計(jì)算機(jī)答案,調(diào)整過的分解

、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)部分1.已知廣義被控對(duì)象1G(s):Ts_e一,,并畫出系統(tǒng)的輸出波形圖。給定T=1s，針對(duì)單位階躍輸入設(shè)計(jì)最小拍無紋波控制系統(tǒng)解：廣義對(duì)象脈沖傳遞函數(shù)為G(z)=Z|G(s)|-1s(s補(bǔ)1)I0.632-1—0.368=(1_z」)Z可以看出，G（z）的零點(diǎn)為-0.718（單位圓內(nèi)）、極點(diǎn)為1（單位圓上卜0.368（單位圓內(nèi)），故w=0,v=0（單位圓上除外）,m=1。針對(duì)階躍輸入進(jìn)行設(shè)計(jì)，故 p=1。于是可設(shè)::」（z）：」（1）=0）=1解得q=1。閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為十e(Z)二1_「(Z)二1_Z"1D(z) U°368z：') ①e(z)G(z) 0.632(1—z‘)JY(z)二R(z)「(z) J二z‘?z，?z"(圖略)1-z2、根據(jù)采樣過程的特點(diǎn)，可以將采樣分為哪幾種類型？周期采樣、同步采樣、非同步采樣、多速采樣、隨機(jī)采樣LF398工作原理圖如下圖，試分析其工作原理。A2作為比較器來控制開關(guān)答：LF398的電路原理：放大器LF398工作原理圖如下圖，試分析其工作原理。A2作為比較器來控制開關(guān)答：LF398的電路原理：放大器K的通斷，若IN+的電壓高于IN-的電壓，貝UK閉合，由A1、A3組成跟隨器，并向CH端外接的保持電容充電；IN+的電壓低于IN-的電壓時(shí)，則K斷開，外接電容保持K斷開時(shí)刻的電壓，并經(jīng)A3組成的跟隨器輸出至Aout。、什么是振鈴現(xiàn)象？如何消除振鈴現(xiàn)象？答：所謂振鈴（Ringing）現(xiàn)象，是指數(shù)字控制器的輸出以二分之一采樣頻率大幅度衰減的振蕩。有兩種方法可用來消除振鈴現(xiàn)象。第一種方法是先找出 D（z）中引起振鈴現(xiàn)象的因子（z=-1附近的極點(diǎn)），然后令其中的z=1，根據(jù)終值定理，這樣處理不影響輸出量的穩(wěn)態(tài)值。第二種方法是從保證閉環(huán)系統(tǒng)的特性出發(fā)，選擇合適的采樣周期 T及系統(tǒng)閉環(huán)時(shí)間常數(shù)Tc，使得數(shù)字控制器的輸出避免產(chǎn)生強(qiáng)烈的振鈴現(xiàn)象。

5、已知廣義被控對(duì)象：1^e-s1G(s)=ss(^1),給定T=1s針對(duì)單位斜坡輸入設(shè)計(jì)最小拍有紋波控制系統(tǒng) ，并畫出系統(tǒng)的輸出波形圖。解：由已知條件，被控對(duì)象含有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，有能力產(chǎn)生單位斜坡響應(yīng)。求廣義對(duì)象脈沖傳遞函數(shù)為G(z)二ZG(s)|-Z1G(z)二ZG(s)|-Z1=(1_z丄)Z21s(s■1)110.368z-(1-0.718z-)(1_z丄)(1_0.368z丄)-e~s 1ss(s■1)J=(1-Z丄)|(1 1)2|[(1-z-)1+ 1I1-z- 1—e-z-1-極點(diǎn)為1(單位圓上卜0.368(單位圓內(nèi))，G(z)中極點(diǎn)為1(單位圓上卜0.368(單位圓內(nèi))，G(z)中z=1的極點(diǎn)應(yīng)包含在①e(z)的零故p=2。為滿足準(zhǔn)確性條件另有①e(z)=(1-z-1)2F1(Z),解得C°=2,G--1。閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為氓(z)=z'(2-z')=2z'-z'：：』e(Z)=1-：：」(Z)=(1-Z」)2「⑵ _5.435(1-0.5z‘)(1-0.368Z—1)「e(z)G(z)— (1-z」)(1 0.718z‘)丫(z)=R(z)「(z) -z‘)3z”4z"|||(圖略)。(1_z)6、 與連續(xù)控制系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)具有哪些特點(diǎn)？笞；與連續(xù)控制系統(tǒng)和比T計(jì)雋機(jī)控制系統(tǒng)具有以卜一特點(diǎn):(1)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，控制規(guī)律是由計(jì)算機(jī)通過程序?qū)崿F(xiàn)的 (數(shù)字控制器)，修改一個(gè)控制規(guī)律，只需修改程序，因此具有很大的靈活性和適應(yīng)性。計(jì)算機(jī)薩"計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)并不是連續(xù)控制的，而是離散控制的。(5)采用計(jì)算機(jī)控制，如分級(jí)計(jì)算機(jī)控制、集散控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等，便于實(shí)現(xiàn)控制耳管玉一陳化，使工業(yè)金業(yè)怕門動(dòng)化桿度進(jìn)一步提臥7、 增量型PID控制算式具有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：(1)計(jì)算機(jī)只輸出控制增量，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，因而誤動(dòng)作影響?。