2012年微计算机控制技术习题

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复习资料 第1章 绪论

1.什么是计算机控制系统?计算机控制系统由哪几部分组成?

答:计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控制计算机,简称工业控制机)来实现生产过程自动控制的系统。

计算机控制系统的组成:计算机控制系统由计算机(工业控制机)和生产过程两大部分组成。

2.计算机控制系统的典型型式有哪些?

答:计算机控制系统的典型型式包括:操作指导控制系统;直接数字控制系统(DDC);监督控制系统(SCC,也称设定值控制);集散控制系统(DCS);现场总线控制系统(FCS)和综合自动化系统。

3.实时、在线方式和离线方式的含义是什么?

答:所谓实时,是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去了意义。

在计算机控制系统中,生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式;生产过程不和计算机相连,且不受计算机控制,而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 4.讨论计算机控制系统的发展趋势。 答:网络化、扁平化、智能化、综合化。 第2章 计算机控制系统的硬件设计技术

5.请分别画出一路有缘I/V变换电路和一路无源I/V变换电路图,分别说明各元器件的作用。

6.什么是采样过程、量化、孔径时间?

答:按一定的时间间隔T,把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号,转变成在时刻0、T、2T、……、kT的一连串脉冲输出信号的过程称为采样过程。

所谓量化,就是采用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值,将其转换为数字信号。

在模拟量输入通道中,A/D转换器将模拟信号转换成数字信号总需要一定的时间,完成一次A/D转换所需要的时间称为孔径时间。

7.采样保持器的作用是什么?是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器?为什么? 答:为了提高模拟量输入信号的频率范围,以适应某些随时间变化较快的信号的要求,可采用带有保持电路的采样器,即采样保持器(为了防止在A/D转换之前信号就发生了变化,致使A/D转换的结果出错,因而采用采样保持器来使得信号维持一段时间)。

并不是所有的模拟量输入通道都需要采样保持器的,因为采样保持器是为了防止在A/D转换之前信号就发生了变化,致使A/D转换的结果出错,所以只要A/D转换的时间比信号变化的时间短就不需要。

8.一个8位A/D转换器,孔径时间为100us,如果要求转换误差在A/D转换器的转换精度(0.4%)内,求允许转换的正弦波模拟信号的最大频率是多少?

12.请分别画出D/A转换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。 答:

14.基于RS-485串行总线的主从分布式测控系统的结构形式是怎样的?

答:基于RS-485总线可构成下图所示的主从分布式测控系统,其中可编程控制器(PLC)、智能调节器、智能远程I/O模块的等装置大都具有RS-485总线,可作为测控系统的从站,实现控制功能;PC或IPC作为系主站,并配有RS-232/485转换器,实现对系统定的监控与管理。

15.什么是串模干扰和共模干扰?如何抑制?

答:所谓串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声。

抑制方法:滤波器、双积分式A/D转换器、前置放大或者隔离屏蔽等、利用元器件的特性来抑制、选择带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线(具体见书64页)。 所谓共模干扰是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。 抑制方法:变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽。 16.MAX1232有哪些主要功能?

答:主要功能有:电源监控、按钮复位输入、监控定时器。

17.计算机控制系统中一般有哪几种地线?请画出回流法接地和一点接地示意图。

答:在计算机控制系统中,一般有以下几种地线:模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。

18.什么叫信号调理?画出小功率输入调理电路原理图,并说明工作原理。

答:为了将外部开关量信号输入到计算机,必须将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号,这些功能称为信号调理。

19.简要分析和说明RS-232C、RS-422A、RS-485三种标准串行通信接口的性能(不同)。 答:RS-232C采用单端驱动单端接受电路,多线传输是有公共地线,方法简单,但是不能区分有驱动电路产生的有用信号和外部引入的干扰信号。

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