计控&微机原理简答题与答案 计算机控制技术简答题 1、系统常规的性能指标一般包括哪些内容? 答案: 稳定性指标,稳态指标和暂态指标,有时还包括系统的抗干扰指标。 稳态指标:稳态误差(指响应的稳态值与期望值之差) 暂态指标:上升时间、调节时间、峰值时间、超调量、振荡次数 2、简述系统稳定性的基本概念 答案: 一个系统稳定是指该系统在平衡状态下,受到外部扰动作用而偏离平衡状 态,当扰动消失后,经过一段时间,系统能够回到原来的平衡状态。 线性系统的稳定性是由系统本身固有的特性决定的,而与系统外部输入信号 的有无和强弱无关。 3、连续系统稳定性的条件是什么? 答案: 系统的特征方程的所有特征根,亦即系统传递函数的所有极点都分布在 s 平 面的左半平面,s 平面的虚轴为稳定边界。 4、判断连续系统稳定的方法有哪些? 答案: (1)代数判据:劳斯判据,胡尔维茨判据等 (2)根轨迹方法 (3)频率域方法:奈奎斯特判据,波特图法等 5.简述香农采样定理。 解答:如果一个连续信号不包含高于频率Wmax 的频率分量(连续信号中所含频率分量的最高频率为Wmax ),那么就完全可以用周期T<Π/Wmax的均匀采样值来描述。或者说,如果采样频率W>Wmax,那么就可以从采样信号中不失真地恢复。 6.什么叫频率混叠现象,何时会发生频率混叠现象? 答:采样信号各频谱分量的互相交叠,称为频率混叠现象。当采样频率 W<Wmax时,采样函数 f * (t)的频谱已变成连续频谱,重叠部分的频谱中没有哪部分与原连续函数频谱 F (jw )相似,这样,采样信号 f * (t)再不能通过低通滤波方法不失真地恢复原连续信号。就会发生采样信号的频率混叠现象。 7.平均滤波有几种?并说明各自的特点。 答:平均滤波有三种:算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波。算术平均 滤波每一次采样值所占的比例均相等;加权平均滤波则每次采样值所占的比例不 等,可以突出某些部分,使其所占的比例增大,但各次采样的系数总和为ΣCi=0; 而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值,因而采样速度快。 8.、LED显示器的显示方法有几种,各有什么特点? 答: LED 显示器有两种显示方式: 静态显示: 由微机一次输出显示后, 能保持该显示结果, 直到下次送新的显示模型为止。 优点:占用机时少,显示可靠;缺点:使用件多,线路复杂,成本较高。 动态显示:微机用扫描的方式定时轮流点亮各个 LED 显示器,显示器件分时工作,每次只有一个器件显示。由于人视觉的暂留现象,仍感到所有的器件都在显示。优点:使用件少,价格低;缺点:占用机时长。 9、什么是串模干扰,抑制的方法有哪些? 答:串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号。 抑制方法:高通, 低通, 带通滤波器。 10.什么是共模干扰,抑制的方法有哪些? 答:所谓共模干扰 , 是指 A/D 转换器两个输入端公有的干扰电压。 抑制方法 : 变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽 11.什么叫积分饱和?它是怎么引起的?如何消除? 解:(1)如果执行机构已经到极限位置,仍然不能消除静差时,由于积分 作用,尽管PID 差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构 已无相应的动作,这就叫积分饱和。(因长时间出现偏差或偏差较大,计算出的控制量可能溢出,或小于零。) (2)a、当偏差产生跃变时,位置型PID 算式的输出将急剧增大或减小, 有可能超过执行机构的上(下)限,而此时执行机构只能工作在上限。 b、系统输出需要很长时间才达到给定值,在这段时间内算式的积分项将产 生一个很大的积累值。 c、当系统输出超过给定值后,偏差反向,但由于大的积分积累值,控制量 需要相当一段时间脱离饱和区。因此引起系统产生大幅度超调,系统不稳 定。 (3)常用的改进方法:积分分离法和抗积分饱和 12. PID参数整定的方法 答:临界比例度法、响应曲线法 13什么是量化? 答:所谓量化,就是采用一组数据来逼近离散模拟信号的幅值,将其转换为数字信号。 14.采样保持器的主要作用是什么?什么时候可以不用采样保持器,为什么? 答:主要作用是在采样间隔时间内维持信号不变,可以提高模拟量输入信号频率范围,适应快速变化的被采样信号;当被测信号变化缓慢时,若A/D 时间足够短,可以不加,因为此时A/D 期间采样信号可以近似看作不变 15.