-
1.1
什么是计算机控制系统？它由哪几个部分组成？
1.2
计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？
1.3
实时、在线方式和离线方式的含义是什么？
1.4
工业控制机的哪几个部分组成？各部分的主要作用是什么？工业 控制机的
特点有哪些？
1.5
什么是总线、内部总线和外部总线？
1.6
PC
总线和
STD
总线各引线的排列和含义是怎样的？
1.7
RS-232C
和
IEEE-488
总线各引线的排列和含义是怎样的？
2.1
什么是接口、接口技术和过程通道？
2.2
采用
74LS244
和
74LS273
与< /p>
PC
总线工业控制机接口，设计
8
路数字量（开
关量）
输入接口和
8
路数字量
(
开关量
)
输出接口，
请画出接口电路原理图，< /p>
并分
别编写数字输入和数字输出程序。
2.3
采用
8
位
A/D
转换器
ADC0809
通过
8255A
与
PC
总线工业控制机接口，
实
现
8
路模拟量采集。请画出接口原理图，并设计出
< p>8路模拟量的数据采集程序。
2.4
用
12
位
A/D
转换器
AD574
通过
8255A
与
PC
总线工业控制机接口，实现
模拟量采集。
请画出接口原理图，并设计出
A/D
转换程序。
2.5
请分别画出一路有源
I/V
变换 电路和一路无源
I/V
变换电路图
,
并分别说明< /p>
各元器件的作用？
2.6
什么是采样过程、量化、孔径时间？
2.7
采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟器输入通道中都需要采样保持
器？为
什么？
2.8
一个
8
位
A/D
转换器，
孔径时间为
100
μ
s,
如果要求转换误差在
A/D
转换
器的转换精度
(0.4 %)
内，求允许转换的正选波模拟信号的最大频率是多少？
2.9
试用
8255A
、
AD574
、
LF398
、
CD4051
和
PC
总线工业控制机接口，设计出
8<
/p>
路模拟量采集系统。请画出接口电路原理图，并编写相应的
8
路模拟 量的数据
采集程序。
2.10
DAC0832
和
PC
总线工业控制机接 口，
请画出接口电路原理图，
并编写
D/A
转换程序。
2.11
采用
DAC1210
和
PC
总线工业控制机接口，请画出接口电路原 理图，并编
写
D/A
转化程序。
2.12
请分别画出
D/A
转化器 的单极性和双极性电压输出电路，
并分别推导出输
出电压与输入数字量之
间的关系式。
2.13
采用
DAC
0832
、运算放大器、
CD4051
等元器件 与
PC
总线工业控制机接口，
设计
8
路模拟量采集。请画出接口原理图，并编写出
8
路模拟量的数据采集程
序。
2.14
什么是串模干扰和共模干扰？如何抑制？
2.15 MAX 1232
有哪些主要功能？
2.16
计算机控制系统中有哪几种地线？请画出回流法地线和一点接地示意图。
.1
什么是数字程序控制？数字程序控制有哪几种方式？
3.2
什么是逐点比较插补法？直线插补计算过程和圆弧插补计算过程 各有哪几
个步骤？
3.3
试用汇编语言写下列各插补计算程序
（１）
第一象限直线插补程序
（２）
第一象限里插补程序
3.4
若加工第一象限
OA ,
起点
O (0, 0),
终点
A(11,7)
。要求：
（１）
按逐点比较法插补进行列表计算
（２）
做出走步轨迹图，并标明进给方向和参数
3.5
设加工第一象限逆弧
，起点
A(6.0),
终点
B(0,6)
。要求：
（１）按逐点比较法插补进行列表计算
（２）作出走步轨迹图，并标明进行方向和步数
3.6
三相步进电机有哪几种工作方式？分别画出每种工作方式的各相 通电顺序
和电压波形图。
3.7
采用
8255 A
作为
x
轴
步进电机
和
y
轴
步进电机的控制接口，要求：
（１）画出接口电路原理图
（２）
分别列出
x
轴和
y
轴
步进电机在三相单三 拍、
三相双三拍和三相六拍工
作方式下的输出字表。
4.1
数字控制器的连续化设计步骤是什么？
4.2
某系统的连续控制器设计为
试用双线性变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器
D(s),
并分
别给出三种方法对应的递推控制算法。
4.3
什么是数字
PID
位置型控制算 法和增量型控制算法？试比较他们的优缺点。
4.4
已知模拟调节器的传递函数为
试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算法，设采用周期
T=0.2
s
。并编
写出相应的汇编语言程序。
4.5
什么叫积分饱和？
它是怎样引起的？如何消除？
4.6
采样周期的选择需要考虑哪些因素？
4.7
试叙述试凑法、扩充临界比例度法、扩充响应曲线法整定
PID
参数的步骤。
4.8
数字控制器的离散化设计步骤是什么？
4.9
已知被控制对象的传递函数为
采样周期
T=1s ,
采用零阶保持器。要求：
（１）针对单位速度输入信
号设计最少拍无纹波系统的
D(z),
并计算输出响应
y
(k),
控制信号
u(k)
和误差
e(k)
序列，画出他们对时间变化的波形。
（２）
针对单位阶跃输入信号设计最少怕有纹波系统
D(z)
，
并 计算
y(k)
、
u(k)
、
e(k)
序列，画出它们对时间变化的波形。
4.10
对控对象的传递函数为
采样周期
T=1s,
采用零阶保持器，针对单位速度输入函数，按以下要求设计：
（２）求出数字控制器输出序列
μ
(k)
的递推形式；
（３）画出采样瞬间数字控制器的输出和系统的输入曲线。
4.11
被控制对象的传递函数为
采样周期
T=1s
。要求：
（１）
采用施密斯预估控制，
并按图
4.21 < /p>
所示的结构，
求取控制器的输出
μ
(k)
< p>；
（２）试用达林算法设计控制数字控制器
D( z),
并求取
u (k)
的递推形式。
4.12
在图
4.25
所示的计算机串 级控制系统中，已知采样周期为
T,
具有
4.13
前馈控制完全补偿的条件是什么？前馈和反馈相结合有什么好处？
4.14
多变量控制系统解耦的条件是什么？
5.1
设一阶单输入单输出系统的状态方程为
采样周期为
T,
试设计最少拍 无纹波控制器
D(z).
