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沈陽大學(xué)范立南計算機控制技術(shù)習(xí)題參考答案(完整版)(參考版)

2025-06-25 18:15本頁面
  

【正文】 程序工作流程:先對用到的寄存器、存儲器和中斷入口地址等進行初始化,比如初始化東西南北顯示時間寄存器,定時器和外部中斷入口地址等,南北亮綠燈,同時顯示還剩32秒,東西亮紅燈,同時顯示32秒;判斷南北時間是否到,如果由綠燈變?yōu)辄S燈,顯示時間2秒,東西紅燈不變;繼續(xù)判斷黃燈的顯示時間是否到,如果由黃燈變?yōu)榧t燈,顯示時間22秒,同時判斷紅燈顯示時間是否到,如果由紅燈變?yōu)榫G燈,顯示時間為30秒,之后周而復(fù)始。系統(tǒng)按照此順序循環(huán)工作。若電動機工作模型單元的兩個標(biāo)志位均置1,也即既要停止供水,又要讓電動機供水,說明檢測元件失靈,輸出報警信號報警。再根據(jù)電動機工作模型單元的狀態(tài),輸出控制信號使電動機供水或停止供水。(參考第3章程序)圖中LED采用共陰極方式,4個顯示器的段選碼由8155的PB口提供,位選碼由8155的PA口提供,LED采用動態(tài)掃描方式。顯示個位數(shù) MOV DPTR,7FFEH MOVX DPTR,A RET(2) 設(shè)計思路在初始化程序中,設(shè)置工作在方式2(自動恢復(fù)常數(shù))外部計數(shù)方式,定時器TH0、TL0初值均為0FFH,并允許中斷,8155初始化設(shè)置PB口PA口為輸出方式,PC口為輸入方式。顯示十位數(shù) MOV DPTR,7FFEH MOVX DPTR,A MOV A,LED4 。顯示百位 MOV DPTR,7FFEH MOVX DPTR,A MOV A,LED3 。送顯示數(shù)據(jù)到PB口 MOVX DPTR,A MOV A,10H 。取千位數(shù) MOV DPTR,SEGTABL MOVC A,A+DPTR 。當(dāng)任何一個鍵按下時,四輸入與非門74LS20產(chǎn)生一個高電平選通信號KEYSTROBE,此信號經(jīng)反相器后向80C51申請中斷。當(dāng)有鍵按下后該鍵的BCD碼將出現(xiàn)在輸出線上。轉(zhuǎn)故障處理NEXT:第8章1.填空題(1) 安全可靠(2) 備份工作方式,主從工作方式,雙工工作方式,分級分布式控制方式(3) 定時事件,隨機事件(4) 系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件(5) 實時性,針對性,靈活性和通用性,可靠性 2.選擇題(1) D (2) C (3) D (4) A (5) B 3.簡答題(1) 安全可靠,操作維護方便,實時性強,通用性好、便于擴充,經(jīng)濟效益高(2) 選擇控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和類型,選擇檢測元器件,選擇執(zhí)行機構(gòu),選擇輸入/輸出通道及外圍設(shè)備,可靠性設(shè)計,分配硬件和軟件的功能(3)① 輸送源程序到存儲器,或者通過面板操作來監(jiān)視程序執(zhí)行情況;② 打印、顯示中間結(jié)果或最終結(jié)果;③ 根據(jù)工藝要求,修改一些檢測點和控制點的參數(shù)及給定值;④ 設(shè)置報警狀態(tài),選擇工作方式以及控制回路等;⑤ 完成系統(tǒng)控制的各種狀態(tài)切換;⑥ 完成手動—自動無擾動切換;⑦ 完成各種畫面顯示。檢測狀態(tài)MOV A,00HMOVX DPTR,A 。閉合接點LCALL DELAY20msMOVX A,DPTR 。R7為計數(shù)器MOV DPTR,0DF00H 。轉(zhuǎn)向出錯處理程序LOOP: MOV 50H,55HMOV 51H,0AAHLJMP START0 。50H中不為55H則轉(zhuǎn)MOV A,51HCJNE A,0AAH,LOOP 。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)初始化入口LOOP: LJMP ERR 。4.設(shè)計題(1) ORG 0000HAJMP STARTSTART: MOV A, SPCJNE A, #07H, LOOP 。(5) 所謂指令冗余技術(shù)是指在程序的關(guān)鍵地方人為地加入一些單字節(jié)指令NOP,或?qū)⒂行巫止?jié)指令重寫,當(dāng)程序“跑飛”到某條單字節(jié)指令上,就不會發(fā)生將操作數(shù)當(dāng)作指令來執(zhí)行的錯誤,使程序迅速納入正軌。(4) 所謂軟件陷阱,就是當(dāng)PC失控,造成程序“亂飛”而進入非程序區(qū)時,在非程序區(qū)設(shè)置一些攔截程序,將失控的程序引至復(fù)位入口地址0000H或處理錯誤程序的入口地址ERR,在此處將程序轉(zhuǎn)向?qū)iT對程序出錯進行處理的程序,使程序納入正軌。(3) 光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一個管殼內(nèi),以光為媒介傳輸信號的器件,其輸入和輸出在電氣上是隔離的,所以抗干擾能力很強。第7章1.