计算机控制系统概述
习题参考答案
1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?
计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：
(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？
(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
由四部分组成。
图1.1微机控制系统组成框图
(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优
化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。
(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。
(4)检测与执行机构
a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。
b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅元件等进行控制。
4.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。
软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。
(1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。系统软件包括：
a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等；
b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序；
c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装
配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数据管理系统等；
d.信息处理：指文字翻译、企业管理等。
(2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
应用软件包括：
a.过程监视程序：指巡回检测程序、数据处理程序、上下限检查及报警程序、操作面板服务程序、数字滤波及标度变换程序、判断程序、过程分析程序等；
b.过程控制计算程序：指的是控制算法程序、事故处理程序和信息管理程序，其中信息管理程序包括信息生成调度、文件管理及输出、打印、显示程序等；
c.公共服务程序：包括基本运算程序、函数运算程序、数码转换程序、格式编码程序。
(3)数据库：数据库及数据库管理系统主要用于资料管理、存档和检索，相应软件设计指如何建立数据库以及如何查询、显示、调用和修改数据等。
5.微型计算机控制系统的特点是什么？
微机控制系统与常规的自动控制系统相比，具有如下特点：
a.控制规律灵活多样，改动方便
b.控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制
c.能够实现数据统计和工况显示，控制效率高
d.控制与管理一体化，进一步提高自动化程度
6.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图1.2所示。
图1.2操作指导控制系统原理框图
(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系
统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。其原理框图如图1.3所示。
图1.3 DDC系统原理框图
(3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。SCC系统的原理框图如图1.4所示。
图1.4 SCC系统原理框图
SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。
7.计算机控制系统的发展趋势是什么？
大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。
a.普及应用可编程序控制器
b.采用集散控制系统
c.研究和发展智能控制系统
本章作业
简述几类常见的计算机控制系统的特点及其应用领域。
第二章输入输出过程通道
习题参考答案
1.什么是过程通道？过程通道有哪些分类？
过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道。
按信息传递的方向来分，过程通道可分为输入过程通道和输出过程通道；按所传
递和交换的信息来分，过程通道又可分为数字量过程通道和模拟量过程通道。
2.数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？
数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。
数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成。数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。其中：输入调理电路将来自控制装置或生产过程的各种开关量，进行电平转换，将其通断状态转换成相应的高、低电平，同时还要考虑对信号进行滤波、保护、消除触点抖动，以及进行信号隔离等问题。3.简述两种硬件消抖电路的工作原理。
采用积分电路的硬件消抖电路，首先利用积分电路将抖动的高频部分滤出，其次
利用施密特触发器整形。
采用RS触发器的硬件消抖电路，主要是利用RS触发器的保持功能实现消抖。
4.简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。
光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成，如图 2.1所
示。输入电流流过二极管时使其发光，照射到光敏三极管上使其导通，完成信号
的光电耦合传送，它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。
图2.1光电耦合器电路图
5.模拟量输入通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？
模拟量输入通道一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口
及控制逻辑电路组成。
(1)I/V变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力，减少了信号的衰减，