辉趇時(shí)刻的輸出ui,只需用到此時(shí)刻的偏差，以及前一時(shí)刻，前兩時(shí)刻的偏差 e-1,ei-2和前一次的輸出值Ui-1，這大大節(jié)約了內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間；在進(jìn)行手動(dòng)-自動(dòng)切換時(shí)，控制量沖擊小，能夠較平滑地過渡。-5-58、 如何利用試湊法調(diào)整PID算法的參數(shù)？答：(1)先整定比例部分：將比例系數(shù) Kp由小調(diào)大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)趨勢，直到得到反映快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。如果系統(tǒng)沒有靜差或靜差已小到允許范圍之內(nèi)，同時(shí)響應(yīng)曲線已較令人滿意，那只須用比例調(diào)節(jié)器即可，最優(yōu)比例系數(shù)也由此確定。如果在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)的靜差不能滿足設(shè)計(jì)要求， 則須加入積分環(huán)節(jié)。整定時(shí)一般先置一個(gè)較大的積分時(shí)間系數(shù) Ti,同時(shí)將第一步整定得到的比例系數(shù) Kp縮小一些(比如取原來的80%)，然后減小積分時(shí)間系數(shù)使在保持系統(tǒng)較好的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的靜差得到消除。在此過程中，可以根據(jù)響應(yīng)曲線的變化趨勢反復(fù)地改變比例系數(shù)Kp和積分時(shí)間系數(shù)Ti,從而實(shí)現(xiàn)滿意的控制過程和整定參數(shù)。如果即使有比例積分控制器消除了偏差， 但動(dòng)態(tài)過程仍不盡滿意， 則可以加入微分環(huán)節(jié)，構(gòu)成PID控制器。在整定時(shí)，可先置微分時(shí)間系數(shù) Td為零，在第二步整定的基礎(chǔ)上，增大微分時(shí)間系數(shù)Td,同時(shí)相應(yīng)地改變比例系數(shù) Kp和積分時(shí)間系數(shù)Ti，逐步試湊，以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果和控制參數(shù)。9、 與應(yīng)用了傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)的數(shù)字產(chǎn)品相比，嵌入式系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？答：系統(tǒng)內(nèi)核??；系統(tǒng)精簡；高實(shí)時(shí)性和高可靠性；智能化和網(wǎng)絡(luò)化；專用性強(qiáng)；需要有專用的開發(fā)工具和環(huán)境。10、 簡述開關(guān)量光電耦合輸入電路中，光電耦合器的作用。答：從工業(yè)現(xiàn)場獲取的開關(guān)量或數(shù)字量的信號(hào)電平往往高于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的邏輯電平， 即使輸入開關(guān)量電壓本身不高， 也有可能從現(xiàn)場引入意外的高壓信號(hào)， 因此必須采取電隔離措施，以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全。常用的隔離措施是采用光電耦合器件實(shí)現(xiàn)的。11?何為積分飽和現(xiàn)象？答：在標(biāo)準(zhǔn)PID位置算法中，控制系統(tǒng)在啟動(dòng)、停止或者大幅度提降給定值等情況下，系統(tǒng)輸出會(huì)出現(xiàn)較大的偏差，這種較大偏差，不可能在短時(shí)間內(nèi)消除，經(jīng)過積分項(xiàng)累積后，可能會(huì)使控制量U(k)很大，甚至超過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的極限 Umax。另外，當(dāng)負(fù)誤差的絕對(duì)值較大時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)U<Umin的另一種極端情況。顯然，當(dāng)控制量超過執(zhí)行機(jī)構(gòu)極限時(shí)，控制作用必然不如應(yīng)有的計(jì)算值理想，從而影響控制效果。這類現(xiàn)象在給定值突變時(shí)容易發(fā)生，而且在起動(dòng)時(shí)特別明顯，故也稱“起動(dòng)效應(yīng)” 。_Ts已知廣義被控對(duì)象為:_TsG(s)二口1e-s

s(s北)Tc=0.5s,應(yīng)用大林算法確定其中，T=1sTc=0.5s,應(yīng)用大林算法確定數(shù)字控制器。解：廣義對(duì)象脈沖傳遞函數(shù)為G(z)二ZG(s)I-G(z)二ZG(s)I-Z]s(s+1)__1.4=(1_z)zZ-4TsIe0.632Z*1-0.368z，閉環(huán)系統(tǒng)理想脈沖傳遞函數(shù)為hsG(z)=ZILshsG(z)=ZILs4Ts

