沈陽大學(xué)范立南計(jì)算機(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)工作模型單元的狀態(tài)，輸出控制信號使電動機(jī)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(jì)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(jì)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(jī)事件(4) 系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件(5) 實(shí)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(hù)方便，實(shí)時性強(qiáng)，通用性好、便于擴(kuò)充，經(jīng)濟(jì)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(jī)構(gòu)，選擇輸入/輸出通道及外圍設(shè)備，可靠性設(shè)計(jì)，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(diǎn)和控制點(diǎn)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(diǎn)LCALL DELAY20msMOVX A,DPTR 。R7為計(jì)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(jì)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)。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(hù)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(jì)法則優(yōu)越性更大4．計(jì)算題（1）（2）（3）5．設(shè)計(jì)題（1） （2） 由上述討論可見，按某種典型輸入設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)法的優(yōu)點(diǎn)是，除了時涉及的一項(xiàng)外，其余各項(xiàng)都可在采用前全部計(jì)算出來，因而可大大減少計(jì)算機(jī)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(diǎn)時，則會減輕振鈴現(xiàn)象，而在單位圓內(nèi)右半平面有零點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行Z變換運(yùn)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(jì)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(diǎn)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(diǎn)存在，則應(yīng)用或的相同零點(diǎn)來抵消。改進(jìn)方法：無紋波設(shè) 計(jì)。改進(jìn)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(shí)現(xiàn)性，Φ(z)應(yīng)包含zr因子和G(z)中|zi|≥1(不包括z＝1點(diǎn))的零點(diǎn)；3)考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)把G(z)中的不穩(wěn)定極點(diǎn)|pi|≥1(不包括z＝1點(diǎn))作為自己的零點(diǎn)。數(shù)字控制器必須在物理上可實(shí)現(xiàn)。（3）設(shè)計(jì)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(diǎn)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(jì)數(shù)字控制器的方法稱為系統(tǒng)的直接數(shù)字化設(shè)計(jì)。(5) 略3．計(jì)算題(1) 解：由解得：，又因?yàn)門=，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(diǎn)(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(xiàng)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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