为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便。
(2)多路转换器：用来切换模拟电压信号的关键元件。
(3)采样保持器：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。在进行A/D
转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。这样，就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器。
(4)A/D转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量，能够完成这一任务的器件，称为之模/数转换器(Analog/Digital Converter，简称A/D转换器或ADC)。
6.对理想多路开关的要求是什么？
理想的多路开关其开路电阻为无穷大，其接通时的导通电阻为零。此外，还希望切换速度快、噪音小、寿命长、工作可靠。
7.采样保持器有什么作用？试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响。
采样保持器的作用：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。在进行A/D 转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。这样，就需要在A/D 转换器之前加入采样保持器。
保持电容对数据采集系统采样保持的精度有很大影响。保持电容值小，则采样状态时充电时间常数小，即保持电容充电快，输出对输入信号的跟随特性好，但在保持状态时放电时间常数也小，即保持电容放电快，故保持性能差；反之，保持电容值大，保持性能好，但跟随特性差。
8.在数据采样系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样保持器？为什么？不是，对于输入信号变化很慢，如温度信号；或者A/D转换时间较快，使得在A/D转换期间输入信号变化很小，在允许的A/D转换精度内，就不必再选用采样保持器。
9.A/D转换器的结束信号有什么作用？根据该信号在I/O控制中的连接方式，A/D 转换有几种控制方式？它们在接口电路和程序设计上有什么特点？
A/D转换器的结束信号的作用是用以判断本次AD转换是否完成。
常见的A/D转换有以下几种控制方式，各自特点如下
?延时等待法:EOC可不和I/O口连接，程序设计时，延时大于ADC转换时间后，取数据。
?保持等待法:EOC与READY相连,EOC无效时,自动插入等待状态。直至EOC有效时，取数据。
?查询法: EOC可以和任意I/O口连接，程序设计时，反复判断EOC是否有效，直至EOC有效时，取数据。
?中断响应法: EOC与外部中断相连，AD转换结束后,发中断申请,在中断服务程序中取数据。
10.设被测温度变化范围为0o C~1200o C,如果要求误差不超过0.4o C,应选用分辨为多少位的A/D转换器？
12.模拟量输出通道由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
模拟量输出通道一般由接口电路、D/A转换器、功率放大和V/I变换等信号调理
电路组成。
(1)D/A 转换器：模拟量输出通道的核心是数/模转换器(Digital/Analog Converter,简称D/A 转换器或DAC)。它是指将数字量转换成模拟量的元件或装置。
(2)V/I 变换：一般情况下，D/A 转换电路的输出是电压信号。在计算机控制系统中，当计算机远离现场，为了便于信号的远距离传输，减少由于传输带来的干扰和衰减，需要采用电流方式输出模拟信号。许多标准化的工业仪表或执行机构，一般是采用0～10mA 或4～20mA 的电流信号驱动的。因此，需要将模拟电压信号通过电压/电流(V/I)变换技术，转化为电流信号。
13.采用DAC0832和PC 总线工业控制机接口。请画出接口电路原理图，并编写产生三角波、梯形波和锯齿波的程序。
本章作业
设计一八路数据采集及其回放系统。要求八路数据巡回检测，存储10组数据，输数据为电压信号（0-5V ），检测精度<1%。CPU 、AD 、DA 可任选。
U o
第三章微机数控系统
习题参考答案
1.什么是数控系统？数控系统包括哪些？
数控系统是采用数字电子技术和计算机技术，对生产机械进行自动控制的系统，它包括顺序控制和数字程序控制两部分。
2.什么是顺序控制系统？它由哪几部分组成？
微机顺序控制方式是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序顺序地进行工作。一般地，把按时序或事序规定工作的自动控制称为顺序控制。它包括系统控制器、输入电路、输入接口、输出电路、输出接口、检测机构、显示与报警电路。
3.微机数控系统由哪些部分组成？各部分的作用是什么？
由五部分组成。
(1)输入装置：一般指微机的输入设备，如键盘。其作用是输入数控系统对生产机械进行自动控制时所必需的各种外部控制信息和加工数据信息。
(2)微机：微机是MNC系统运算和控制的核心。在系统软件指挥下，微机根据输入信息，完成数控插补器和控制器运算，并输出相应的控制和进给信号。若为闭环数控系统，则由位置检测装置输出的反馈信息也送入微机进行处理。
(3)输出装置：一般包括输出缓冲电路、隔离电路、输出信号功率放大器、各种显示设备等。在微机控制下，输出装置一方面显示加工过程中的各有关信息，另一方面向被控生产机械输出各种有关的开关量控制信号(冷却、启、停等)，还向伺服机构发出进给脉冲信号等。
(4)伺服机构：一般包括各种伺服元件和功率驱动元件。其功能是将输出装置发出的进给脉冲转换成生产机械相应部件的机械位移(线位移、角位移)运动。(5)加工机械：即数控系统的控制对象，各种机床、织机等。目前已有专门为数控装置配套设计的各种机械，如各种数控机床，它们的机械结构与普通机床有较大的区别。
4.什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？
逐点比较法插补运算，就是在某个坐标方向上每走一步（即输出一个进给脉冲），就作一次计算，将实际进给位置的坐标与给定的轨迹进行比较，判断其偏差情况，根据偏差，再决定下一步的走向（沿X轴进给，还是沿Y轴进给）。逐点比较法
插补的实质是以阶梯折线来逼近给定直线或圆弧曲线，最大逼近误差不超过数控系统的一个脉冲当量（每走一步的距离，即步长）。 直线插补计算过程的步骤如下：
(1)偏差判别：即判别上一次进给后的偏差值Fm 是最大于等于零，还是小于零； (2)坐标进给：即根据偏差判断的结果决定进给方向，并在该方向上进给一步； (3)偏差计算：即计算进给后的新偏差值Fm+1，作为下一步偏差判别的依据； (4)终点判别：即若已到达终点，则停止插补；若未到达终点，则重复上述步骤。 圆弧插补计算过程的步骤如下： (1)偏差判别 (2)坐标进给 (3)偏差计算 (4)坐标计算 (5)终点判别