e0.5s10.865z"1-0.135z‘11-0.368z4 二一-得大林控制器如下D(z)= ①⑵ =1.369[1-6(z)]G(z) 1-0.135z「-0.865z13、 如何消除積分飽和現(xiàn)象？答：減小積分飽和的關(guān)鍵在于不能使積分項(xiàng)累積過大。 因此當(dāng)偏差大于某個(gè)規(guī)定的門限值時(shí)，刪除積分作用，PID控制器相當(dāng)于一個(gè)PD調(diào)節(jié)器，既可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)又可以消除積分飽和現(xiàn)象，不致使系統(tǒng)產(chǎn)生過大的超調(diào)和振蕩。只有當(dāng)誤差 e在門限；之內(nèi)時(shí)，加入積分控制，相當(dāng)于PID控制器，則可消除靜差，提高控制精度。14、 給出常規(guī)的直接設(shè)計(jì)法或離散化設(shè)計(jì)法的具體設(shè)計(jì)步驟。答：直接設(shè)計(jì)法或稱離散化設(shè)計(jì)法的具體設(shè)計(jì)步驟如下：（1） 根據(jù)已知的被控對(duì)象，針對(duì)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求及其它約束條件， 確定理想的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)：：J（z）；（2） 確定數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù) D（z）;根據(jù)D（z）編制控制算法程序。15、 信號(hào)隔離的主要方法。答：信號(hào)隔離方法主要有變壓器隔離和光電隔離，變壓器隔離適用于模擬信號(hào)隔離，光電隔離則特別適合數(shù)字信號(hào)的隔離。16、 增量型PID的差分控制算式。答：增量型PID控制算式可以寫為5=u「+Kp[ei—e」+T?+叫$—2帚+也）]ti T17、 如何消除比例和微分飽和現(xiàn)象？答：“積分補(bǔ)償法”。其中心思想是將那些因飽和而未能執(zhí)行的增量信息積累起來，一旦有可能再補(bǔ)充執(zhí)行。這樣，動(dòng)態(tài)過程也得到了加速。即，一旦厶 u超限，則多余的未執(zhí)行的控制增量將存儲(chǔ)在累加器中；當(dāng)控制量脫離了飽和區(qū)，則累加器中的量將全部或部分地加到計(jì)算出的控制增量上，以補(bǔ)充由于限制而未能執(zhí)行的控制。第二部分1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型（圖及工作原理）（1）類型有：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)，監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（圖及工作原理見PPt1）操作指導(dǎo)系統(tǒng)是指：計(jì)算機(jī)的輸出不直接用來控制被控對(duì)象，只是每隔一定時(shí)間，計(jì)算機(jī)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集，將系統(tǒng)的一些參數(shù)經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算及處理，然后進(jìn)行報(bào)警、打印和顯示。操作人員根據(jù)這些結(jié)果去改變調(diào)節(jié)器的給定值或直接操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接數(shù)字控制系統(tǒng)是：計(jì)算機(jī)用于工業(yè)過程控制最普遍的一種方式。 計(jì)算機(jī)通過檢測元件對(duì)一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行巡回檢測，并經(jīng)過輸入通道送入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)規(guī)定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，然后發(fā)出控制信號(hào)直接去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達(dá)到預(yù)定的要求。監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是：在 SCC系統(tǒng)中，由計(jì)算機(jī)按照描述生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出最佳控制輸出送給模擬調(diào)節(jié)器或者 DDC計(jì)算機(jī)，最后由模擬調(diào)節(jié)器或者 DDC計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過程，從而使生產(chǎn)過程始終處于最佳工作狀態(tài)。分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：裝置控制級(jí)（ DDC級(jí)）、工廠集中控制級(jí)、車間監(jiān)督級(jí)（SCC級(jí)）企業(yè)管理級(jí)各工作原理圖如下：