5.2
被控对象的传递函数为
采样周期
T=0.1s ,
采用零阶平衡器，按极点配置 方法设计状态反馈控制规律
L,
使闭环系统的极
5.3
在题
5.2
中，进行全状态直接反馈，但只能侧到一个状态变量，现设计一
个状态观测器<
/p>
(
预
5.4
什么是分离性原理？该原理有何指导意义？
6.1 <
/p>
什么是模块化程序设计和结构化程序设计？程序设计通常分为哪
5
个 步
骤？
6.2
试述堆栈和队 列的区别、线形表和链表的去表，如何实现链表的插入和删
除？
6.3
某热处理炉温度变化范围为
0
～
1350
，经温度变送器变换为
1
～
5V
电压送
至
ADC0809, ADC0809
的输入温度为
0
～
5V
< p>。当t =KT
时，
ADC0809
的转换 结果
为
6AH,
问此时的炉内的温度为多少度？
6.4
为使数字
PID
控制器 实现从手动到自动的无平衡无扰动切换，
应采取哪些措
施？
6.5
某炉温度变化范围为
0
～
1500 ,
要求分辨率为
3 ,
< p>温度变送器输出范围为
0
～
5V
。< /p>
若
A/D
转换器的输入范围也为
0
～
5V,
则求
A/D
转换器的字长
应为多少
位？若不变，现
在通过变送器零点迁移而将信号零点迁移到
600
，此时系统对
炉温度的分辨率为多少？
6.6
某执行机构的输入变化范围为
4
～
20mA,
灵敏度为
0.05mA,
应选
D/A
转换器
的字长为多少位？
6.7
编制一个能完成中位值滤波加上算术平均值滤波的子程序。
设对变量采样测
量
7
次，
7< /p>
个采样值排序后取中间的
3
个采样值平均，每个采样值为
< p>12位二进
制数。
7.1
异步传送和同步传送的信息格式试怎样的？面 对字符和面向位的传送的信
息格式又是怎样的？
7.2
什么是平衡方式和不平衡传输方式？试比较两种方式的性能。
7.3
简要说明
RS-232C
、
RS-423A
、
RS-422A
、
R S-485
串行通讯接口标准的性能。
7.4
工业局部网络通常有哪四种拓扑结构？各有什么特点？
7.5
工业局部网络常有的传输访问控制方式有哪三种？各有什么优缺点
7.6
国际标准化组织
(ISO)
提出 的开放系统互连参考模型即
OSI
模型是怎样
的？
7.7
IEEE 802
标准包括哪些主要内容？
7.8
位总线
(Bitbus)
通讯规程有几层结构？各层的主要内容是 什么？
7.9
什么是现场总线？有哪几种典型的现场总线？他们的特点各是怎样的？
第
1
章
计算机控制系统概述
1
．上网查阅相关自动控制产品
5
※
<
第二章习题
>
第
2
章
基本输入输出接口技术
1
．
< p>采用自选的CPU
和
8255
芯片设计一个打 印机接口，
并写出初始化和字符打印
程序。
< p>
2
．从各种杂志和用户手册上查找
10
种不同的
I
∕
O
接口芯片，写出其主要特性
和接口要点。
3
．准备准备接口试验的程序。
5
※
<
第三章习题
>
第
3
章
过程通道和数据采集系统
1
．准备
A/D
，
D/A
试验程序
< p>
2
．
设有
8
路
1
～
10V
模拟量输入信号，
要求每次从
0
号通道开始，
顺序将
8
个通
道输入的模拟量转换成数字量并存入
RAM
。
A/D
结束后可以采用中断方式向
CPU
请求处理。
①实现
ADC0809
与单片机的接口。
②编写实现以上数据采集功能的程序。
5
※
<
第四章习题
>
第
4
章
程序控制和数值控制
1
．试用微型计算机汇编语言，编写下列插补程序：
< /p>
①
4
方向逐点比较法第一象限中的直线插补程序；
②
4
方向逐点比较法第一象限中的顺圆插补程序 。
2
．画出步进电机速度控制（包括加速、匀速、减速 ）程序的流程图。
5
※
<
第五章习题
>
第
5
章
数字
PID
控制算法
1
．什么叫模拟
PID
调节器的数字实现？它对采样周期有什么要求 ？理由何在？
2
．什么是位置式和增量式
PID
数字控制算法？试比较它们的优缺点。
3
．
PID
调节器的参数
K
，
< p>Ti，
Td
对控制质量各有什么影响？结合第
2
题讨论改
变采样周期
T
时对控制质量的 影响。
4