5.若加工第二象限直线OA ，起点O （0，0），终点A （-4，6）。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，并标明进给方向和步数。
解：由题意可知x e =4,y e =6，F 0=0，我们设置一个总的计数器N xy ,其初值应为N xy =|6-0|+|-4-0|=10，则插补计算过程如表3—1所示。根据插补计算过程表所作出的直线插补走步轨迹图如下图所示。
1
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图3.1单三拍工作的电压波形图
）三相双三拍工作方式
双三拍工作方式各相的通电顺序为AB→BC→CA。各相通电的电压波形如图
所示。
图3.2双三拍工作的电压波形图
）三相六拍工作方式
在反应式步进电机控制中，把单三拍和双三拍工作方式结合起来，
六拍工作方式，其通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA。各相通电的电压波形如图
三相六拍工作的电压波形图
A
?MOVX A，@A+DPTR；
?CJNZ A，#01H，S21
?MOV DPTR，#TAB
?ADD DPTR，#0006H
?SJMP S12
?S21：CLR C
?DEC DPL
?SJMP S12
?TAB：DB 01H，03H，02H，06H，04H，05H
本章作业
若加工第二象限直线OA和圆弧AB，已知直线起点O（0，0），终点A（-4，6）。圆弧起点A（-4，6），终点A（-6，10）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，并标明进给方向和步数。
在曲线最大斜率处作切线，求得滞后时间τ、被控对象的时间常数
值，查表，求出数字控制器的T、Kp
图4—1计算机控制系统框图
由广义对象的脉冲传递函数可得闭环脉冲传递函数，可求得控制器的脉冲传递函
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2018年全国计算机等级考试一级考试试题库 0401) 下列关于世界上第一台电子计算机ENIAC的叙述中，错误的是 A)它是1946年在美国诞生的 B)它主要采用电子管和继电器 C)它是首次采用存储程序控制使计算机自动工作 D)它主要用于弹道计算 答案：C 0402) 一个字长为8位的无符号二进制整数能表示的十进制数值范围是 A)0-256 B)0-255 C)1-256 D)1-255 答案：B 0403) 二进制数1001001转换成十进制数是 A)72 B)71 C)75 D)73 答案：D 0404) 十进制数90转换成无符号二进制数是 A)1011010 B)1101010 C)1011110 D)1011100 答案：A 0405) 标准ASCII码用7位二进制位表示一个字符的编码，其不同的编码共有 A)127个 B)128个 C)256个 D)254个 答案：B 0406) 根据国标GB2312-80的规定，总计有各类符号和一、二级汉字编码 A)7145个 B)7445个 C)3008个 D)3755个 答案：B 0407) 运算器的主要功能是进行 A)算术运算 B)逻辑运算 C)加法运算 D)算术和逻辑运算 答案：D 0408) 下列各存储器中，存取速度最快的是 A)CD-ROM
C)软盘 D)硬盘 答案：B 0409) 假设某台式计算机的内存储器容量为256MB，硬盘容量为20GB。硬盘的容量是内存容量的 A)40倍 B)60倍 C)80倍 D)100倍 答案：C 0410) 在外部设备中，扫描仪属于 A)输出设备 B)存储设备 C)输入设备 D)特殊设备 答案：C 0411) 计算机能直接识别的语言是 A)高级程序语言 B)机器语言 C)汇编语言 D)C++语言 答案：B 0412) 下列关于计算机病毒的叙述中，错误的是 A)计算机病毒具有潜伏性 B)计算机病毒具有传染性 C)感染过计算机病毒的计算机具有对该病毒的免疫性 D)计算机病毒是一个特殊的寄生程序 答案：C 0413) Internet网中不同网络和不同计算机相互通讯的基础是 A)ATM B)TCP/IP C)Novell D)X.25 答案：B 0414) 已知一汉字的国标码是5E38，其内码应是 A)DEB8 B)DE38 C)5EB8 D)7E58 答案：A 0415) 已知三个字符为：a、X和5，按它们的ASCII码值升序排序，结果是 A)5,a,X B)a,5,X C)X,a,5 D)5,X,a 答案：D 0416) 度量计算机运算速度常用的单位是
1 计算机控制系统概述 习题参考答案 1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ (1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。 图1.1微机控制系统组成框图 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优
化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。 (4)检测与执行机构 a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。 b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅元件等进行控制。 4.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。 软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。 (1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。系统软件包括： a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等； b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序； c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装 2