圖1.4揉作指曇棊統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖ft?1.5直接救字控制系統(tǒng)圖1.6圖1.4揉作指曇棊統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖ft?1.5直接救字控制系統(tǒng)圖1.6監(jiān)替計(jì)算機(jī)握制系議?1.7分級(jí)計(jì)笄機(jī)控制殺錠2、名詞解釋(CIMS,DDC,SOC,MCU,MPU,DCS，數(shù)字濾波)CIMS:是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)及其軟件，將工廠中的全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)控制、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過程等所需使用的各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)的集成起來，消除 自動(dòng)化孤島”，實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性的智能制造系統(tǒng)。DDC:系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)用于工業(yè)過程控制最普遍的一種方式。 計(jì)算機(jī)通過檢測元件對(duì)一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行巡回檢測，并經(jīng)過輸入通道送入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)規(guī)定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，然后發(fā)出控制信號(hào)直接去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達(dá)到預(yù)定的要求。SOC:是一種基于IP(IntellectualProperty)核嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。MCU:又稱單片微型計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)，是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時(shí)計(jì)數(shù)器和多種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制MPU:是主板芯片組中起主導(dǎo)作用的最重要的組成部分，在計(jì)算機(jī)中起到轉(zhuǎn)接橋的作用，轉(zhuǎn)接數(shù)據(jù)DCS:它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等 4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便數(shù)字濾波是：把A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)通過軟件按照一定的算法進(jìn)行平滑加工等處理，再送給控制程序運(yùn)算，以增強(qiáng)其有效信號(hào)、消除或減小各種干擾和噪聲，從而提高控制精度和系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性3、開關(guān)量光電耦合輸入電路及工作原理（町灑于魅點(diǎn)悄巧號(hào)新人由I隔即咱粘卩」適于非TTL（町灑于魅點(diǎn)悄巧號(hào)新人由I隔即咱粘卩」適于非TTL電乎怙號(hào)址入前陽冑庖賂幵入fit號(hào)工作原理：從工業(yè)現(xiàn)場獲取的開關(guān)量或數(shù)字量的信號(hào)電平往往高于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的邏輯電平，即使輸入開關(guān)量電壓本身不高，也有可能從現(xiàn)場引入意外的高壓信號(hào)，因此必須采取電隔離措施，以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全。常用的隔離措施是采用光電耦合器件實(shí)現(xiàn)的。上圖給出了兩種開關(guān)量光電耦合輸入電路，它們除了實(shí)現(xiàn)電氣隔離之外，還具有電平轉(zhuǎn)換功能。4、 光電耦合器件原理與使用原理：光電耦合器件是一種常用且非常有效的電隔離手段，由于它價(jià)格低廉、可靠性好， 被廣泛地用于現(xiàn)場設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的隔離保護(hù)。 根據(jù)輸入級(jí)的不同，用于開關(guān)量隔離的光電隔離器件可分為三極管型、 可控硅型等幾種，但其工作原理都是采用光作為傳輸信號(hào)的媒介，實(shí)現(xiàn)電氣隔離。使用：當(dāng)輸入側(cè)流過一定的電流IF時(shí)，發(fā)光二極管開始發(fā)光，它觸發(fā)光敏三極管使其導(dǎo)通；當(dāng)撤去該電流時(shí)，發(fā)光二極管熄滅、三極管截止。這樣，就實(shí)現(xiàn)了以光路來傳遞信號(hào)，保證了兩側(cè)電路沒有電氣聯(lián)系，從而達(dá)到了隔離的目的。