简述大林算法,什么是振铃现象?如何消除? 答:大林算法提出了期望的闭环传递函数相当于1个延迟环节和1个惯性环节相串联,且纯滞后时间与被控对象的相同,以此确定D(Z);振铃现象是数字控制器的输出以1/2的采样频率衰减振荡;将D(Z)中Z=-1附近的极点用Z=1替换即可。 16. 为什么要消除按键机械抖动?消抖的方法及原理? 答:通常按键用机械弹性开关,由于机械触电的弹性动作,会导致一次按键被误读多次。为确保CPU对按键的正确处理,必须消抖。硬件方法:采用RS触发器电路;软件方法:检测按键闭合后执行10ms延时,再进行检测,若仍为闭合,则确认按键闭合。(软件延时) 17.A/D转换器主要技术指标? 答:分辨率、量程、转换精度、转换时间、输出逻辑电压、工作温度范围、参考电压。 18.PWM 控制意味着什么?它有什么作用?微型机控制系统中是怎样实现的? 答:PWM 是脉冲宽度调速系统,它用来控制马达的转速和方向。其方法是通过改变对电机的通电时间 达到调整电机转速的目的。具体作法是,首先根据电机转速的要求,确定占空比,即通电时间与通电周期之比,再按照通、断电时间送出控制模型,使电机按要求的转速运转。 方向是通过改变 4 个开关的通电状态来实现的。 微型计算机原理简答题 1.什么是总线?总线的分类? 答:在计算机中,连接CPU与各个功能部件之间的一组公共线路,称为总线。在计算机中一般有三组功能不同的总线,传输地址信息的称为地址总线,传输数据信息的称为数据总线,传输控制信息的称为控制总线。 2. 什么是RAM和ROM? RAM和ROM各有什么特点? 答:RAM是随机存储器,指计算机可以随机地、个别地对各个存储单进行访问,访问所需时间基本固定,与存储单的地址无关。ROM是只读存储器,对其内容只能读,不能写入。与RAM相比,其信息具有非易失性,即掉电后,ROM中的信息仍会保留。 3.微型计算机的总线有哪几类?总线结构的特点是什么? 答:微型计算机的总线包括地址总线、数据总线和控制总线三类,总线结构的特点是结构简单、可靠性高、易于设计 4.8086读/写总线周期各包括最少几个时钟周期? 答:8086读/写总线周期各包括最少四个时钟周期。即:一个总线周期=四个时钟周期 5.主存储器的主要技术指标有哪些? 答:主存储器的主要技术指标有主存容量、存储器存取时间、存储周期和可靠性。 6.8086CPU有 16 根数据线,20根地址线,内存最大寻址空间为1M个字节,从答:功能上其可分总线接口单(BIU)和执行单(EU)两大部分 7. 在数据通信和计算机领域中,基本的数据通讯的方式有哪些? 答:串行通信和并行通信 8.8086微处理器字长是多少?能直接访问的存储单是多少个字节?时钟频率是多少?总线周期? 答: 字长:16个字节;直接访问的存储单1MHz;时钟信号频率为4MHz;总线周期为1ms 1总线周期=4时钟周期 9. 简述8086与8088的区别 答:(1)AD15-AD0引脚的定义不同。(2)引脚34的定义不同。(3)引脚28的有效电平高低定义不同。 10.CPU与IO口进行数据通信时有哪几种通信方式?哪种方式效率最高? 答:1)查询控制方式,2)中断控制方式,3)DMA控制方式,4)通道控制方式。 其中,中断控制方式的效率最高 11. 简述中断源、中断向量、中断向量表和中断定义、以及中断处理的步骤 答:能够引发中断的事件都称为中断源。中断源可分为硬件中断源(如:鼠标、键盘)和软件中断源(程序中的中断指令)。即:中断分为软件中断和硬件中断;中断向量:用来存放中断服务入口地址;中断向量表:存放所有中断服务入口地址的内存区域;中断向量表的其实地址:00048H–00028H;中断:在CPU正常运行程序时,由于内部或外部某个非预料事件的发生,使CPU暂停正在运行的程序,而转去执行处理引起中断事件的程序,然后再返回被中断了的程序继续执行。中断请求–>中断响应–>保护短点–>中断处理–>中断返回 12.简述串行通信的方式 答:单工通信模式,半双工通信模式,全双工通信模式。 13.8086中寄存器有哪几种? 答:指令寄存器,段寄存器,标志寄存器,通用寄存器; 14. 计算机I/O口的用途(作用)? 答:用来连接计算机与外部设备的桥梁与纽带,主要作用是协调与控制计算机与外设之间的信息流通与交换。计算机控制技术简答题 1、系统常规的性能指标一般包括哪些内容? 答案: 稳定性指标,稳态指标和暂态指标,有时还包括系统的抗干扰指标。 