计算机工业控制_习题集(含答案)

第1页共17页《计算机工业控制》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院版权所有习题【说明】：本课程《计算机工业控制》（编号为09016）共有计算题,简答题,综合设计题等多种试题类型，其中，本习题集中有[综合设计题]等试题类型未进入。一、计算题1.求图示系统的传递函数)()(sXsXrc。（要求画出简化的方框图）2.求图示系统的传递函数)()(sXsXrc。（要求画出简化的方框图）3.求图示系统的传递函数)()(sXsXrc。（要求画出简化的方框图）G3G1G4G5G2XrXc————G4G1G5G3G2XrXc--第2页共17页4.求图示系统的传递函数)()(sXsXrc。（要求画出简化的方框图）5.一个满刻度输入电压V=10v的12位A/D转换器的分辨率是多少？（单位mv）6.一个满刻度输入电压V=5v的14位A/D转换器的分辨率是多少？（单位mv）7.一个满刻度输入电压V=5v的10位A/D转换器的分辨率是多少？（单位mv）8.一个满刻度输入电压V=6v的8位A/D转换器的分辨率是多少？（单位mv）9.一个满刻度输入电压V=10v的8位A/D转换器的分辨率是多少？（单位mv）10.某温度测量系统中，温度测量仪表的量程为10℃-250℃，采用8位A/D转换器转换后输出为00H-F0H，若某时刻A/D转换器输出的数字量为A0H，求此时的温度值。（线性关系）11.某数字测量系统中，测量压力的量程为100Pa-1300Pa，经8位A/D转换器转换后输出为0-FFH，若某时刻压力值为500Pa，求此时的A/D转换器输出的数字量。（线性关系）12.某位移测量系统中，位移测量仪表的量程为0-100mm，采用8位A/D转换器转换后输出为00H~FAH，若某时刻A/D转换器输出的数字量为64H，求此时的位移值。（线性关系）13.某位移测量系统中，位移测量仪表的量程为100-800mm，采用8位A/D转换器转换后输出为0AH-64H，若某时刻位移为450mm,求此时的A/D转换器输出的数字量。（线性关系）14.设某采样时刻得到采样值依次为35H、30H、2DH、2FH、34H，分别采用中值滤波和算术平均值滤波，所得的有效采样值各为多少？15.某微机控制系统使用PI调节方法，采样周期T=6s,Ti=120S,Kp=2,现测得：ei=10Pa,ei-1=7Pa，求iu。16.某微机控制系统使用PID调节方法，采样周期T=6ms,Ti=24ms,Td=12ms,Kp=1.4,G4G1G5G3G2XrXc--G3G1G4G5G2XrXc——-第3页共17页现测得：ei=4mm,ei-1=6mm,ei-2=9mm，求iu。17.某微机控制系统使用PID调节方法，采样周期T=8ms,Ti=40ms,Td=16ms,Kp=0.125,求d0、d1、d2。现测得：ei=5mm,ei-1=8mm,ei-2=10mm，求iu18.某微机控制系统使用PID调节方法，采样周期T=20s,Ti=300S,Td=120s,Kp=0.5,现测得：ei=9℃,ei-1=7℃,ei-2=6℃，求iu。19.某A/D转换器的转换时间Tc=20s，其最大采样频率等于多少kHz？对应的输入信号的最大频率为多少？20.若加工第一象限直线OA，起点坐标O（0，0），终点坐标A（4，3），试用逐点比较法进行插补运算，作出走步轨迹图。21.加工第四象限直线，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为B（4，-5），用逐点比较法进行插补运算，作出走步轨迹图。22.加工第二象限直线，起点坐标（0，0），其终点坐标为（-5，3），用逐点比较法进行插补运算，作出走步轨迹图。23.加工第二象限圆弧，其起点坐标为A（-4，0），终点坐标为B（0，4），用逐点比较法进行插补运算，作出走步轨迹图。24.加工第三象限圆弧，其起点坐标为A（-4，0），终点坐标为B（0，-4），用逐点比较法进行插补运算，作出走步轨迹图。二、简答题25.什么是开环系统和闭环系统？各有何特点？26.简述反馈控制系统的基本组成及各元件的主要作用。27.什么是传递函数？简述其性质。28.自动控制系统的测试信号有哪些？怎样选择合适的测试信号？29.按控制作用的特点分自动控制系统有那几类？各有何任务？30.SCC+模拟调节器控制系统与SCC+DCC控制系统有什么区别？31.神经网络控制系统的主要特点是什么？32.微机控制系统硬件主要由哪几部分构成？各有何作用？33.DCS系统的主要特点是什么？34.微机控制系统的软件应用程序主要包括哪几大部分？35.试比较PID控制参数Kp、Ti和Td的大小对系统性能的影响。36.位置式PID和增量式PID数字控制算法有何联系，并比较其优缺点？37.采样周期T应如何选择？第4页共17页38.为什么说比例积分调节器（PI）可以消除静差？39.试画出P、PI、PID控制器对偏差为阶跃输入变化的响应曲线。40.什么是数字滤波，有何优点？常用的方法有哪些？41.软件抗干扰程序有哪几种？42.微机控制系统设计时采用标准功能模块构成系统有何优点？功能模块划分的基本原则是什么？43.微机控制应用程序功能模块化有何优点？程序模块的划分原则有那些？44.PLC有哪些特点？45.微机控制系统设计中在估算和选择通道是应着重考虑什么？46.微机控制系统设计基本要求和特点是什么？47.微机控制系统设计的主要步骤是什么？48.微机控制系统应用程序设计有何要求？49.什么是积分饱和效应？有哪些克服方法？三、综合设计题（略）……答案一、计算题1.（4分）)()(sXsXrc=54215354211GGGGGGGGGG（4分）G3G1G4G5G2XrXc————第5页共17页2.