第1章计算机基础知识习题答案 1. 计算机系统由哪两部分组成？ 答案： 计算机系统由硬件部分和软件部分组成。 2. 什么是输入设备？什么是输出设备，说出另外几种输入、输出设备的名称。 答案： 输入设备是完成信息输入到计算机的设备，输出设备则是完成把信息从计算机中 输出的设备。输入设备除了鼠标、键盘、扫描仪外，还有摄像头、话筒、光驱等。输出 设备除了显示器、打印机外，还有音响、绘图仪等。 3. 什么是系统软件？什么是应用软件？ 答案： 系统软件是使用计算机必不可少的，负责管理计算机系统中各种硬件，使得它们 可以协调工作、并为用户使用计算机提供工作平台、维护计算机正常工作的一些软件。 系统软件包括操作系统、各种语言的编译程序、汇编程序、计算机的故障诊断程序、一 些外设的驱动程序、数据库管理程序以及网络管理程序等。 应用软件是为了特定的用途或某种应用目的而编写的程序，例如字处理软件、表 处理软件、银行管理软件、财务管理软件、教育软件等，都属于应用软件。 4. 位、字节、字长的概念是什么？ 答案： 位：又称bit，是计算机中最小的存储单位，只有0 或者 1 两种状态。字节：是存 储器的基本计算单位，一个字节由8 个bit 组成。字长：字是由若干个字节组成的一个 存储单元，存放一条指令或一个数据，组成存储单元即字的位数称为字长。 5. 1 个G 是多少个字节？ 答案： 1 个G 是1024M 个字节，1M 是1024K 个字节，1K 是1024 个字节，因此 1 个G 是1024×1024×1024 个字节。 6. 将下面的十进制数转换为二进制数： （1）23 （2）376 （3）10581 （4）3777 答案： （1） 2 2 3 余1 2 11 余1 2 5 余1 2 2 余0 2 1 余1 即(23)10 = (10111)2 （2）
第一章 1．计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 解： 若将自动控制系统中控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图1-1所示。因此，简单说来，计算机控制系统就是由各种各样的计算机参与控制的一类系统。 图1-1 计算机控制系统基本原理图 在计算机控制系统中，控制规律是用软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。控制器与执行机构之间是DA转换器，负责将数字信号转换成模拟信号；AD转换器则相反将传感器采集的模拟信号，转换成数字信号送给控制器。 2．计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？ 解： 计算机控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。因此，计算机控制系统的分类方法很多，可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。 按功能及结构分类：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、工业以太网控制系统、综合自动化系统。 按照控制规律分类：程序和顺序控制、比例积分微分控制(简称PID控制)、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。 3．计算机控制系统的主要特点有哪些？ 解： 主要有以下特点： 1．数字模拟混合的系统。在连续控制系统中，各处的信号是连续模拟信号。而在计算机控制系统中，除仍有连续模拟信号外，还有离散信号、数字信号等多种信号。因此，计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 2．灵活方便、适应性强。一般的模拟控制系统中，控制规律是由硬件电路实现的，控制规律越复杂，所需要的模拟电路往往越多，如果要改变控制规律，一般就必须更改硬件电路。而在计算机控制系统中，控制规律是由软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制，需要改变控制规律时，一般不对硬件电路作改动，只要改变控制程序就可以了。 3．可实现复杂控制规律。计算机具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能，能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 4．离散控制。在连续控制系统中，给定值与反馈值的比较是连续进行的，控制器对产生的偏差也是连续调节的。而在计算机控制系统中，计算机每隔一定时间间隔，向A/D转换器发出启动转换信号，并对连续信号进行采样获得离散时间信号，经过计算机处理后，产生的控制时间信号通过D/A将离散信号转换成连续时间信号输出，作用于被控对象。因此，计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
库一 1、下列对信息的描述，错误的是（A ）。 数据就是信息 信息是用数据作为载体来描述和表示的客观现象 信息可以用数值、文字、声音、图形、影像等多种形式表示 信息是具有含义的符号或消息，数据是计算机内信息的载体 2、以下关于图灵机的说法，错误的是（B）。 在图灵机的基础上发展了可计算性理论 图灵机是最早作为数学运算的计算机 图灵机是一种数学自动机器，包含存储程序的思想 图灵机是一种抽象计算模型，用来精确定义可计算函数 3、用32位二进制补码表示带符号的十进制整数的范围是（C）。-4294967296～+4294967295 -4294967296～+4294967296 -2147483648～+2147483647 -2147483647～+2147483648 4、某微型机的CPU中含有32条地址线、28位数据线及若干条控制信号线，对内存按字节寻址，其最大内存空间应是（A）。 A、4GB B、4MB C、256MB D、2GB 5、下面关于计算机语言的叙述中，正确的是（D ）。 汇编语言程序是在计算机中能被直接执行的语言 机器语言是与计算机的型号无关的语言 C语言是最早出现的高级语言 高级语言是与计算机型号无关的算法语言 6、中文Windows XP操作系统是一个（B ）。 用户多任务操作系统 单用户多任务操作系统 多用户单任务操作系统 单用户单任务操作系统 7、中文WindowsXP中的"剪贴板"是（A ）。 内存中的一块区域 硬盘中的一块区域 软盘中的一块区域 高速缓存中的一块区域 8、以下对WindowsXP的系统工具的叙述，错误的是（D ）。 磁盘备份是防止硬盘的损坏或错误操作而造成数据丢失 "磁盘清理"是将磁盘上的文件以某种编码格式压缩存储 "磁盘碎片整理程序"可以将零散的可用空间组织成连续的可用空间 "任务计划"不能清理硬盘 9、下列关于WordXP各种视图的叙述中（C）是错误的。 在普通视图下不能显示图形 在页面视图下所见即打印所得 在Web版式视图下所见即打印所得 在大纲视图下可以查看文档的标题和正文 10、WordXP的打印预览状态下，若要打印文件。以下说法正确的是（ C ）。 只能在打印预览状态下打印 在打印预览状态下不能打印 在打印预览状态下也能打印 必须退出打印预览状态后，才能打印 11、以下有关光盘存储器的叙述中，错误的是（D ）。 