能达到稳态。对

13.微分调节的特点是在偏差出现或变化的瞬间，产生一个正比于偏差变化率的控制作用，

它总是反对偏差向任何方向的变化，偏差变化越快，反对作用越强。故微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。对

14.在PID控制中，在阶跃信号的作用下，首先是比例和微分作用，使其调节作用加强，然

后是积分作用，直到消除偏差。对

15.由于物料或能量的传输延迟引起的滞后现象称为纯滞后。对 16.由于惯性引起的滞后，比如发酵过程，属于纯滞后。错，容量滞后

17.所谓软件陷阱，就是一条引导指令，强行将扑获的程序引向一个指定的地址，在那里有

一段专门对程序出错进行处理的程序。对

18.所谓指令冗余，就是在关键地方人为插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重复书

写，提高弹飞程序纳入正轨的机会。对 四、简答

1. 试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信

号。答：即是采样频率应大于最高频率的两倍，若不满足，则高频会变低频，且失真。 2. 简述计算机控制的含义？答：所谓计算机控制，就是利用传感装置将被监控对象中的物

理参量（如温度、压力、液位、速度）转换为电量（如电压、电流），再将这些代表实际物理参量的电量送入输入装置中转换为计算机可识别的数字量，并且在计算机的显示

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装置中以数字、图形或曲线的方式显示出来，从而使得操作人员能够直观而迅速地了解被监控对象的变化过程。

3. 计算机控制系统的典型形式有哪几类？答：1.数据采集和监视系统；2.直接数字控制系

统 (DDC)；3.监督控制系统 ；4.集散控制系统；5.现场总线控制系统

4. 什么是总线？答：所谓总线就是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和

传输信息的信号线，信息包括指令、数据和地址。 5. 常用的总线标准有哪些？答：OIS,DDC,SCC

6. 什么是接口？答：是计算机与外部设备（部件与部件之间）交换信息的桥梁，它包括输

入接口和输出接口。

7. 接口电路的主要作用是什么？答：实现计算机系统中一个部件与另一些部件的相互联

系。

8. 简述模拟量输入通道的构成。答：模拟量输入通道一般由信号预处理、多路转换器、前

置放大器、采样保持器、模/数转换器和接口逻辑电路等组成。其核心是模/数转换器。 9. 如下图所示为功率晶体管输出驱动继电器电路，试说明二极管D与电阻R的作用分别是

什么？答：D的作用是泄流，通过D放掉J上所带的电荷，防止反击穿；R的作用是限流。

10. 什么是共模干扰？抑制共模干扰的措施有哪些？答：所谓共模干扰是指模/数转换器两

个输入端上公有的干扰电压。共模干扰也称为共态干扰。变压器隔离；光电隔离；浮地屏蔽；采用仪表放大器提高共模抑制比。

11. 插补器的作用是什么？答：在数控系统中完成插补工作。

12. 简述什么是逐点比较法插补？答：所谓逐点比较法插补，就是刀具或绘图笔每走一步都

要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看这点在给定轨迹的上方或下方，或是给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向。如果原来在给定轨迹的下方，下一步就向给定轨迹的上方走，如果原来在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走，?。如

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此，走一步、看一看，比较一次，决定下一步走向，以便逼近给定轨迹，即形成逐点比较插补。

13. 简述数字控制器的连续化设计步骤。答：第一步：假想的连续控制器D(s)；第二步：选

择采样周期T ；第三步：将D(s)离散化为D(z)；第四步：设计由计算机实现的控制算法；第五步：校验。

14. 数字PID控制器的改进措施主要有哪些？答：1．积分项的改进；2．微分项的改进；3．时

间最优+PID控制；4．带死区的PID控制算法；

15. 什么叫积分饱和？它是怎样引起的?如何消除？答：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，这就称为积分饱和。

作为防止积分饱和的办法之一，可对计算出的控制量u(k)限幅，同时，把积分作用切除掉。 16. 简述数字控制器的离散化设计步骤。答：1.求广义对象的脉冲传递函数G(z)；2.根据控

制系统的性能指标要求和其它约束条件，确定所需的闭环脉冲传递函数Ф(z)；3. 求取数字控制器的脉冲传递函数D(z)；4. 根据D(z)求取控制算法的递推计算公式； 17. 最少拍控制的含义是什么？答：所谓最少拍控制，就是要求闭环系统对于某种特定的输

入在最少个采样周期内达到无静差的稳态，且闭环脉冲传递函数具有以下形式: 18. 简述什么是振铃现象及其危害？答：所谓振铃(Ringing)现象，是指数字控制器的输出

以二分之一采样频率大幅度衰减振荡的现象。振铃现象会增加执行机构的磨损，在有交互作用的多参数控制系统中，振铃现象还有可能影响到系统的稳定性。

19. 什么是数字滤波？其优点是什么？答：所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序

减少干扰在有用信号中的比重。故实质上它是一种程序滤波。优点：1.数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬设备，所以可靠性高，稳定性好；2.数字滤波可以对频率很低(如0.01Hz)的信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷；3. 数字滤波器可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。 20. 下面的程序是根据累加器A内容的正、负、零情况进行三分支的程序，请指出哪些语句

属于软件陷阱？

JNZ XYZ

??;零处理 LJMP ABC NOP

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NOP LJMP ERR

XYZ: JB ACC.7, UVW

??；正数处理

LJMP ABC

NOP

NOP LJMP ERR

UVW:

??；负数处理

ABC: ??；取结果

RET

NOP NOP LJMP ERR

21. 下列程序是利用减法比较两无符号数的大小程序段（数放A、B中），请指出哪些语句是

指令冗余？

CLR C

SUBB A, B NOP NOP JC BBIG ? ?

BBIG:NOP ?..

22. 计算机控制系统的理论设计主要包括哪些内容？ 答：计算机控制理论、电子技术、生产工艺方面的知识。 23. 计算机控制系统的设计原则是什么？

答：1.安全可靠；2.操作维护方便；3.实时性强；4.通用性好；5.经济效益高。 24. 简述计算机控制系统的设计步骤。

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