5、 使用光電隔離器件的注意事項(xiàng)答:輸入側(cè)導(dǎo)通電流 頻率特性輸出端工作電流 輸出端暗電流隔離電壓電源隔離6、 繼電器式開關(guān)量輸出電路及其工作原理弓理路憎涌電采耳丿理牯禪卞敝丈A/D電踣挨口電A弓理路憎涌電采耳丿理牯禪卞敝丈A/D電踣挨口電A工作原理：繼電器經(jīng)常用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的開關(guān)量輸出功率放大，即利用繼電器作為計(jì)算機(jī)輸出的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過繼電器的觸點(diǎn)控制較大功率設(shè)備或控制接觸器的通斷以驅(qū)動(dòng)更大功率的負(fù)載，從而完成從直流低壓到交流（或直流）高壓、從小功率到大功率的轉(zhuǎn)換。使用繼電器輸出時(shí)，為克服線圈反電勢，常在繼電器的線圈上并聯(lián)一個(gè)反向二級(jí)管。繼電器輸出也可以提供電氣隔離功能， 但其觸點(diǎn)在通斷瞬間往往容易產(chǎn)生火花而引起干擾， 還是必須予以注意的，一般可采用阻容電路予以吸收。7.多路復(fù)用方式A/D轉(zhuǎn)換圖及其原理備型計(jì)算II備型計(jì)算II工作原理：圖2.16所示電路工作時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制多路模擬開關(guān)選擇某一路模擬信號(hào)，將其送至采樣保持器，再經(jīng)放大、 A/D轉(zhuǎn)換處理變?yōu)閿?shù)字量，從而完成該路模擬輸入的采樣與轉(zhuǎn)換工作

8、模擬量信號(hào)輸入的光電隔離原理圖及其特點(diǎn)機(jī) : 隔 通JittiS擇按協(xié) U春-】曲棵捋電軻_ |_J ■ 8、模擬量信號(hào)輸入的光電隔離原理圖及其特點(diǎn)機(jī) : 隔 通JittiS擇按協(xié) U春-】曲棵捋電軻特點(diǎn)：這種隔離保證了模擬量信號(hào)輸入部分和計(jì)算機(jī)數(shù)字處理系統(tǒng)之間的徹底的電氣隔離，而且由于是在數(shù)字接口部分隔離，使得其實(shí)現(xiàn)簡單、造價(jià)低廉。t時(shí)帯光電H葛的辭電(b)皿怦管棗功的中功卓堆電軸輸出9t時(shí)帯光電H葛的辭電(b)皿怦管棗功的中功卓堆電軸輸出特點(diǎn)：為了消除公共地線帶來的干擾，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，應(yīng)采用光電隔離措施來隔離計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與現(xiàn)場被控設(shè)備。10、在A/D轉(zhuǎn)換器前使用采樣保持器有什么作用？在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，如果模擬信號(hào)的頻率較高，就會(huì)由于 A/D轉(zhuǎn)換器的孔徑時(shí)間(即轉(zhuǎn)換時(shí)間)而造成較大的轉(zhuǎn)換誤差，克服的方法是在 A/D轉(zhuǎn)換器之前設(shè)置采樣保持電路。采樣保持器平時(shí)處于“采樣”狀態(tài)，跟蹤輸入信號(hào)變化；進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前使其處于“保持”狀態(tài)，則在A/D轉(zhuǎn)換期間一直保持轉(zhuǎn)換開始時(shí)刻的模擬輸入電壓值；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，又使其變?yōu)椤安蓸印睜顟B(tài)。11?采樣定理答：采樣定理：如果連續(xù)信號(hào)f(t)具有有限頻譜，其最高頻率為「max，則更皿)進(jìn)行周期采樣且采樣角頻率 時(shí)，連續(xù)信號(hào)f(t)可以由采樣信號(hào)f*(t)唯一確定，亦即可以從f*(t)無失真地恢復(fù)f(t)。12、采樣周期的選擇從理論上講，采樣頻率越高就越能如實(shí)反映被采樣的連續(xù)信號(hào)的特征信息。但是，從計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)角度來講，選取過高的采樣頻率會(huì)使系統(tǒng)對(duì)硬件的要求過高，造成成本攀升，并且還會(huì)使干擾對(duì)系統(tǒng)的影響明顯上升。 因此，應(yīng)該綜合考慮計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中采樣周期的選擇問題。13、PID控制規(guī)律(算法公式、特點(diǎn)、改進(jìn)、參數(shù)整定) (寫出增量型PID控制算式，并說明對(duì)微分項(xiàng)的改進(jìn)可采取什么措施？) (PPt5)算法公式：g［奶”+嘩］特點(diǎn)：(1)計(jì)算機(jī)只輸出控制增量，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，因而誤動(dòng)作影響小在i時(shí)刻的輸出ui，只需用到此時(shí)刻的偏差，以及前一時(shí)刻，前兩時(shí)刻的偏差ei-1,ei-2和前一次的輸出值ui-1，這大大節(jié)約了內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間在進(jìn)行手動(dòng)-自動(dòng)切換時(shí)，控制量沖擊小，能夠較平滑地過渡改進(jìn)：積分飽和作用及其抑制 、PID增量算法的飽和作用及其抑制 、干擾的抑制PID算式中微分項(xiàng)的改進(jìn)參數(shù)整定：試湊法，簡易工程法

