计算机控制技术期末试题

选择1.直接数字控制系统是用计算机对多个被控参数进行巡回检测，并与设定值进行比较，再按PID规律控制运算，计算机输出的控制量转换成（D）的控制信号，直接控制生产过程，使被控参数稳定在给定值上。A．检测单元B.模数转换器C.数模转换器D.执行机构2.监督计算机控制系统使计算机按照描述生产过程的数学模型，计算出最佳设定值送给模拟调节器或DDC计算机。最后由模拟调节器或DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程处于（B）工作状态。A.一般B.最优C.稳定D.不稳定3.最少拍系统是指典型系统在典型输入作用下具有最快的响应速度，被控量能在最短的调节时间达到（C）A.采样值B.平均值C.设定值D.稳定值4.线性化处理中若三点不在一条直线上需要（D）近似A.直线B.正弦C.正切D.抛物线5.在已知连续对象时可先设计出连续控制器，在将其连续化，得到等价的（C）并用计算机实现A.数字模拟器B.连续模拟器C.数字调节器D.模拟调节器判断6.计算机控制系统是硬件和软件组成的（T）7.解析法是根据给定的闭环性能要求，通过解析计算求得模拟传递函数（F）8.积分分离措施适当偏差较大时取消积分作用，当偏差较少时将积分投入（T）9.算数平均滤波适用于周期性脉冲信号的平滑加工（T）10.计算机系统接地是指工作接地和保护接地（T）简答11.计算机控制系统控制规律的设计方法种类有哪些？答：离散化设计；模拟化设计；状态空间设计；复杂规律设计。12.PID增量型的优缺点是什么？答：每次输出增量造成误动作损失小；算式中不需累加；手动-自动切换时冲击小；占用内存单元少速度快。13.最小拍系统的设计步骤及性能要求和约束条件第一步主要根据性能要求和约束条件确定所需的Ф（z）。性能要求和约束条件有：（1）稳定性；（2）准确性；（3）快速性；（4）物理可实现性；第二步主要是由Ф（z）确定D（z）。依据的公式为D（z）=Ф（z）/G（z）Фe（z）。第三步根据D（z）编制控制算法的程序性能要求约束条件控制算法程序Φ（z）D（z）14.怎样提高数据采集系统速度采用高速模拟转化器；多路开关切换时间短；采用DMA技术；采用双端口RAM。15．计算机控制系统设计步骤（1）控制系统总体方案的确定（2）计算机系统设计（3）计算机控制系统算法的设计（4）计算机控制系统的硬件设计（5）计算机控制系统的软件设计（6）控制系统调试论述16.综述计算控制系软件抗干扰措施（1）指令复执技术：在程序执行过程中，一旦发生错误就重新执行被干扰的现行指令若干次，指令复执的次数没有规定（2）程序卷回技术：不是某一条指令的重复执行，而是一小段程序的重复执行，先将程序分成一些小段，卷回时也卷回一小段，而不是程序的起点，分段可长可短，要视中间结果的多少而定。（3）死循环或程序“飞掉”的处理：可以对程序采取时间监视的办法。（4）输入输出软件抗干扰处理：（a）对模拟量多次采样进行筛选，以防止因偶然干扰产生的误差（b）为保证开关量信号正确无误，可采取多次读入并进行比较的办法（c）对于可能造成重大事故的输出控制，要考虑人工干预措施（d）为了保证重要的数据不致受到破坏和损失，可以在存储器中开辟几个存储区，同时保存，并利用多数表决的办法鉴别数据的真伪（e）利用保护子程序加的电火花或电弧的干扰。17、试说明PID算法改进型方法1）、带有死区的PID控制设给定值为R,实际输出为Y，人为设定一个死区B=|R-Y|，其控制算法为△u（k）={△u（k）当|e(k)|B；0|e(k)|B；e(k)为误差值适用范围:控制精度要求不太高，控制过程尽量平稳的场合2）、积分分离的PID控制在位置型算法中，积分项上增加一个逻辑函数kl，使位置型算式变为u（k）=kpe(k)+klki∑e(j)+kd[e(k)-e(k-1)]其中kl={1e(k)≤E;0e(k)E；当偏差e(k)较大时，取消积分作用，当偏差e(k)较小时，才能将积分作用投入，采用这种措施后，可以充分发挥积分作用，在消除偏差、调高精度方面的优点，避免由于加强积分作用而带来的系统稳定性变化和偏差增大的缺点3）、不完全微分的PID控制；4）、微分先行的PID控制18、试说明最少拍设计的改进（1）切换程序法：基本思想：针对各种输入类型分别设计出对应的最小拍有波纹或无波纹数字调节器D1（z），D2（z），….，根据误差的大小使各类调节器在线切换，以解决适应性问题。实施方法：例如：系统刚投入使用时，相当于阶跃输入，可把按阶跃输入设计的最少拍D1（z）接入系统，作过渡程序，当系统的误差e(k)减小到一定程度时，则切换成按等速输入设计的最少拍D2（z）。（2）惯性因子法：基本思想：又称阻尼因子法或折衷设计法，将针对某一典型输入设计的最小拍Ф（z）或Фe（z）中加入惯性因子，从而兼顾到各类输入，使调节时间和超调量都不要过大，惯性因子a:0a1。实施方法：为使系统稳定，a应满足|a|1，为使响应能单调衰减，常取0a1，a的取值可通过反复试凑确定。（3）最小均方误差设计：基本思想：在按最少拍设计的Ф（z）和Фe（z）的表达式中引入惯性因子然后按照使误差的平方和最小的原则确定惯性因子a值。实施方法：J是a的函数，总可选择a是J最小。按其中一种典型输入设计对应一条J1-a曲线，再按另一种典型输入设计，将得另一条J2-a曲线，选a使J最小，应取两曲线交点处的a值。计算1.某压力测量仪的量程为0~30kg，计算机采样后，对应的变化范围为0~FAH，某时刻计算机采样并经数字滤波后的数字量为BCH，设仪表是线性的，求此时压力为多少？解：根据Ax=Nx（Am-A0）/Nm+A0，已知A0=0，Am=30,Nx=BCH=(188)D,Nm=FAH=(250)D,所以此时温度为Ax=Nx（Am-A0）/Nm+A0=188（30-0）/250+0=22.56