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1、第一章 习题 1-1、计算机在计算机控制系统中的主要任务是什 么？它的输入信息来自哪里？其输出信息又作用 于什么地方？ 答：主要任务：执行人们预先编制好的并放在存储器的程 序，收集从生产过程送来的过程参数，并进行处理、分析 判断和运算，得到相应的控制信息，用它输出到生产过程 ，使过程参数趋于预定数值。 输入信息来自输入通道 输出信息作用于输出通道1-2、什么是计算机控制系统的实时性？为什么要强 调它的实时性答：实时性主要包含3个方面的内容：实时数据采集、实时 决策运算、实时输出控制。实时要求控制用微机能够在规定的时间范围内完成 规定的操作，实时即及时、即时、适时的意思，否则把微机 放在控制系统
2、中将没有任何实际意义。1-3、要使计算机在控制系统中有实时控制作用，必 须具备哪些基本条件？答：硬件方面：配有实时时钟和优先级中断信息处理电路。 软件方面：配有完善的时钟管理、中断处理的程序。第二章 习题2-1 存储器统一编址方式和I/O接口独立编址方式有什 么不同？各有哪些优缺点？2-2 微型计算机与外设交换数据有哪几种控制方式？ 它们各有什么优缺点？2-3 请用74LS244和74LS273与8031，设计8路数字量（开 关量）输入接口和8路数字量（开关量）输出接口，请画 出接口电路原理图，并分别写出数字量输入和输出程序。输入：MOVDPTR, #port1MOVXA,DPTR输出： MO
3、VA，#nn MOVDPTR, #port2MOVX DPTR , A解：P08031 RDWR2441G 2GCLR273CLK(Port1)(Port2)VCC2-4 在模拟量输入通道中，采样保持器起何作用 ？是否所有的系统都需要采样保持器？为什么？ 答： 采样保持器起何作用：减小孔径误差；可实现 多路信号在同一时刻采样。并不是所有系统都需要采样保持器。只有当孔径 误差不满足要求时才用。2-5 用CD4051组成64选1的多路转换器，请画出接线 图并说明工作原理。CD4051138CD4051D5 D4 D3D2 D1 D0C B AC B AC B AINHINHIN0IN7IN56IN
4、63Y0Y71#8#解：2-6 一个8位A/D转换器，孔径时间为100s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（设Vf=100V）？答： 2-7 给出ADC0809的量化单位和量化误差。答：量化单位：量化误差：2-8 按图编程。 要求由通道IN5输入模拟 量将其转换成数字量， 并存入片内RAM 30H单元中+5VVCCVREF(+)D07CBAALE STARTOEEOCCLKIN0 : :IN7VREF(-)GNDD2 D1 D0D QQ CKP0WRP2.3RD P3.3ALEADCO8O98031ORG 4000HMOV R0
5、, #30HMOV DPTR , #0F7FFHMOV A , #05HMOVX DPTR , ASETB P3.3HE:JB P3.3 , HEMOVX A , DPTRMOV R0 , AEND解2-9 为提高转换精度，采用12位A/D转换器，设12位ADC内部无 输出锁存器。试画出该ADC与8031的连接图，并说明工作原理 。D11D0INSTEOC12位ADC： ： ：P0RDWRP1.08D 锁 存 器cs4D 锁 存 器csD0-7D0-3D8-11IND0-7STEOCD8-11D0-7+ port1port3port2803112位A/D210 对 64 路模拟信号进行数据采集
6、，要求将采集到的数据 存入到以 DATA 开始的片外RAM中。请画出接线图及程序框图 并编写源程序。（采集一遍）多 路 开 关ADC08098031CH0CH63： ： ：8031解：CD4051CD4051D2 D1 D0C B AC B AINHINHIN0IN7IN56IN63Y0Y7138D5 D4 D3C B A1#8#+5VVCCVREF(+)D07CBAALE STARTOEEOCCLKIN0VREF(-)GNDD QQ CKP0WRP2.7RD P3.3ALEADCO8O9ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT1 ORG 4000H MAI