增量型PID控制算式:u^UijKp[e-e^j—eT|史密斯預(yù)估器(原理圖、算法推導(dǎo)、工作原理)原理圖:(PPt6)算法推導(dǎo)：1.原理圖:(PPt6)算法推導(dǎo)：1.不考慮鍵弓帶扌艮揭對(duì)閉環(huán)系掘理起梧性要承@門(力，旌袍址—r無時(shí)聞滯后的閉環(huán)承獲(見粛&12)??(z)=z-A4>0(z)此吋的戳字揑制器囹&12理卷匍韓系貌潔謂計(jì)的東焼:^囹&11所示，Df)pp為傳說計(jì)的救手1￡和器口犧乘統(tǒng)應(yīng)與圖6.12系戢其丙相同的閉環(huán)沖傳違囹&12理卷匍韓系貌潔謂計(jì)的東焼:^囹&11所示，Df)pp為傳說計(jì)的救手1￡和器口犧乘統(tǒng)應(yīng)與圖6.12系戢其丙相同的閉環(huán)沖傳違函數(shù)*則Z)(込)￡v(z) _D^{z)G尹帖l+n(z)z-vG0(z)-1+Z>0(zK?q(^)Z5⑵l+(l-z'v)D0(z)G0(z)丄戲即再央離斯預(yù)佶器的二傳適函敘，其結(jié)拘如ES?13(a)域示JCHH-fT(■、?噴15.大林算法（最理、例H6.4）.EP9U：己知的ftiikft訣內(nèi)<fg■存址采用丸林JT逹+輯定截字控tin.輯r疋憚期VT?対"明金迂口站片出埸訥蚣為<&I）--1—蟲式gw<*? <LA)Mf4lC+H79I*1a)(Jj*IX2f+1)"(1-CK|K7^'Mt-a6Bft5j巧加?煦召.『…I-<hi)G(*) r,r-<l-rft=[l-^(z)](j(z)-(1-02z_1-0.74z~23XI+02^)?、I4“l(fā)6^W4kd-O.RIS^16、6」解：由被控對(duì)彖得傳通函數(shù)得曲=1 m=\p=l=[l-^(z)](j(z)-(1-02z_1-0.74z~23XI+02^)16、6」解：由被控對(duì)彖得傳通函數(shù)得曲=1 m=\p=l設(shè)^^=z-1(l+2.78zl)c()0(1)=3*叫=1q=0.2640⑵=0264h(L沁加巧(l-z'):(l-0.286z,)17.大林算法與PID算法之間有什么關(guān)系？三、嵌入式系統(tǒng)部分名詞解釋（ARM、任務(wù)、進(jìn)程和線程、ADS、RTOS、BSP,嵌入式系統(tǒng)，LAN，TCP/IP，資源與臨界資源、Bootloader）ARM:AdvaneedRISCMachines 任務(wù)：是指一個(gè)程序分段，這個(gè)分段被操作系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)基本工作單元來調(diào)度。任務(wù)是在系統(tǒng)運(yùn)行前已設(shè)計(jì)好的。線程，并以此來提高程序并發(fā)執(zhí)行的程度。近些年，線程的概念已被廣泛應(yīng)用。ADS的英文全稱為ARMDeveloperSuite，是ARM公司推出的新一代ARM集成開發(fā)工具。RTOS即：實(shí)時(shí)系統(tǒng)（Real-timeoperatingsystem）實(shí)時(shí)系統(tǒng)能夠在指定或者確定的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和外部或內(nèi)部、 同步或異步時(shí)間做出響應(yīng)的系統(tǒng)。 它的正確性不僅依賴系統(tǒng)計(jì)算的邏輯結(jié)果， 還依賴于產(chǎn)生這個(gè)結(jié)果的時(shí)間。 因此實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)該在事先先定義的時(shí)間范圍內(nèi)識(shí)別和處理離散事件的能力；系統(tǒng)能夠處理和儲(chǔ)存控制系統(tǒng)所需要的大量數(shù)據(jù)。BSP（boardsupportpackage）是板級(jí)支持包，是介于主板硬件和操作系統(tǒng)之間的一層，應(yīng)該說是屬于操作系統(tǒng)的一部分 ，主要目的是為了支持操作系統(tǒng)，為上層的驅(qū)動(dòng)程序提供訪問硬件設(shè)備寄存器的函數(shù)包，使之能夠更好的運(yùn)行于硬件主板。7嵌入式系統(tǒng)-以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪 ，應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗和應(yīng)用環(huán)境有特殊要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。8LAN:是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)成的計(jì)算機(jī)組。 一般是方圓幾千米以內(nèi)。