只读光盘只能读出而不能修改所存储的信息 VCD光盘上的影视文件是压缩文件 CD-ROM盘片表面有许多凹坑和平面 DVD与VCD的区别只是容量上的不同 12、用Windows画图软件读入一个16色bmp位图文件，未经任何处理，然后再以256色bmp位图模式存盘，则（ D ）。像素的个数会增加 像素的个数会减少 图像的颜色数会增加 图像文件的存储空间会增大 13、下面关于图像压缩的描述，错误的是（A ）。 图像压缩编码的理论基础是控制论 图像压缩包括有损压缩和无损压缩 好的算法可以进一步提高图像的压缩率 图像之所以要压缩是因为数字化后还有很大的冗余量 14、局域网的网络硬件主要包括服务器、工作站、网卡和（C）。 A、网络协议 B、网络操作系统 C、传输介质 D、网络拓扑结构 15、调制解调器（Modem）的功能是实现（A）。 模拟信号与数字信号的相互转换 数字信号编码 模拟信号转换成数字信号 数字信号放大 16、IP地址由网络号和主机号两部分组成，用于表示A类地址的主机地址长度是（ C ）位二进制数。 A、8 B、8 C、24 D、32 17、一台计算机中了特洛伊木马病毒后，下列说法错误的是（ C ）。 计算机上的数据可能被他人篡改 计算机上的有关密码可能被他人窃取 病毒会定时发作，以破坏计算机上的信息 没有上网时，计算机上的信息不会被窃取 18、在学生课程管理中分别使用以下二种表示，即： （1）表SC（学号，姓名，课程号，课程名，学时，学分，成绩）；（2）表STUDENT（学号，姓名，课程号）和表COURSE（课程号，课程名，学时，学分，成绩）。 则以下叙述正确的是（B ）。 采用（1）表示的数据冗余量大，查找速度也慢 采用（1）表示的数据冗余量大，但查找速度快 采用（2）表示的数据冗余量大，查找速度也慢 采用（2）表示的数据冗余量大，但查找速度快 19、在E-R图向关系模式转换中，如果两实体之间是多对多的联系，则必须为联系建立一个关系，该联系对应的关系模式属性包括（D ）。 自定义的主键 联系本身的属性 联系本身的属性及所联系的任一实体的主键 联系本身的属性及所联系的双方实体的主键 20、在ACCESS XP中说查询的结果是一个"动态集"，是指每次执行查询时所得的数据集合（B ）。 都是从数据来源表中随机抽取 基于数据来源表中数据的改变而改变 随着用户设置的查询准则的不同而不同 将更新数据来源表中的数据 21、计算机之所以能实现自动连续执行，是由于计算机采用了（ D ）原理。 A、布尔逻辑运算 B、数字模拟电路 C、集成电路工作 D、存储程序控制 22、下列叙述中,正确的是（A ）。 A、目前计算机的硬件只能识别0和1所表示的信号 B、内存容量是指微型计算机硬盘所能容纳信息的字节数 C、微型计算机不需避免强磁场的干扰 D、计算机系统是由主机和软件系统组成 23、以下叙述错误的是（D ）。 A、主频很大程度上决定了计算机的运行速度 B、字长指计算机
大学计算机第四版课后习题答案
第一章 1.计算机的发展经历了机械式计算机、 （B） 式计算机和电子计算机三个阶 段。 （A）电子管 （B）机电 （C）晶体管 （D）集成电路 2.英国数学家巴贝奇曾设计了一种程序控制的通用（D）。 （A）加法器 （B）微机 （C）大型计算机 （D）分析机 3. 1939 年，美国爱荷华州立大学研制成功了一台大型通用数字电子计算机 （ D） 。 （A）ENIAC （B）Z3 （C）IBM PC （D）ABC 4.爱德华?罗伯茨 1975 年发明了第一台微机（C）。 （A）Apple II （B）IBM PC （C）牛郎星 （D）织女星 5.1981 年 IBM 公司推出了第一台（B）位个人计算机 IBM PC 5150。 （A）8 （B）16 （C）32 （D）64 6.我国大陆 1985 年自行研制成功了第一台 PC 兼容机（C）0520 微机。 （A）联想 （B）方正 （C）长城 （D）银河 7.摩尔定律指出，微芯片上集成的晶体管数目每（C）个月翻一番。 （A）6 （B）12 （C）18 （D）24 8.第四代计算机采用大规模和超大规模（B）作为主要电子元件。 （A）微处理器 （B）集成电路 （C）存储器 （D）晶体管 9.计算机朝着大型化和（C）化两个方向发展。 （A）科学 （B）商业 （C）微机 （D）实用 10.计算机中最重要的核心部件是（A）。
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（A）CPU （B）DRAM （C）CD-ROM （D）CRT 11.计算机类型大致可以分为：大型计算机、（A）、嵌入式系统三类。 （A）微机 （B）服务器 （C）工业 PC （D）笔记本微机 12.大型集群计算机技术是利用许多台单独的（D）组成一个计算机群。 （A）CPU （B）DRAM （C）PC （D）计算机 13.（C）系统是将微机或微机核心部件安装在某个专用设备之内。 （A）大型计算机 （B）网络 （C）嵌入式 （D）服务器 14.冯结构计算机包括：输入设备、输出设备、存储器、控制器、 （ B） 五大组成部 分。 （A）处理器 （B）运算器 （C）显示器 （D）模拟器 15.在冯?诺伊曼计算机模型中，存储器是指（A）单元。 （A）内存 （B）外存 （C）缓存 （D）闪存 16.指令设计及调试过程称为（D）设计。 （A）系统 （B）计算机 （C）集成 （D）程序 17.指令的数量与类型由（A）决定。 （A）CPU （B）DRAM （C）SRAM （D）BIOS 18.一条指令通常由（B）和操作数两个部分组成。 （A）程序 （B）操作码 （C）机器码 （D）二进制数 19.硬件系统可以从系统结构和系统（A）两个方面进行描述。 （A）组成 （B）分析 （C）安全 （D）流程 20.CPU 性能的高低，往往决定了一台计算机（D）的高低。 （A）功能 （B）质量 （C）兼容性 （D）性能
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| 3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成各部分的作用是什么 由四部分组成。 图微机控制系统组成框图 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控 参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。 — (4)检测与执行机构 a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量，例如热电偶把温度转换成mV信号；压力变送器可以把压力转换变为电信号，这些信号经变送器转换成统一的计算机标准电平信号(0～5V或4～20mA)后，再送入微机。 b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。例如，在温度控制系统中，微机根据温度的误差计算出相应的控制量，输出给执行机构(调节阀)来控制进入加热炉的煤气(或油)量以实现预期的温度值。常用的执行机构有电动、液动和气动等控制形式，也有的采用马达、步进电机及可控硅元 件等进行控制。 第二章输入输出过程通道 习题及参考答案 2.数字量过程通道由哪些部分组成各部分的作用是什么