．在模拟
PID
控制的数字实现中，对采样周期的选择从理论上和算法的具体实
现上各应考虑哪些因素
？
5
※
<
第六章习题
>
1
．什么叫做采样控制系统的直接数字设计？能否用直接设计方法得到相应于
PID
控制的低阶控制算法，使它在
T→0
时与参数为< /p>
K
，
Ti
，
Td
的模 拟
PID
控制
器相当？这一算法中的参数应如何选取？<
/p>
2
．最少拍设计的要求是什么？在设计过程中怎样满足这 些要求？它有什么局限
性？
3
．什么叫振铃现象？在使用达林算法时，振铃现象是由控制器中哪一部分引起
的？为什么
？
5
※
<
第七章习题
>
填写内容
5
※
<
第八章习题
>
第
8
章
微型计算机控制系统设计
1
．设计一个 以
8086
或
8096
为核心的微型计算机控制系 统，要求：
①
32KRAM
和
64KEPROM
；
②
16
位的
A/D
，
D/A
各
2
路；
③
16
个数字量
I/O
，要求驱动微型继电器；
④具有键盘扫描和数码显示；
⑤
RS232
通信接口；
③
PID
控制算法，参数可调整。
5
※
<
第九章习题
>
第
9
章
分布式计算机控制系统
1
．分布式控制 系统的特点是什么？与仪表控制系统相比较其优势在哪里？
2
．先进控制算法在分布控制系统中的应用基础是什么？
3
．基本控制器的组成是什么？
4
．分布式控制系统的软件主要包含什么？
5
※
<
第十章习题
>
第
10
章
现场总线技术及其应用
1
．比较
ControlNet
，
FF
，
Devi ceNet
，
ProfiBus
的不同应用场合。
2
．比较
ControlNet
，
FF
，
DeviceNet
，
Prof iBus
的优缺点。
5
※
<
第十一章习题
>
第
11
章
计算机控制系统软件
1
．查资料软件设计方法
习题一
1
、
微型计算机控制系统硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
2
、
微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。
3
、
操作指导、
DDC
和
SCC
系统工业原理如何？它们之间有何区别和联系？
4
、
分布式控制系统（
DCS
）的特点是什么？
5
、
微型机控制系统与模拟控制系统相比有什么特点？
6
、
什么叫现场总线系统？它有什么特点？
7
、
未来控制系统发展趋势是什么？
8
、
为什么说单片机是智能化仪器和中 、
小型控制系统应用最多的一种微型计算
机？
1
．控制系统的主要性能指标有哪些？对控制系统的性能指标要求是什么？
2
．什么是控制系统的数学模型？经典控制理论中常用的数学模型有哪 些？计
算机控制系统中的数学模型有哪几种？
采用的分析方法有哪些？
3.
电路如题图
2-1
所示，是电阻
R
、电感
L
和电容
C
的串联电路。当外加
输入电压
u
i
变化时，输出电压
u
o
发
生相应变化。试列出微分方程式。
4
．
描
述
某
< p>系统
的
微
分
方
程
为
,t≥0,
时的全响应。
5.
求下列原函数的拉氏变换
(2)
(4)
,
,
输
入
(1)
(3)
6.
求下列象函数的拉氏反变换
(1)
(2)
(3)
(4)
7.
用留数法求题< /p>
6
中象函数
F(s)
的拉氏反变换。
8
．
某
系
统
的
微
分
方
程
为
：
,
。用拉氏变换法求全响应。
,
输
入
,t≥0,
9
．控制系统稳定的充分和必要条件是什么？劳斯判据判别系统稳定的充分和必
要条件是什么？
10
．单位反馈系统的动 态结构如题图
2-2
所示。已知开环传递函数分别为
(1)
试用劳斯判据分别确定系统稳定时
K1
，
K2
，
K3
的取值范围。
11
．已知某控制系统的传递函数为
(1)
(2)
(3)
用留数法求其
Z
变换。
12
．求下列函数的初值和终值。
(4)
(1)
(2)
13
．分别用部分分式展开法和留数法求下列函数的
Z
反变换。
(1)
(2)
(3)
(4)
,
初始条件为
14
．已知某系统的差分方程为：
x(n+2)-4x(n+1)+3x( n)=
x(n)=0
，当
n≤0；单位脉冲函数