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)是封閉型的，可以由辦公室內(nèi)的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，也可以由個(gè)公司內(nèi)的上千臺(tái)計(jì)算機(jī)組成9TCP/IP:中譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又名網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，是 Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的［IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。TCP/IP定義了電子設(shè)備如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。協(xié)議米用了4層的層級(jí)結(jié)構(gòu)，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)來完成自己的需求。通俗而言：TCF負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號(hào)，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺(tái)電腦規(guī)定一個(gè)地址。理事件的總數(shù)。吞吐量通常比平均響應(yīng)時(shí)間的倒數(shù)小一點(diǎn)。4、 ARM體系結(jié)構(gòu)的流水線。ARM7體系結(jié)構(gòu)采用了3級(jí)流水線，分為取指，譯碼和執(zhí)行。ARM9體系結(jié)構(gòu)5級(jí)流水線分為：取指、指令譯碼、執(zhí)行、數(shù)據(jù)緩存和寫回。5、 C語言與匯編語言混合編程的方法。匯編程序調(diào)用C程序的方法為：首先在匯編程序中使用 IMPORT偽指令事先聲明將要調(diào)用的C語言函數(shù)；然后通過BL指令來調(diào)用C函數(shù)。C程序調(diào)用匯編子程序的方法為：首先在匯編程序中使用 EXPORT偽指令聲明被調(diào)用的子程序，表示該子程序?qū)⒃谄渌募斜徽{(diào)用；然后在C程序中使用extern關(guān)鍵字聲明要調(diào)用的匯編子程序?yàn)橥獠亢瘮?shù)。6、 嵌入式處理器分類。答：嵌入式處理器又可以分為以下四類（1）嵌入式微控制器MCU （2）嵌入式微處理器MPU（3）數(shù)字信號(hào)處理器DSP （4）嵌入式片上系統(tǒng)7、 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。常見的嵌入式操作系統(tǒng)名稱。⑴支持異步事件的響應(yīng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為了對(duì)外部事件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)， 要求具有中斷和異步處理的能力。（2）中斷和調(diào)度任務(wù)的優(yōu)先級(jí)機(jī)制為區(qū)分用戶的中斷以及調(diào)度任務(wù)的輕重緩急，需要有中斷和調(diào)度任務(wù)的優(yōu)先級(jí)機(jī)制。 （3）支持搶占式調(diào)度為保證高優(yōu)先級(jí)的中斷或任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間， 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必須提供一旦高優(yōu)先級(jí)的中斷或任務(wù)準(zhǔn)備好， 就能馬上搶占低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的CPU使用權(quán)的機(jī)制。（4）確定的任務(wù)切換時(shí)間和中斷延遲時(shí)間確定的任務(wù)切換時(shí)間和中斷延遲時(shí)間是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)區(qū)別于普通操作系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)志， 是衡量實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的重要標(biāo)準(zhǔn)。 （5）支持同步提供同步和協(xié)調(diào)共享數(shù)據(jù)的使用。常見的嵌入式操作系統(tǒng)有： VxWorks、pC/OS、pC/OS-n、WindowsCE8、 非搶占式調(diào)度算法和搶占式調(diào)度算法原理。非搶占式調(diào)度算法也稱作合作型多任務(wù)。 中斷服務(wù)可以使一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，但中斷服務(wù)以后控制權(quán)還是回到原來被中斷的任務(wù)， 直到該任務(wù)主動(dòng)放棄CPU的使用權(quán)時(shí)，高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)才能獲得 CPU的使用權(quán)。搶占式調(diào)度算法確保最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)一旦就緒，總能得到 CPU的控制權(quán)。ISR低優(yōu)先級(jí)任務(wù)9、 嵌入式軟件開發(fā)的特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的流程。