计算机专业试题题目 习题1 一、单选题 1、世界上首次提出存储程序的计算机体系结构的是（） A莫奇菜B图灵C乔治●布尔D冯●诺依曼 2、目前普遍使用的微型计算机，所采用的逻辑元件是（） A电子管B大规模和超大规模集成电路 C晶体管B小规模集成电路 3、用MIPS为单位来衡量计算机的性能，它指的是计算机的（） A传输速率B存储器容量C字长D运算速度 4、为了避免混淆，十六进制数在书写时常在数据后面加英文字母（） A H B O C D D B 5、用十六进制数给存储器中的字节地址编码。若编码为0000H—FFFFH，则该存储器的容量是（）KB A32 B64 C128 D256 6、计算机的微处理芯片集成有（）部件 ACPU和运算器B运算器和I／O接口 C控制器和运算器D控制器和存储器 7、微型计算机内，配置高速缓冲存储器（Cache）是为了解决（） A内存与辅助存储器之间速度不匹配的问题 BCPU与内存储器之间速度不匹配问题 CCPU与辅胎甲球存储器之间速度不匹配问题 D主机与外设之间速度不匹配问题 8、微型机中，硬盘分区的目的是（）
A将一个物理硬盘分为几个逻辑硬盘B将一个逻辑硬盘分为几个物理硬盘 C将DOS系数统分为几个部分D将一个物理硬盘分成几个物理硬盘 9、下列术语中，属于显示器性能指标的是（） A速度B可靠性C分辨率D精度 10、指令的解释是由计算机的（）来执行的 A控制部分B存储部分C输入/输出部分D算术和逻辑部分 11、准确地说，计算机中文件是存储在（） A内存中的数据集合B硬盘上的一组相关数据的集合 C存储介质上的一组相关信息的集合D软盘上的一组相关数据集合 12、操作系统的主要功能是（） A管理源程序B管理数据库文件 C对高级语言进行编译D控制和管理计算机系统的软硬件资源 13、把计算机分巨型机、大中型机、小型机和微型机，本质上是按（） A计算机的体积BCPU的集成度 C计算机综合性能指标D计处机的存储容量 14、对高级语言程式序，下列叙述中，正确的是（） A计算机语言中，只有机器语言属于低级语言 B高级语言源程序可以被计算机直接执行 CC语言属于高级语言 D机器语言是与所用机器无关的 15、用高级程序设计语言编写的程序称为（） A目标程序B可执行程序C源程序D伪代码程序 16、在使用计算机时，如果发现计算机频繁地读写硬盘，最可能存在的原因是（）A中央处理器的速度太慢B硬盘的容量太小
计算机控制系统试卷一答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。 答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样 指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样 如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样 若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出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K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量
振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。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。 4、采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。 答：LF398的电路原理：放大器A2作为比较器来控制开关K的通断，若IN+的电压高于IN-的电压，则K闭合，由A1、A3组成跟随器，并向C H端外接的保持电容充电；IN+的电压低于IN-的电压时，则K断开，外接电容保持K断开时刻的电压，并经A3组成的跟随器输出至Aout。 5、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 6、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，
第一章: 一、选择题 2. A 3. C 4. B 5. C 6. B 二、填空题 1. 表示形式（或载体），所表达的含义，数值型数据和非数值型数据2．对信息的加工 3．通信技术、计算机技术、控制技术 4．小型机 5．电子商务 第2章复习思考题答案 一、选择题 1．C 2．B 3．C 4．A 5．B 6．C 7．C 8．C 9．C 10．D 11．D 12．A 13．B 14．B 15．B 16．C 17．C 18．C 19．A 20．B
二、填空题 1． 2． 3．8倍 4． 5. 6763 汉语拼音 偏旁部首 三、简答题 3、二进制十进制八进制十六进制 1100111 103 147 67 1000011 67 103 43 4、十进制二进制十六进制
50 110010 32 128 80 236 EC 5、十进制补码 35 00100011 0 00000000 -2 -9 -76 -128 7、
二、填空题 4.若计算机的字长为2个字节,某存储单元中的机器码000表示一个浮点数,该浮点数的阶码为4位（含阶符1位，补码表示），尾数位12位（含数符1位，补码表示），则与该浮点数等值的十进制数是。 0110 (补码) 0110
+ 1 0110 （原码） ×2(110)2= 2= 第三章复习思考题答案 一、选择 7. C 25. C 二、填空 1．硬件系统软件系统 2．运算器、控制器、寄存器 3．主机（CPU和内存）、I/O控制器、系统总线外存和输入/输出设备
4．运算器控制器存储器输入设备输出设备5．输入 6．显示监视器显示控制器（显卡） 7.文档应用软件 8. 38 GB 9.指令 ROM芯片 ROM 或称闪存 第4章习题答案 一、选择题 1. B 2. B 3. C 4. A 5. A 6. B 7. D 8. D 9. C 10. A 11. A 12. B 13. C 14. B 15. B 二、填空题 1. 处理器管理存储管理设备管理文件管理
思考题与习题 5-2 已知模拟调节器的传递函数为s s s E s U s D 5.0121)()()(++= = ，试写出相应数字控制器的位置型控制算式，设采样周期s T 5.0= 解 5-4 调节系统在纯比例作用下已整定好，加入积分作用后，为保证原稳定度，此时应将比 例系数增大还是减小？ 解 减小 5-5 要消除系统的稳态误差，通常选用哪种调节规律？ 解 PI 或PID 5-8 试画出不完全微分PID 控制器的结构图，并推导出其增量算式。 解 对图5-4b ，有 ()()/(1)d p d f U s K T sE s T s =+ 其对应的微分方程 ()() ()d f d p d du t d e t T u t K T dt dt += ()(10.5)()(12) U s s E s s +=+()0.5(1) 2.5()2(1) u k u k e k e k =-+--图5-4 不完全微分PID 控制器 b) a) (0.5)()0.5(1)(2)()2(1)T u k u k T e k e k +--=+--