稳态指标:稳态误差(指响应的稳态值与期望值之差) 暂态指标:上升时间、调节时间、峰值时间、超调量、振荡次数 2、简述系统稳定性的基本概念 答案: 一个系统稳定是指该系统在平衡状态下,受到外部扰动作用而偏离平衡状 态,当扰动消失后,经过一段时间,系统能够回到原来的平衡状态。 线性系统的稳定性是由系统本身固有的特性决定的,而与系统外部输入信号 的有无和强弱无关。 3、连续系统稳定性的条件是什么? 答案: 系统的特征方程的所有特征根,亦即系统传递函数的所有极点都分布在 s 平 面的左半平面,s 平面的虚轴为稳定边界。 4、判断连续系统稳定的方法有哪些? 答案: (1)代数判据:劳斯判据,胡尔维茨判据等 (2)根轨迹方法 (3)频率域方法:奈奎斯特判据,波特图法等 5.简述香农采样定理。 解答:如果一个连续信号不包含高于频率 的频率分量(连续信号中所含频率分量的最高频率为 ),那么就完全可以用周期T</的均匀采样值来描述。或者说,如果采样频率,那么就可以从采样信号中不失真地恢复。 6.什么叫频率混叠现象,何时会发生频率混叠现象? 答:采样信号各频谱分量的互相交叠,称为频率混叠现象。当采样频率 时,采样函数 f * (t)的频谱已变成连续频谱,重叠部分的频谱中没有哪部分与原连续函数频谱 F (jw )相似,这样,采样信号 f * (t)再不能通过低通滤波方法不失真地恢复原连续信号。就会发生采样信号的频率混叠现象。 7.平均滤波有几种?并说明各自的特点。 答:平均滤波有三种:算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波。算术平均 滤波每一次采样值所占的比例均相等;加权平均滤波则每次采样值所占的比例不 等,可以突出某些部分,使其所占的比例增大,但各次采样的系数总和为ΣCi=0; 而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值,因而采样速度快。 8.、LED显示器的显示方法有几种,各有什么特点? 答: LED 显示器有两种显示方式: 静态显示: 由微机一次输出显示后, 能保持该显示结果, 直到下次送新的显示模型为止。 优点:占用机时少,显示可靠;缺点:使用件多,线路复杂,成本较高。 动态显示:微机用扫描的方式定时轮流点亮各个 LED 显示器,显示器件分时工作,每次只有一个器件显示。由于人视觉的暂留现象,仍感到所有的器件都在显示。优点:使用件少,价格低;缺点:占用机时长。 9、什么是串模干扰,抑制的方法有哪些? 答:串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号。 抑制方法:高通, 低通, 带通滤波器。 10.什么是共模干扰,抑制的方法有哪些? 答:所谓共模干扰 , 是指 A/D 转换器两个输入端公有的干扰电压。 抑制方法 : 变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽 11.什么叫积分饱和?它是怎么引起的?如何消除? 解:(1)如果执行机构已经到极限位置,仍然不能消除静差时,由于积分 作用,尽管PID 差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构 已无相应的动作,这就叫积分饱和。(因长时间出现偏差或偏差较大,计算出的控制量可能溢出,或小于零。) (2)a、当偏差产生跃变时,位置型PID 算式的输出将急剧增大或减小, 有可能超过执行机构的上(下)限,而此时执行机构只能工作在上限。 b、系统输出需要很长时间才达到给定值,在这段时间内算式的积分项将产 生一个很大的积累值。 c、当系统输出超过给定值后,偏差反向,但由于大的积分积累值,控制量 需要相当一段时间脱离饱和区。因此引起系统产生大幅度超调,系统不稳 定。 (3)常用的改进方法:积分分离法和抗积分饱和 PID参数整定的方法 答:临界比例度法、响应曲线法 13什么是量化? 答:所谓量化,就是采用一组数据来逼近离散模拟信号的幅值,将其转换为数字信号。 14.采样保持器的主要作用是什么?什么时候可以不用采样保持器,为什么? 答:主要作用是在采样间隔时间内维持信号不变,可以提高模拟量输入信号频率范围,适应快速变化的被采样信号;当被测信号变化缓慢时,若A/D 时间足够短,可以不加,因为此时A/D 期间采样信号可以近似看作不变 15.简述大林算法,什么是振铃现象?如何消除? 