《计算机控制.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机控制.docx（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、.第二章8 题9 题第三章4 题第四章12 题第六章2 题4 题5题 6题第二章：8 一个 8 位 A/D 转换器，孔径时间为 100 s 。如果要求转换误差在A/D 转换精度（ 0.4%）内，求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少？解：f0.46.4H Z*100*106 *102 s29. 试 AD574 、 LF398 、 CD4051和 PC/ISA总线工业控制机接口，设计出8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 路模拟量数据采集程序。74HC0 01AD5 7463&1IOR+5VVL+CE2IOW72CD4 051+12 VVDD12/8IN013I0
2、/O06Y1V+V-12 V11VEECS3Y0IN114I0/O1INH14R/C5SA1IN2154SA0I0/O2+-A0线IN312LF39813I0/O31 0VININ41VV总I0/O4331427SD7IN55I0/O5I/OINPUT2 0VINDB1 1AIN62526SD6SI0/O6DB1 0IIN74OUTPUT25SD5I0/O76DB911SD0824SD4ALOGICChDB8Ch1023SD310SD1REFINDB7BLOGICREFDB622SD2DSE9SD270.1 k821SD1C+15 VREFOUTDB5SD0-SD720SD0DSEDB4VVV
3、12BIPOFF196871 00k1 00kDB318DB21917AGNDDB1+5V0.1 k1674HC0 415DGNDDB0-15V28112IRQ0STS13. 采用 DAC0832 、运算放大器、 CD4051 等元器件与 PC/ISA 总线工业控制机接口，设计8 路模拟量输出系统，请画出接口电路原理图，并编写8 路模拟量输出程序。设 8 个输出数据存放在内存数据段BUF0 BUF7 这 8 个连续单元中，主过程已经填装DS，输出子程序如下：DOUTPROCNEARMOV BX , OFFSET BUFNEXT:MOVAL , BXOUTDX,ALINCDXOUTDX,ALCA
4、LLDELAYINCAHDECDXLOOPNEXTRETDOUTENDP.其中 DELAY 是一段延时程序。第三章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 xe=4,ye=6 ， F0=0 ， 我 们 设 置 一 个 总 的 计 数 器 Nxy, 其 初 值 应 为 Nxy=|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。.6.设加工第一象限的圆弧AB ，起点
5、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，并标明进给方向和步数。解：插补计算过程如表3 2 所示。终点判别仍采用第二种方法，设一个总的计数器 Nxy ，每走一步便减 1 操作，当 Nxy=0 时，加工到终点，插补运算结束。下图为插补过程中的走步轨迹。8. 采用 PC（ ISA 或 PCI ）总线和 8255A设计 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。(1)(2)第 4 章4.已知模拟调节
6、器的传递函数为：D( s)U ( s)10.17 s ，E (s)10.085s试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算法，设采样周期T=0.2S。答：根据 D ( s)U ( s)10.17s，得到 0.085 du (t)u(t )0.17 de(t)e(t )E (s)10.085sdtdt0.085 u( k)u(k1)u(k ) 0.17 e(k)e(k 1)e( k), T0.2sTT把 T=0.2S 代入得 位置型算式：u(k)0.298u(k1)1.298e(k ) 0.596e(k1)u(k 1) 0.298u(k2) 1.298e( k1)0.596e( k2)增量型算式
7、u (k )u( k)u (k1)0.298u( k1) u( k2) 1.298e(k )0.596e(k 2) 1.895e(k 1).11. 被控对象的传递函数为Gc ( s)1e ss1采样周期 T=1s 。要求：（1 ）采用施密斯预估控制，并按图4. 24 所示的结构，求取控制器的输出u(k) ；（2 ）试用达林算法设计数字控制器D(z) ，并求取 u(k) 的递推形式。 （假设 T2s）。答：（1）由已知传递函数可知：K f1， T f1s ，1s ， T 1s施密斯预估器的传递函数为：G ( s)GP (s)(1 es)K f(1es)1(1es)1Tf s1s脉冲传递函数为：Y