上式离散化后，经整理可得 ()(1)(1)[()(1)]d d d u k au k K a e k e k =-+--- 微分分量的增量算式 ()(1)(1)[()(1)] (1)(1)[()2(1)(2)] d d d d d u k a u k K a e k e k a u k K a e k e k e k ?=?-+-?-?-=?-+---+- 不完全微分PID 控制器的增量算式 []()()()() ()(1)()() p i d p i d u k u k u k u k K e k e k K e k u k ?=?+?+?=--++?
计算机控制系统试卷一答案 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出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K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。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。 4、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 5、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，其中计算值的多余信息没有执行就遗失了，从而影响控制效果。
第二章 1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a-b； S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 3. 为什么程序并发执行会产生间断性特征？ 程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的进程之间，形成了相互制约的关系，从而也就使得进程在执行期间出现间断性。 4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？ 因为程序并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态是由多个程序来改变，致使程序的运行失去了封闭性。而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。 5. 在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响? 为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，从而在操作系统中引入了进程概念。影响: 使程序的并发执行得以实行。 6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序? a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。 b. 并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行，而程序本身是不能并发执行的。 c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位来运行。 7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志? a. PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程。 b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志。 11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 12．为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？ 答：引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要，父进程需要，操作系统需要，对换需要和负荷调节需要。处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。10．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有：（1）进程当前暂存信息（2）下一指令地址信息（3）进程状态信息（4）过程和系统调用参数及调用地址信息。13．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？ 答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有： （1）进程当前暂存信息 （2）下一指令地址信息 （3）进程状态信息 （4）过程和系统调用参数及调用地址信息。 14．试说明引起进程创建的主要事件。答：引起进程创建的主要事件有：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。 15．试说明引起进程被撤销的主要事件。答：引起进程被撤销的主要事件有：正常结束、异常结束（越界错误、保护错、非法指令、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、I/O 故障）、外界干预（操作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止）。 16．在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）OS 发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat()；（2）申请空白PCB；（3）为新进程分配资源；（4）初始化进程控制块；（5）将新进程插入就绪队列. 17．在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）根据被终止进程标识符，从PCB 集中检索出进程PCB，读出该进程状态。（2）若被终止进程处于执行状态，立即终止该进程的执行，臵调度标志真，指示该进程被终止后重新调度。（3）若该进程还有子进程，应将所