填空題(1) 空間感應(yīng)的干擾,過程通道的干擾,電源系統(tǒng)的干擾,地電位波動的干擾,反射波的干擾(2) 直接耦合方式,公共阻抗耦合方式,電容耦合方式,電磁感應(yīng)耦合方式,輻射耦合方式,漏電耦合方式(3) 指令冗余技術(shù),軟件陷阱技術(shù),辨別上電方式,系統(tǒng)的復(fù)位處理,Watchdog技術(shù)(4) 交流地,系統(tǒng)地,安全地,數(shù)字地,模擬地(5) 光電隔離,繼電器隔離,變壓器隔離,采用雙絞線作信號線2.選擇題(1) C (2) D (3) A (4) D (5) D 3.簡答題(1) 常用的硬件抗干擾措施有光電隔離、繼電器隔離、變壓器隔離、采用雙絞線作信號線、屏蔽RAM數(shù)據(jù)掉電保護等。若本題改為單位速度輸入,則 控制器輸出u(kT) 系統(tǒng)輸出c(kT)(6)控制器輸出波形 系統(tǒng)輸出波形(7)控制器的輸出為①經(jīng)過兩拍之后,輸出量系統(tǒng)輸出量經(jīng)過兩拍后,輸出量②系統(tǒng)輸出量:當(dāng)參數(shù)變化時,系統(tǒng)的性能變壞,輸出的響應(yīng)不理想,說明最少拍系統(tǒng)對被控對象模型參數(shù)的變化適應(yīng)性較差。(3)c(0)=0,c(T)=0,c(2T)=2, c(3T)=3, c(4T)=4.......經(jīng)過2拍后,輸出波形圖C(kT)如下圖所示。此時若采用直接程序設(shè)計法則優(yōu)越性更大4.計算題(1)(2)(3)5.設(shè)計題(1) (2) 由上述討論可見,按某種典型輸入設(shè)計的最少拍系統(tǒng),當(dāng)輸入形式改變時,系統(tǒng)性能變壞,輸出響應(yīng)不一定理想。這樣設(shè)計的程序占用內(nèi)存量少,容易讀,且調(diào)試方便。(9)直接程序設(shè)計法的優(yōu)點是,除了時涉及的一項外,其余各項都可在采用前全部計算出來,因而可大大減少計算機延時,提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。在單位圓內(nèi)右半平面有極點時,則會減輕振鈴現(xiàn)象,而在單位圓內(nèi)右半平面有零點時,會加劇振鈴現(xiàn)象。 振鈴現(xiàn)象產(chǎn)生的根源在于Q(z)中z=1附近有極點所致。(6)第一步:根據(jù)被控對象的數(shù)學(xué)模型求出廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)G(z);第二步:根據(jù)輸入信號類型,查表61確定誤差脈沖傳遞函數(shù)We(z);第三步:將G(z)、We(z)帶入,進行Z變換運算,即可求出數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z);第四步: 用U(z)判斷所設(shè)計的D(z)是否是最小拍無波數(shù)字控制系統(tǒng);第五步:根據(jù)結(jié)果,求出輸出序列及其響應(yīng)曲線等。給增加零點的后果是延遲了系統(tǒng)消除偏差的時間。(5)若廣義對象中有極點存在,則應(yīng)用或的相同零點來抵消。改進方法:無紋波設(shè) 計。改進方法:引入加權(quán)因子。1)考慮不同類型輸入,選擇滿足最少拍的的形式;2)考慮D(z)可實現(xiàn)性,Φ(z)應(yīng)包含zr因子和G(z)中|zi|≥1(不包括z=1點)的零點;3)考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性,應(yīng)把G(z)中的不穩(wěn)定極點|pi|≥1(不包括z=1點)作為自己的零點。數(shù)字控制器必須在物理上可實現(xiàn)。(3)設(shè)計一個數(shù)字調(diào)節(jié)器,使系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定時所需要的采樣周期最少,而且系統(tǒng)在采樣點的輸出值能準(zhǔn)確地跟蹤輸入信號,不存在靜差。(2)直接根據(jù)離散系統(tǒng)理論來設(shè)計數(shù)字控制器的方法稱為系統(tǒng)的直接數(shù)字化設(shè)計。(5) 略3.計算題(1) 解:由解得:,又因為T=,所以所以位置型PID算法輸出表達(dá)式為:增量型PID算法輸出表達(dá)式為:(2) ,第6章1.填空題(1) 廣義脈沖傳遞函數(shù)單位圓內(nèi)的非零零點(2)直接數(shù)字控制,純滯后,調(diào)節(jié)時間,超調(diào)量(3)2.選擇題(1)D (2)A (3)D (4)D (5)B3.簡答題(1) 不允許。(4) 普通PID算法是在整個控制期間,比例、積分和微分系數(shù)為恒定不變的;積分分離PID算法是設(shè)置一個積分分離閾值β,當(dāng)時,采用PID控制,以便于消除靜差,提高控制精度;當(dāng)時,采用PD控制,以使超調(diào)量大幅度降低;變速積分PID是設(shè)法改變積分項的累加速度,使其與偏差的大小相對應(yīng)。采樣周期T過長又會引起誤差。
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