第一章1、區(qū)分運動控制、過程控制答：運動控制（電力拖動控制）：主要是一種對執(zhí)行機構的控制，如電機的控制，是需要對某個被控對象建模仿真的過程控制：是一種大系統(tǒng)控制，控制對象比較多，可以想象為過程控制是對一條生產線的控制，運動控制是生產線內某個部件的具體控制2、控制方式分類答：方式分（1）計算機模擬數據采集與調節(jié)系統(tǒng)（2）計算機順序邏輯控制系統(tǒng)（3）數字程序控制系統(tǒng) 對象分：（1）過程控制 （2）運動控制3、硬件的組成答：（1）控制計算機（主機、人機接口設備和過程輸入輸出通道）（2）現場儀表（傳感器、變送器和執(zhí)行器）（3）生產過程（控制對象）4、軟件的組成答：（1）系統(tǒng)軟件: 包括操作系統(tǒng)、數據庫，以及各種語言的匯編、解釋和編譯軟件等，如DOS、Windows，UNIX等（2）應用軟件：是面向生產過程的程序，核心任務是完成數據采集、顯示報警和控制，主要包括控制程序、數據采集及處理程序、巡回檢測程序和數據管理程序。應用軟件的優(yōu)劣，將給控制系統(tǒng)的功能、精度和效率帶來很大的影響，它的設計是非常重要的。第二章1、 過程通道、接口、總線的概念答：（1）過程通道: 計算機與生產過程或被控設備之間的信息傳輸與轉換的連接通道輸入通道: 把模擬量或開關量信號轉換成計算機能接受的數字量信號輸出通道: 把輸出的數字量轉換成執(zhí)行機構能接受的信號（2）接口: 計算機與外部設備之間的連接電路, 信息交換的橋梁輸入接口輸出接口（3）總線：是一組信號線的集合,定義了各信號線的信號名稱、電氣特性（電平、傳輸速率與距離等）、機械特性（插件型號、規(guī)格及引腳定義等）和過程特性（時序關系等）,使計算機系統(tǒng)內部的各部件之間以及外部的各系統(tǒng)之間建立信號聯系，進行數據傳遞和通信2、 總線包括哪幾類？答：數據線、地址線、控制與狀態(tài)線、時鐘、電源與地3、總線的特點答：（1）現場控制設備具有通信功能，衡構成工廠底層控制網絡（2）通信標準的公開、一致，使系統(tǒng)具備開放性，設備間具有互相操作性（3）功能塊與結構的規(guī)范化使相同功能的設備間具有互換性（4）控制功能下放到現場，使控制系統(tǒng)結構具有高度的分散性4、總線的優(yōu)點答：（1）現場總線使自控設備與系統(tǒng)并入了信息網絡的行列，為其開拓了領域（2）一對雙絞線上可掛接多個控制設備，便于節(jié)省安裝費用（3）節(jié)省維護開銷，提高系統(tǒng)可靠性（4）為用戶提供更好靈活的系統(tǒng)同集成主動權3、 接口電路的基本功能答：（1）總線驅動: 驅動能力約為8個TTL負載, 負載太重時, 可增加總線驅動器（2）數據緩沖與鎖存: 輸入端口必須有三態(tài)緩沖能力, 防止輸入設備數據相互干擾; 輸出數據鎖存供慢速異步工作的外設使用（3）中斷管理或提供狀態(tài)信息: 可使CPU與多個外設并行工作, 提高CPU效率（4）設備選擇（I/O地址譯碼）: 只有被選中的設備才能與CPU進行數據交換或通訊 （5）電平轉換: 解決外設信號與系統(tǒng)總線信號電平不兼容問題（6）數據位寬度變換以及并串行變換 （7）可編程: 增加借口的靈活性和可擴充性4、 I/O口地址譯碼（分類）答：（1）全譯碼: 指將地址總線中除片內地址以外的全部高位地址接到譯碼器的輸入端參與譯碼.采用全譯碼法,每個存儲單元的地址都是唯一的,不存在地址重疊,但譯碼電路較復雜,連線也較多.全譯碼法可以提供對全部存儲空間的尋址能力.（2）部分譯碼: 是將高位地址線中的一部分(而不是全部)進行譯碼,產生片選信號.該方法常用于不需要全部地址空間的尋址能力,但采用線選法地址線又不夠用的情況.（3）線譯碼（線選）:是將單根的高位地址線連接到外圍接口芯片的片選端，以獲得一確定的地址信號，由此選通該芯片5、 數字量輸入/輸出接口答：（1）地址譯碼器（2）采用三態(tài)門緩沖器（如74LS240, 74LS244）的數字量輸入接口（3）采用數據鎖存器（觸發(fā)器）（如74LS373, 74LS2273）的數字量輸出接口（4）采用通用并行接口芯片（如Intel 8255）的數字量輸入輸出接口6、 為什么要設置數字量輸入信號調理電路答：針對針對輸入過程中可能引入的過電壓、反極性電壓、瞬態(tài)尖峰等干擾以及觸點抖動而出現的振蕩7、 驅動晶閘管電路調壓系統(tǒng)中采用SCR移相觸發(fā)調功系統(tǒng)中采用時間比例控制, 過零觸發(fā)（需注意調壓調功都需檢測過零點）8、 為什么在調壓調功時要過零觸發(fā)？答：由于沒有電流突變，減少了電網波形畸變，降低了諧波對外的電磁干擾9、 為什么在感性元件反并聯一個二極管答：防止引入過大的過電壓10、 什么是固態(tài)繼電器答：固態(tài)繼電器是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關。用隔離器件實現了控制端與負載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅動大電流負載。