《計算機控制技術》補充習題解

第一章習題1-1、計算機在計算機控制系統(tǒng)中的主要任務是什么？它的輸入信息來自哪里？其輸出信息又作用于什么地方？答：主要任務：執(zhí)行人們預先編制好的并放在存儲器的程序，收集從生產(chǎn)過程送來的過程參數(shù)，并進行處理、分析判斷和運算，得到相應的控制信息，用它輸出到生產(chǎn)過程，使過程參數(shù)趨于預定數(shù)值。 輸入信息來自輸入通道 輸出信息作用于輸出通道1-2、什么是計算機控制系統(tǒng)的實時性？為什么要強調(diào)它的實時性答：實時性主要包含3個方面的內(nèi)容：實時數(shù)據(jù)采集、實時決策運算、實時輸出控制。實時——要求控制用微機能夠在規(guī)定的時間范圍內(nèi)完成規(guī)定的操作，實時即及時、即時、適時的意思，否則把微機放在控制系統(tǒng)中將沒有任何實際意義。

1-3、要使計算機在控制系統(tǒng)中有實時控制作用，必須具備哪些基本條件？答：硬件方面：配有實時時鐘和優(yōu)先級中斷信息處理電路。 軟件方面：配有完善的時鐘管理、中斷處理的程序。第二章習題2-1存儲器統(tǒng)一編址方式和I/O接口獨立編址方式有什么不同？各有哪些優(yōu)缺點？2-2微型計算機與外設交換數(shù)據(jù)有哪幾種控制方式？它們各有什么優(yōu)缺點？2-3請用74LS244和74LS273與8031，設計8路數(shù)字量（開關量）輸入接口和8路數(shù)字量（開關量）輸出接口，請畫出接口電路原理圖，并分別寫出數(shù)字量輸入和輸出程序。輸入：MOV DPTR,#port1MOVX A,@DPTR輸出： MOV A，#nn MOV DPTR,#port2MOVX @DPTR,A解：P08031RDWR2441G2GCLR273CLK(Port1)(Port2)VCC2-4在模擬量輸入通道中，采樣保持器起何作用？是否所有的系統(tǒng)都需要采樣保持器？為什么？答：采樣保持器起何作用：減小孔徑誤差；可實現(xiàn) 多路信號在同一時刻采樣。并不是所有系統(tǒng)都需要采樣保持器。只有當孔徑誤差不滿足要求時才用。2-5用CD4051組成64選1的多路轉(zhuǎn)換器，請畫出接線 圖并說明工作原理。CD4051138CD4051D5D4D3D2D1D0CBACBACBAINHINHIN0IN7IN56IN63Y0Y71#8#解：2-6一個8位A/D轉(zhuǎn)換器，孔徑時間為100μs如果要求轉(zhuǎn)換誤差在A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度（0.4%）內(nèi)，求允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號的最大頻率是多少（設Vf=100V）？答：

2-7給出ADC0809的量化單位和量化誤差。答：量化單位：量化誤差：2-8

按圖編程。要求由通道IN5輸入模擬量將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并存入片內(nèi)RAM30H單元中+5VVCCVREF(+)D0~7CBAALESTARTOE

EOC

CLKIN0::IN7VREF(-)GNDD2D1D0DQQCKP0WRP2.3RDP3.3ALEADCO8O98031 ORG4000H MOV R0,#30H MOVDPTR,#0F7FFH

MOV A,#05H MOVX@DPTR,A SETBP3.3HE: JB P3.3,

HE MOVXA,@DPTR MOV @R0,A END解2-9為提高轉(zhuǎn)換精度，采用12位A/D轉(zhuǎn)換器，設12位ADC內(nèi)部無輸出鎖存器。試畫出該ADC與8031的連接圖，并說明工作原理。

D11D0INSTEOC12位ADC：：：：P0RDWRP1.08D鎖存器cs4D鎖存器csD0-7D0-3D8-11

IND0-7STEOCD8-11D0-7+++port1port3port2803112位A/D2－10對64路模擬信號進行數(shù)據(jù)采集，要求將采集到的數(shù)據(jù)存入到以DATA開始的片外RAM中。請畫出接線圖及程序框圖并編寫源程序。（采集一遍）多路開關ADC08098031CH0CH63：：：8031解：CD4051CD4051D2D1D0CBACBAINHINHIN0IN7IN56IN63Y0Y7138D5D4D3CBA1#8#+5VVCCVREF(+)D0~7CBAALESTARTOE