8、 ( z)T T f)( z1z1N)G ( z)K f (1 eU ( z)1e T Tfz 1差分方程为：y (k )ay(k1) bu(k1)u( kN1)TT其中： a eTfe 10.3679bK f 1eT f11e 1 0.6321NT111代入得补偿器的输出：y ( k)0.3679 y ( k 1)0.6321 u(k1)u(k2)e1 ( k)r (k) y(k)e2 (k) e1 (k) y (k)控制器的输出：u(k)u(k1)u(k )u( k1)K p e2 (k )e2 (k1)K I e2 (k )K D e2 (k)2e2 ( k1)e2 ( k2)（2）由已
9、知传递函数可知：K 1， T1s ，1s， T 2s, T 1s , N111T1由达林算法可得数字控制器：.D( z)U (z)(1e T T )(1e T T1 z 1 )E(z)K (1e T T1 )1e T T z 1(1e T T)z N 1 T1T1令： aeTe 20.6065beT1e0.3679TT1c K1eT1 11e 1 0.6321d1 eT1e 2 0.3935则数字控制器D(z) ：D( z)U (z)d (1bz 1 )0.3935(10.3679z 1 )E (z)c(1az 1dz N 1 )0.6321(10.6065z 10.3935z N 1 )U
10、( z)c(1az 1dzN 1)E( z) d (1bz 1 )差分方程：u(k)au(k1)du( kN1)d e(k )db e( k 1)cc0.3935 0.3679其 中 ：dc0.39350.63210.6225，db0.229 ，c0.6321NT111u(k)0.6065u( k 1)0.3935u(k 2)0.6225e( k)0.229e(k 1)12. 在图 4.28 所示的计算机串级控制系统中，已知采样周期为T ，且有其中， a0、 a1 、 a2 、 b0、 b1 是使 D1(z) 和 D2(z) 能够实现的常数，试写出计算机串级控制算法。主回路控制器D 1(z)：
11、D1U 1 ( z) a0 a1 z 1a2 z 2，(z)1 z1E1 ( z)U 1(z)(1 z 1 )E1 ( z)(a0a1 z 1a2 z 2 )差分方程：u1 (k )u1( k1)a0e1 (k)a1 e1 (k1)a2 e1 (k2)副回路控制器D 2(z)：D2U 2 ( z)b0b1 z 1( z)1z 1E2 (z)U 2( z)(1 z 1 )E2 (z)(b0 b1 z 1 ).差分方程：u2 (k )u 2 (k1)b0 e2 (k )b1e2 (k1)串级控制算法如下：（1）计算主回路的偏差e1(k) ：e1 ( k)r1 (k )y1 ( k)（2）计算主回路
12、控制器D1 (z)的输出 u1(k) ：u1 ( k)u1 (k1)a0 e1 (k )a1e1 ( k1)a2e1 (k2)(3) 计算副回路的偏差e2(k)：e2 (k )r2 (k)y2 (k)(4) 计算副回路控制器 D2(z)的输出 u2(k):u 2 ( k)u 2 (k1)b0 e2 (k)b1e2 (k1)第 6 章2. 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 的输入范围为 0 5V 。当 t=KT 时， ADC0809 的转换结果为 6AH ，问此时的炉内温度为多少度 ? 当系统的温度是 800时， A
13、DC0809 的A/D 转换结果是多少？（ 1） 6AH=16× 6+10=106V1062.08V2.08 1T0702 528V511350T10V18000V3.37V3.37NN 172ACH(2)113500528154. 某炉温度变化范围为0 1500 ，要求分辨率为3，温度变送器输出范围为05V 。若AD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AD 转换器的字长不变，现在通过变送器零点迁移而将信号零点迁移到600 ，此时系统对炉温变化的分辨率为多少 ?（1） n1log 2 (11500)log 2 5018.97 取 n1=10（取大于 8都算对）3（2）15006009002n110.8810235. 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 ?n1log 2(1 20 4 ) log2 321 8.33取n1=100.05（取大于 8都算对）.