嚅要交叉開發(fā)環(huán)境：交叉開發(fā)環(huán)境是指實(shí)現(xiàn)編譯、鏈接和調(diào)試應(yīng)用程序代碼的環(huán)境。-引入任務(wù)設(shè)計(jì)方法嚅要固化程序-軟件開發(fā)難度大整個(gè)開發(fā)流程可分為：需求分析階段 設(shè)計(jì)階段生成代碼階段固化階段10、 Linux常用命令（mount、cd、umount、clear、mkdir、Is、cp、rm）11、vivi的啟動(dòng)過程。Linux移植的內(nèi)容。vivi的啟動(dòng)過程分為兩個(gè)階段：階段 1和階段2。階段1的主要工作是：硬件初始化；配置串口；復(fù)制自身到SDRAM中（跳轉(zhuǎn)到C代碼的入口函數(shù)）。階段2的主要工作是：對(duì)硬件系統(tǒng)繼續(xù)初始化；內(nèi)存映射初始化，內(nèi)存管理單元MMU初始化；初始化堆；初始化MTD設(shè)備，MTD設(shè)備指具有閃存功能的設(shè)備，如閃存芯片、閃存卡等；初始化私有數(shù)據(jù)；初始化內(nèi)置命令；啟動(dòng)vivi。所謂Linux移植，就是針對(duì)具體的目標(biāo)平臺(tái)對(duì) Linux做必要的改寫后，安裝到該目標(biāo)平臺(tái)并使其正確運(yùn)行的過程?；緝?nèi)容包括：（1） 獲取某一版本的Linux內(nèi)核源碼。（2） 根據(jù)具體的目標(biāo)平臺(tái)，對(duì)源碼進(jìn)行必要的改寫（主要是修改有關(guān)體系結(jié)構(gòu)的部分），然后添加一些驅(qū)動(dòng)，打造一款適合目標(biāo)平臺(tái)的新的操作系統(tǒng)。（3） 對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)目標(biāo)平臺(tái)的交叉編譯，生成一個(gè)內(nèi)核映像文件。（4） 將該映像文件燒寫、安裝到目標(biāo)平臺(tái)中。12、開發(fā)Linux應(yīng)用程序的步驟。Makefile文件的編寫，說明Makefile文件的作用。開發(fā)Linux應(yīng)用程序一般分為以下幾個(gè)步驟： 編寫程序，編寫Makefile文件，編譯程序，運(yùn)行程序，將生成的可執(zhí)行文件加入文件系統(tǒng)。作用：makefile關(guān)系到了整個(gè)工程的編譯規(guī)則。一個(gè)工程中的源文件不計(jì)數(shù)，其按類型、功能、模塊分別放在若干個(gè)目錄中， makefile定義了一系列的規(guī)則來指定，哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯，甚至于進(jìn)行更復(fù)雜的功能操作，因?yàn)閙akefile就像一個(gè)Shell腳本一樣，其中也可以執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令13、 Makefile的編寫、Makefile的編寫（第6章例題）。14、 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序作為內(nèi)核的一部分，可以完成哪些功能？設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序作為內(nèi)核的一部分 ，完成以下功能：對(duì)設(shè)備初始化和釋放；把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳送到硬件和從硬件讀取數(shù)據(jù)；讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)和回送應(yīng)用程序請(qǐng)求的數(shù)據(jù)；檢測和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯(cuò)誤。15、 Linux進(jìn)程的狀態(tài)?？蛇\(yùn)行狀態(tài)、等待狀態(tài)、暫停狀態(tài)、僵死狀態(tài)16、Linux內(nèi)核主要由哪五個(gè)子系統(tǒng)組成？ Linux內(nèi)核各個(gè)子系統(tǒng)之間的依賴關(guān)系是什么？（1） 主要由：進(jìn)程調(diào)度，內(nèi)存管理，虛擬文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)接口，進(jìn)程間通信。（2）進(jìn)程調(diào)度與內(nèi)存管理之間的關(guān)系 ：這兩個(gè)子系統(tǒng)互相依賴。在多道程序環(huán)境下，程序要運(yùn)行必須為之創(chuàng)建進(jìn)程，而創(chuàng)建進(jìn)程的第一件事情，就是將程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存。進(jìn)程間通信與內(nèi)存管理的關(guān)系：進(jìn)程間通信子系統(tǒng)要依賴內(nèi)存管理支持共享內(nèi)存通信機(jī)制，這種機(jī)制允許兩個(gè)進(jìn)程除了擁有自己的私有空間，還可以存取共同的內(nèi)存區(qū)域。虛擬文件系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)接口之間的關(guān)系 ：虛擬