（4分）)()(sXsXrc=43215434321GGGGGGGGGG（4分）3.（4分）)()(sXsXrc=432154343211GGGGGGGGGGG（4分）4.（4分）)()(sXsXrc=542153541GGGGGGGG（4分）5.10v/212=2.44mv6.5v/214(4分)=0.305mv7.5v/210=4.883mv8.6v/28=23.438mv9.10v/28=39.063mv10.minminmaxminminmax))((YNNNXYYYX=A0H=160，Ymax=250℃，Ymin=10℃，Nmax=F0H=240，Nmin=0Y=170℃G3G1G4G5G2XrXc————XrXc-G3G1G4G5G2——XrXcG3G1G4G5G2————第6页共17页11.minminmaxminminmax))((YNNNXYYYY=500Pa，Ymax=1300Pa，Ymin=100Pa，Nmax=FFH=255，Nmin=0X=85=55H12.minminmaxminminmax))((YNNNXYYYX=64H=100，Ymax=100mm，Ymin=0mm，Nmax=FAH=250，Nmin=0Y=40mm13.minminmaxminminmax))((YNNNXYYY（4分）Y=450mm，Ymax=800mm，Ymin=100mm，Nmax=64H=100，Nmin=0AH=10X=55=37H(4分)14.采用中值滤波采样信号由大到小（或由小到大）排列依次为35H、34H、30H、2FH、2DH，有效采样值为30H，算术平均值滤波：35H=53、30H=48、2DH=45、2FH=47、34H=52，算术平均值=（53+48+45+47+52）/5=49=31H，算术平均值滤波有效采样值为31H。15.=7(4分)或=2.1=-2d2=0(2分)=21-14=716.)]2([2111iiidiiiiPiiieeeTTeTTeeKuuu=1.4或)1(0TTTTKddiP=4.55第7页共17页)21(1TTKddP=-7=2.822110iiiiedededu=18.2-42+25.2=1.417.)1(0TTTTKddiP=0.4)21(1TTKddP=-0.625)2TTKddP=0.2522110iiiiedededu=2-5+2.5=-0.518.)]2([2111iiidiiiiPiiieeeTTeTTeeKuuu=4.3或)1(0TTTTKddiP=53/15)21(1TTKddP=-6.5=322110iiiiedededu=31.8-45.5+18=4.319.T采T转(2分)f采f转==50khz,T采(2分),fmax=25khz20.该直线为第一象限直线，当刀具在直线上及A+区时，刀具沿+x方向前进一步，此时eiiiyFFF1；当刀具在A-区时，刀具沿+y方向前进一步，此时eiiixFFF1；且F0=0。终点判别采用=xe+ye作为终点判断计数器的初值。第8页共17页插补运算过程如下：步数偏差判别进给方向偏差计算终点判别0F0=0=71F0=0+xF1=0-3=-3=62F10+yF2=-3+4=1=53F20+xF3=1-3=-2=44F30+yF4=-2+4=2=35F40+xF5=2-3=-1=26F50+yF6=-1+4=3=17F60+xF7=3-3=0=021.该直线为第四象限直线，当刀具在直线上及A+区时，刀具沿+x方向前进一步，此时eiiiyFFF1；当刀具在A-区时，刀具沿-y方向前进一步，此时eiiixFFF1；且F0=0。终点判别采用=作为终点判断计数器的初值。插补运算过程如下：步数偏差判别进给方向偏差计算终点判别0F0=0=91F0=0+xF1=0-5=-5=82F10-yF2=-5+4=-1=73F20-yF3=-1+4=3=64F30+xF4=3-5=-2=55F40-yF5=-2+4=2=4P(4,3)oyx第9页共17页6F50+xF6=2-5=-3=37F60-yF7=-3+4=1=28F70+xF6=1-5=-4=19F80-yF7=-4+4=0=022.该直线为第二象限直线，当刀具在直线上及A+区时，刀具沿-x方向前进一步，此时eiiiyFFF1；当刀具在A-区时，刀具沿+y方向前进一步，此时eiiixFFF1；且F0=0。终点判别采用=作为终点判断计数器的初值。插补运算过程如下：步数偏差判别进给方向偏差计算终点判别0F0=0=81F0=0-xF1=0-3=-3=72F10+yF2=-3+5=2=63F20-xF3=2-3=-1=54F30+yF4=-1+5=4=45F40-xF5=4-3=1=36F50-xF6=1-3=-2=27F60+yF7=-2+5=3=18F70-xF6=3-3=0=0(4,-5)xy第10页共17页23.加工第二象限顺弧，当刀具在圆弧上及A+区时，刀具沿+x方向前进一步，此时iF12iixF，1iixx；当刀具在A-区时，刀具沿+y方向前进一步，此时iF，；且F0=0。终点判别采用=作为终点判断计数器的初值。插补运算过程如下：步数偏差判别进给方向偏差计算动点坐标终点判别0F0=0x0=-4,y0=0=81F0=0+xF1=0-8+1=-7x1=-3,y1=0=72F10+yF2=-7+0+1=-6x2=-3,y2=1=63F20+yF3=-6+2+1=-3x3=-3,y3=2=54F30+yF4=-3+4+1=2x4=-3,y4=3=45F40+xF5=2-6+1=-3x5=-2,y5=3=36F50+yF6=-3+6+1=4x6=-2,y6=4=27F60+xF7=4-4+1=1x7=-1,y7=4=18F70+