EOC

CLKIN0VREF(-)GNDDQQCKP0WRP2.7RDP3.3ALEADCO8O9

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT1 ORG 4000HMAIN:MOV R0,#DATA MOV R1,#20H MOV @R1,#00H SETB IT1 SETB EX1 SETB EA MOV DPTR,#7FFFH MOV A,@R1

MOVX@DPTR,AHE: AJMPHE

ORG 4100HINT1: MOV DPTR,#7FFFH MOVXA,@DPTR MOVX@R0,A INC R0 INC @R1

CJNE @R1,#64,DONE MOV @R1,#00H MOV R0,#DATAHDONE:MOV A,@R1 MOVX@DPTR,A RETI

2－11用DAC0832和8031組成一個產(chǎn)生如圖所示波形的裝置。要求：1畫出DAC0832與8031的接線圖；

2說明工作原理；

3寫出程序流程圖及源程序。+5V－5V20ms10mstv0解：根據(jù)題意接線為雙極性輸出，單緩沖輸入。延遲時間 ORG4000H MOVDPTR,#0BFFFHSTEP: MOVA,#00HLOOP1: MOVX@DPTR,A ACALLDELAY39μs INC A

CJNEA，#0FFH，LOOP1LOOP2：MOVX@DPTR,A ACALLDELAY39μs DECA CJNEA，#0FFH，LOOP2 AJMP LOOP1:DELAY39μs::: : RET

3-1

若加工第二象限直線ON，起點坐標O(0，0)，終點坐標N(-4，6)，試按逐點比較法進行插補計算并作出走步軌跡圖。解：Fm≥0時走－X方向一步

Fm

＜0時走＋Y方向一步∑＝4+6=10步數(shù) 偏差判別 走步 新偏差∑1 F=0 －X －6102 F＜0＋Y－293 F＜0＋Y284 F＞0－X－475 F＜0＋Y066F=0－X－657F＜0＋Y－248F＜0＋Y239F＞0－X－4210 F＜0＋Y013-2用逐點比較法實現(xiàn)第二象限順圓AB，起點坐標

A(-6，0)，終點坐標B(0，6)的插補計算并作出走步軌圖。解：F≥0走+XF＜0走+Y∑=6+6=12偏差判別坐標進給偏差計算坐標計算終點判斷

F=0 （-6，0）∑=12F=0 +X F=-11 （-5，0） ∑=11F<0 +Y F=-10 （-5，1） ∑=10x04-1畫出準連續(xù)數(shù)字P、PI、PID控制階躍變化的響應，并與 模擬控制器的響應進行比較。KPIDkTu(kT)KPKPIDkTu(kT)KT/TiT越小越接近于模擬調(diào)節(jié)器4-2PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)K，TI，Td，對控制質(zhì)量各有什么影響？結(jié)合上題討論改變采樣周期T對控制質(zhì)量的影響。⒈Kp對系統(tǒng)性能的影響

對動態(tài)特性的影響Kp,系統(tǒng)靈敏，速度加快；Kp偏大，加劇震蕩，調(diào)節(jié)時間加長；當Kp太大時，系統(tǒng)不穩(wěn)定；若Kp太小則ts.

對穩(wěn)態(tài)特性的影響Kp,ess,提高控制精度，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。⒉Ti對系統(tǒng)性能的影響

對動態(tài)特性的影響積分控制通常使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。Ti

太小系統(tǒng)將不穩(wěn)定；Ti偏小，震蕩次數(shù)較多；Ti大對系統(tǒng)影響減少。

對穩(wěn)態(tài)特性的影響積分控制能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但Ti過大時，積分作用太弱，以致不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。T的改變會引起TI，Td的變化⒊Td對系統(tǒng)性能的影響

微分控制可以改善動態(tài)特性，如σ%，ts, 允許加大Kp，使

ess,提高控制精度。6-1設

試針對單位階躍輸入，設計最少拍系統(tǒng)D(z)，并畫出輸出響應圖。解：r=0,q=1,u=1,v=0,k=1S=max[k,q]=1,n=r+u=1,t=s+v=1解得：a1=0.403f1=0.597即y(0)=0,y(1)=0.403,y(2)=y(3)=…=1t/TY(k)112340*****6-2設，采樣周期T=0.1S

試設計單位速度輸入時的最少拍無紋波調(diào)節(jié)器D(z)。解：w=1,v=0,r=0,q=2