7、N:MOV R0 , #DATA MOV R1 , #20H MOV R1 , #00H SETB IT1 SETB EX1 SETB EA MOV DPTR , #7FFFH MOV A, R1 MOVX DPTR , A HE:AJMP HEORG 4100H INT1: MOV DPTR ,#7FFFH MOVX A , DPTR MOVX R0 , A INCR0 INCR1 CJNE R1 , #64 , DONE MOV R1 , #00HMOV R0 , #DATAH DONE:MOV A , R1 MOVX DPTR , A RETI 211 用DAC0832和8031组成一个
8、产生如图所示波形的装置。 要求：1 画出DAC0832与8031的接线图；2 说明工作原理；3 写出程序流程图及源程序。+5V5V20ms10ms tv0解： 根据题意接线为双极性输出，单缓冲输入。延迟时间ORG 4000HMOV DPTR , #0BFFFHSTEP: MOV A , #00HLOOP1: MOVX DPTR , AACALL DELAY39sINC ACJNE A，#0FFH， LOOP1 LOOP2： MOVX DPTR , AACALL DELAY39sDEC ACJNE A，#0FFH， LOOP2AJMP LOOP1:DELAY39s: :RET3 - 1 若加工第
9、二象限直线ON，起点坐标 O(0，0)，终点坐标 N(- 4，6)，试按逐点比较法进行插补计算并作出走步轨迹图。解：Fm 0时 走X方向一步Fm 0时 走Y方向一步4+6=10步数偏差判别走步新偏差 1 F=0 X 6 10 2 F0 Y 2 9 3 F0 Y 2 8 4 F0 X 4 7 5 F0 Y 0 6 6 F=0 X 6 5 7 F0 Y 2 4 8 F0 Y 2 3 9 F0 X 4 2 10 F0 Y 0 13 - 2 用逐点比较法实现第二象限顺圆 AB，起点坐标A(- 6，0)，终点坐标 B(0，6) 的插补计算并作出走步轨图。解：F0 走+X F0 走+Y =6+6=12偏差
10、判别 坐标进给 偏差计算 坐标计算 终点判断 F=0 （-6，0） =12 F=0+XF=-11 （-5，0） =11 F0+YF=-10 （-5，1） =10x04 - 1 画出准连续数字P、PI、PID控制阶跃变化的响应，并与模拟控制器的响应进行比较。KPIDkTu(kT)KPKPIDkTu(kT)KT/Ti T越小越接近于模拟调节器4- 2 PID调节器的参数K，TI，Td，对控制质量各有什么影响？结合上题讨论改变采样周期T对控制质量的影响。 Kp对系统性能的影响 对动态特性的影响Kp ,系统灵敏，速度加快；Kp偏大，加剧震荡，调节时间加长；当Kp太大时，系统不稳定；若Kp太小则ts .
11、 对稳态特性的影响Kp , ess ,提高控制精度，但不能消除稳态误差。 Ti对系统性能的影响 对动态特性的影响积分控制 通常使系统的稳定性下降。Ti 太小系统将不稳定；Ti偏小，震荡次数较多；Ti大对系统影响减少。 对稳态特性的影响积分控制能消除稳态误差，但Ti过大时，积分作用太弱，以致不能消除稳态误差。T的改变会引起TI，Td的变化 Td对系统性能的影响微分控制可以改善动态特性，如 % ，ts , 允许加大Kp ，使 ess ,提高控制精度。6-1 设试针对单位阶跃输入，设计最少拍系统D(z)，并画出输出响应图。 解：r = 0 , q = 1 , u = 1 , v = 0 , k =
12、1S=maxk,q = 1 , n = r+u =1 , t = s + v = 1解得： a1 = 0.403 f1 = 0.597即 y(0) = 0 , y(1) = 0.403 , y(2) = y(3) = = 1t/TY(k)112340*6-2 设 ，采样周期T = 0.1S 试设计单位速度输入时的最少拍无纹波调节器D(z)。解：w = 1 , v = 0 , r = 0 , q = 2 , k = 1s = 2 , t = s + v = 2 , n = r + w = 1解得： a1 = 1.408 , a2 = 0.826 , f0 = 1 , f2 = 0.592 设针对单位等速度输入设计D(z).解：解得： f1 = 1.276 , a1 = 0.724 , a2 = 0.459补7-1 计算机控制系统设计的基本要求是 什么？补7-2 计算机控制系统设计的一般步骤是 什么？
