南昌大学2014～2015学年第一学期期末考试试卷答案

一、简答题（每题5分，共20分） 得分 评阅人 1、计算机控制系统由哪几部分组成? 答：主机，I/O 接口，通用外部设备，检测元件与执行机构，系统软件和应用软件。 2、简述DDC与SCC系统的主要区别。 答：直接数值控制(DDC)系统，计算机通过输入通道对物理量进行巡回检测，并根据规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号，通过输出通道直接控制调节阀等执行机构。 而监督计算机控制（SCC）系统中，SCC计算机根据工艺参数和过程参量检测值，按照所设计的控制算法算出最佳设定值，传给常规模拟凋节器或者DDC计算机，最后由常规模拟凋节器或者DDC计算机控制生产过程。 3、工业控制计算机的有哪些特点? 答：可靠性高，实时性好，环境适应性强，丰富的输入输出模块，系统扩充性和开放性好，控制软件功能强，系统通信功能强。 4、简述单片机的特点及应用范围。 答：单片机的特点是集成度高、体积小，控制功能强，抗干扰能力强，使用方便，性能价格比高，容易产品化。 单片机的主要应用于要求体积小，抗干扰能力强，性能价格比高的专用设备。 第 1 页 共 5页

二、一个10位的D/A转换器，其VREF为10V，数字量输入512，问该D/A转换器的 得分 评阅人 输出电压是多少?（10） 解：根据D/A转换器的输入与输出关系： VVREFD2n1（5分） （5分） V =（10×512）/（1024-1） =5V 三、设加工第一象限直线OA，起点为坐标原点，终点B（6，4）。试按逐点比较法 得分 评阅人 进行插补计算，并作出轨迹图。 （15分） （10分） 解：步数 偏差判别 坐标进给 偏差计算 终点判别 起点 F0=0 ∑=6+4=10 1 F=0 +x F1= F0-ye =0-4=–4 ∑=10-1=9 2 F＜0 +y F2= F1+xe =–4+6=2 ∑=9-1=8 3 F＞0 +x F3= F2-ye =–2 ∑=8-1=7 4 F＜0 +y F4= F3+xe=4 ∑=7-1=6 5 F＞0 +x F5= F4-ye =0 ∑=6-1=5 6 F=0 +x F6= F5-ye =–4 ∑=5-1=4 7 F＜0 +y F7= F6+xe =2 ∑=4-1=3 8 F＞0 +x F8= F7-ye =–2 ∑=3-1=2 9 F＜0 +y F9= F8+xe =4 ∑=2-1=1 10 F＞0 +x F10= F9-ye =0 ∑=1-1=0 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 t A（4,6） （5分）

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1de(t)四、连续控制系统中PID控制规律形式为：u(t)KP[e(t)e(t)dtTD]， TI0d(t)得分 评阅人 t1、请写出上式的离散化形式。 2、简述参数KP、TI、TD的控制作用。（10分） 答：① 利用矩形法计算面积，后差分代替微分，既： kde(t)e(k)e(k1) e(t)dtTeki dtTi00 TTku(k)KP{e(k)e(i)D[e(k)e(k1)]} 有： （5分） TTIi0 ② KP作比例调节，减小稳态误差，提高系统动态响应速度。 （5分） t TI用于消除系统稳态误差。 TD能够预测偏差，产生超前的校正作用，改善动态性能。 五、水位控制系统的示意图如下，请画出水位控制系统方块图。（15分） 评阅人 得分 答：

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Y(s)1G(s)六、RC低通滤波器的传递函数为 ，试利用后差分法写出该式 X(s)Tfs1得分 评阅人 的离散化形式。（10分） （4分） dy(t)解：将G(s)转换成微分方程： Tfy(t)x(t)dt 利用后差分法将微分方程离散化： y(k)y(k1)Tfy(k)x(k)T（4分） 整理后得： y(k) TfTx(k)y(k1)(1a)x(k)ay(k1)TTfTTfG(S)10s(s1)（2分） 10G(s)七、设有限拍系统 ，采样周期T=1s，试针对单位速度函数设计有限 s(s1)拍系统有纹波系统，并画出系统输出波形。（20） 得分 评阅人 1eTS1010解：HG（Z）= [](1z1)[2]ss(s1)s(s1)111 10(1z1)[2]s1ssTz111 110(1z)[]12T11(1z)1ez1z 3.68z1(10.718z1)（3分） 11(1z)(10.368z) 根据输入形式，选择 Ge(z)(1z1)2 5 4 3 2 1 0 1T 2T 3T 4T 5T t （5分） 1Ge(z)0.543(10.5z1)(10.368z1)D(z)Ge(z)HG(z)(1z1)(10.718z1)Gc(z)1Ge(z)2z1z2（5分） Tz1Y(z)R(z)Gc(z)(2z1z2)2z23z34z4…. 1(1z)

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（7分）