《计算机控制技术》 （机械工业出版社范立南、李雪飞） 习题参考答案 第1章 1．填空题 (1) 闭环控制系统，开环控制系统 (2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出 (3) 计算机，生产过程 (4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道 (5) 系统软件，应用软件 2．选择题 (1) A (2) B (3) C (4) A (5) B 3．简答题 (1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。 计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 (2)
操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。 直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。 监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。 集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。缺点是系统比较复杂。 计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。但是计算机集成制造系统所要解决的不仅是局部最优问题，而是一个工厂、一个企业乃至一个区域的总目标或总任务的全局多目标最优，即企业综合自动化问题。 现场总线控制系统：成本低、可靠性高，而且在同一的国际标准下可以实现真正的开放式互联系统结构。 嵌入式控制系统：嵌入式控制系统是面向特定应用而设计的、对功能、
全国计算机等级考试一级题库 全国计算机等级考试一级题库 一选择题： 1．微型计算机硬件系统中最核心的部件是( )。答案:B A 、主板B、 CPU C、内存储器D、 I/O设备2．下列术语中，属于显示器性能指标的是( )。答案 :C A 、速度B、可靠性C、分辨率D、精度3．配置高速缓冲存储器(Cache)是为了解决( )。答案:C A、内存与辅助存储器之间速度不匹配问题 B、CPU 与辅助存储器之间速度不匹配问题 C、CPU 与内存储器之间速度不匹配问题 D、主机与外设之间速度不匹配问题 4．计算机病毒是一种( )。答案:C A 、特殊的计算机部件B、游戏软件 C、人为编制的特殊程序 D 、能传染的生物病毒
5．微型计算机存储系统中，PROM 是 ( )。答案:D A 、可读写存储器B、动态随机存取存储器 C、只读存储器 D、可编程只读存储器 6．在计算机领域中通常用 MIPS 来描述 ( )。 答案 :A A 、计算机的运算速度B、计算机的可靠性 C、计算机的可运行性 D 、计算机的可扩充性 7．在 Word 的编辑状态，单击文档窗口标题栏右侧的按钮后，会( )。答案 :D A 、将窗口关闭B、打开一个空白窗口 C、使文档窗口独占屏幕 D 、使当前窗口缩小 8．在 Word 的编辑状态，当前编辑的文档是 C 盘中的 d1.doc 文档，要将该文档拷贝到软盘，应当使用( )。答案:A A、"文件 "菜单中的 "另存为 "命令 B、"文件 "菜单中的 "保存 "命令 C、"文件 "菜单中的 "新建 "命令 D、 "插入 "菜单中的命令 9．在 Word 的编辑状态，文档窗口显示出水平标尺，则当前 的视图方式 ( )。答案 :A A、一定是普通视图或页面视图方式 B、一定是页面视图或大纲视图方式
计算机控制系统复习题及答案
《计算机控制系统》课程复习资料 一、简答题： 1.什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？各有什么作用。 2.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述保持器的特点? 4.简述PID 调节器的作用，有哪几种改进型数字PID 算法？ 5.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点? 6.简要说明什么是计算机控制系统？模拟调节器与数字调节器有何区别? 二、分析和计算题： 1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 -2 0.1z Y(z)Gc(z)== 1-0.4z +0.8z R(z) ,其中输入为单 位阶跃信号,求输出y(KT)。 2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 0.53+0.1z Gc(z)=1-0.37z 当输入为单位阶跃信号 时, 求输出y(KT)及y(∞)。 3.用长除法或Z 反变换法或迭代法求闭环系统2 z +0.5Gc(z)=8(z +0.1z -0.12) 的单位阶 跃响应。 4.已知低通数字滤波器0.5266z D(z)= z -0.4734 ,求D （z ）的带宽ωm;并求当输入E(z)为 阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2ms 。 5.设系统如图所示，试求: ①系统的闭环脉冲传递函数。
②判定系统的稳定性。 ③分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。 _ 6.设函数的La 氏变换为2 5F(s)= s (s +4) ，试求它的Z 变换F(z)。 7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输入为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。 8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K 为何值时系统稳定。 9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)= z(z -1)(z -0.7) 问:K 为何值时系统稳定? 10.已知单位反馈系统的广义对象的Z 传递函数为: -1 -1 -1 -1 -1 0.26z (1+2.78z )(1+0.2z ) W1(z)= (1-z )(1-0.286z ) ,试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃 输入时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。 11.已知连续系统的传递函数G(s)=(s+1)/[s(s+2)]试用冲击不变法求其等效的Z 传递函数. 12.已知离散系统的Z 传递函数：22 z 2z 1Y(z) G(z)z 5z 6U(z) ++==++,试求离散系统的状态