答:大林算法提出了期望的闭环传递函数相当于1个延迟环节和1个惯性环节相串联,且纯滞后时间与被控对象的相同,以此确定D(Z);振铃现象是数字控制器的输出以1/2的采样频率衰减振荡;将D(Z)中Z=-1附近的极点用Z=1替换即可。 16. 为什么要消除按键机械抖动?消抖的方法及原理? 答:通常按键用机械弹性开关,由于机械触电的弹性动作,会导致一次按键被误读多次。为确保CPU对按键的正确处理,必须消抖。 硬件方法:采用RS触发器电路; 软件方法:检测按键闭合后执行10ms延时,再进行检测,若仍为闭合,则确认按键闭合。(软件延时) 17.A/D转换器主要技术指标? 答:分辨率、量程、转换精度、转换时间、输出逻辑电压、工作温度范围、参考电压。 18.PWM 控制意味着什么?它有什么作用?微型机控制系统中是怎样实现的? 答:PWM 是脉冲宽度调速系统,它用来控制马达的转速和方向。其方法是通过改变对电机的通电时间 达到调整电机转速的目的。具体作法是,首先根据电机转速的要求,确定占空比,即通电时间与通电周期之比,再按照通、断电时间送出控制模型,使电机按要求的转速运转。 方向是通过改变 4 个开关的通电状态来实现的。 1.什么是总线?总线的分类? 答:在计算机中,连接CPU与各个功能部件之间的一组公共线路,称为总线。在计算机中一般有三组功能不同的总线,传输地址信息的称为地址总线,传输数据信息的称为数据总线,传输控制信息的称为控制总线。 什么是RAM和ROM? RAM和ROM各有什么特点? 答:RAM是随机存储器,指计算机可以随机地、个别地对各个存储单进行访问,访问所需时间基本固定,与存储单的地址无关。 ROM是只读存储器,对其内容只能读,不能写入。 与RAM相比,其信息具有非易失性,即掉电后,ROM中的信息仍会保留。 3.微型计算机的总线有哪几类?总线结构的特点是什么? 答:微型计算机的总线包括地址总线、数据总线和控制总线三类,总线结构的特点是结构简单、可靠性高、易于设计 4.8086读/写总线周期各包括最少几个时钟周期? 答:8086读/写总线周期各包括最少四个时钟周期。即:一个总线周期=四个时钟周期 5.主存储器的主要技术指标有哪些? 答:主存储器的主要技术指标有主存容量、存储器存取时间、存储周期和可靠性。 6.8086CPU有 16 根数据线,20根地址线,内存最大寻址空间为1M个字节,从答:功能上其可分总线接口单(BIU)和执行单(EU)两大部分 在数据通信和计算机领域中,基本的数据通讯的方式有哪些? 答:串行通信和并行通信 8.8086微处理器字长是多少?能直接访问的存储单是多少个字节?时钟频率是多少?总线周期? 答:字长:16个字节;直接访问的存储单1MHz;时钟信号频率为4MHz;总线周期为1ms 1总线周期=4时钟周期 9. 简述8086与8088的区别 答:AD15-AD0引脚的定义不同。(2)引脚34的定义不同。 (3)引脚28的有效电平高低定义不同。 10.CPU与IO口进行数据通信时有哪几种通信方式?哪种方式效率最高? 答: 1)查询控制方式, 2)中断控制方式, 3)DMA控制方式, 4)通道控制方式。 其中,中断控制方式的效率最高 简述中断源、中断向量、中断向量表和中断定义、以及中断处理的步骤 答:能够引发中断的事件都称为中断源。中断源可分为硬件中断源(如:鼠标、键盘)和软件中断源(程序中的中断指令)。即:中断分为软件中断和硬件中断;中断向量:用来存放中断服务入口地址;中断向量表:存放所有中断服务入口地址的内存区域;中断向量表的其实地址:00048H–00028H;中断:在CPU正常运行程序时,由于内部或外部某个非预料事件的发生,使CPU暂停正在运行的程序,而转去执行处理引起中断事件的程序,然后再返回被中断了的程序继续执行。中断请求–>中断响应–>保护短点–>中断处理–>中断返回 12.简述串行通信的方式 答:单工通信模式,半双工通信模式,全双工通信模式。 13.8086中寄存器有哪几种? 答:指令寄存器,段寄存器,标志寄存器,通用寄存器; 计算机I/O口的用途(作用)? 答:用来连接计算机与外部设备的桥梁与纽带,主要作用是协调与控制计算机与外设之间的信息流通与交换。 微机系统的硬件组成部分? 答:三部分:微型计算机(微处理器、存储器、I/O接口,系统总线)或(运算器、控制器、存储器、输入和输出设备)、外围设备、电源。 15. 微机系统的硬件组成部分? 答:三部分:微型计算机(微处理器、存储器、I/O接口,系统总线)或(运算器、控制器、存储器、输入和输出设备)、外围设备、电源。
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