11、模擬量輸入通道的組成傳感器前置放大采樣保持A/D轉換器輸入CPU12、模擬量輸入通道的各組成作用答：（1）信號測量：主要通過敏感元件、傳感器或測量儀表等實現（2）多路開關：對多路信號輪流進行處理以簡化電路，降低成本（3）前置放大：將測量的信號轉換成能滿足模數轉換或計算機輸入要求的標準電平，以提高信號的分辨率和處理精度（4）采樣/保持電路：保持電容的大小由采樣頻率和采樣精度來決定, 頻率越高, 保持電容值越小, 但輸出衰減速度加快,采樣精度下降13、采樣/保持電路的組成和功能答：（1）最基本采樣保持電路由模擬開關、保持電容和緩沖放大器組成（2）保持電容的大小由采樣頻率和采樣精度來決定, 頻率越高, 保持電容值越小, 但輸出衰減速度加快,采樣精度下降14、A/D轉換器的主要性能參數答：（1）分辨率（2）轉換精度（3）輸入電壓量程（4）轉換時間（5）零點偏移誤差、滿刻度誤差的溫度漂移（6）對基準電源（參考電源）的要求15、ADC接口電路功能答：（1）發(fā)啟動轉換信號: 電平啟動/脈沖啟動（2）取“轉換結束”狀態(tài)信號（3）讀取轉換結果: 查詢法、中斷法、DMA法、定時等待法（4）通道尋址（5）發(fā)S/H控制信號16、電壓頻率轉換器概念答：電壓頻率轉換器VFC（Voltage Frequency Converter）是一種實現模數轉換功能的器件，將模擬電壓量變換為脈沖頻率信號，該輸出脈沖信號的頻率與輸入電壓的大小成正比。電壓頻率轉換器也稱為電壓控制振蕩電路（VCO），簡稱壓控振蕩電路。17、電壓頻率轉換器優(yōu)點答：（1）精度高，線性好，輸入信號范圍大，應用電路簡單，對外圍原件性能要求不高，價格較低（2）轉換速度不低于一般的雙積分型A/D器件，但V/F信號建立時間比較長，不適用于高速數據采集系統(tǒng)（3）接口簡單，串行輸出，只占用一位I/O口線（4）輸入方式靈活；抗干擾性能強；易于遠距離傳輸 18、模擬量輸出通道的組成答：模擬量輸出通道由輸出接口電路、數據鎖存器、數模轉換器、電壓/電流轉換部件、零點和滿度調節(jié)部件等構成。19、D/A轉換主要參數答：（1）分辨率（2）絕對精度和相對精度（3）零碼誤差、滿刻度誤差的溫度系數（4）建立時間20、按鍵防抖技術答：（1）硬件防抖技術濾波防抖雙穩(wěn)態(tài)防抖電路（2）軟件防抖技術當第一次檢測到有鍵按下時，用軟件延時一段時間后，再確認該鍵是否仍維持閉合狀態(tài)，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認此鍵按下。21:、獨立非編碼式鍵盤與矩陣式鍵盤的區(qū)別答：（1）獨立非編碼式鍵盤占用I/O端口多，矩陣式鍵盤占用I/O端口少（2）獨立式鍵盤是將各按鍵相互獨立地接通I/O口的一條輸入線。接口簡單，配置靈活，查詢方便，但占用較多I/O口，適用于按鍵少的鍵盤電路。 （3）矩陣式鍵盤一般為行列式結構，即用I/O口線組成行、列結構，按鍵設置在行列的交點上，行列線分別連接在按鍵開關的兩端22、鍵盤的工作方式答：（1）編程掃描法（2）中斷掃描法（3）定時掃描法23、數碼管的兩種顯示方式答：（1）靜態(tài)顯示方式（2）動態(tài)顯示方式24、LED數碼管分類答：（1）共陰極：陰極接地，陽極為高電平，二極管亮（2）共陽極：陽極接地，陰極為低電平，二極管亮第三章1、PLC的工作原理答：可編程序控制器采用的是周期性循環(huán)掃描的工作方式。2、數控系統(tǒng)的組成答：（1）數控計算機（2）伺服系統(tǒng)（3）加工機械（機床）（4）檢測裝置3、PLC的過程答：輸入處理、通信服務、內部處理、程序執(zhí)行、輸出處理3、插補運算（大題） 4、數字程序控制方法答：（1）點位控制（2）直線切削控制（3）輪廓（連續(xù)軌跡）切削控制5、數字程序控制方法的比較答：（1）點位控制：最簡單。運動軌跡無特別要求，運動時又不作加工，不需要插補計算。（2）直線切削控制： 進行直線加工，其控制電路要復雜一些。（3）輪廓切削控制：要控制刀具準確地完成復雜的曲線運動，所以控制電路復雜，且需要進行一系列的插補計算和判斷6、數控機床伺服系統(tǒng)的組成答：伺服系統(tǒng)主要有三部分組成：控制器、功率驅動裝置、反饋裝置和電動機。7、步進電機的三種工作方式答：（1）單三拍的工作方式（2）雙三拍的工作方式（3）三相六拍工作方式8、步進電機的工作原理答：通常電機的轉子為永磁體，當電流流過定子繞組時，定子繞組產生一矢量磁場。該磁場會帶動轉子旋轉一角度，使得轉子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當定子的矢量磁場旋轉一個角度。轉子也隨著該磁場轉一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉。所以可用控制脈沖數量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉動。第四章1、數字濾波器的概念及其濾波方法答：（1）算術平均值濾波（2）加權平均值濾波（3）滑動平均值濾波（4）中值濾波（5）復合數字濾波（6）RC低通數字濾波（7）程序判斷濾波2、標度變換的概念答：當系統(tǒng)在進行顯示、記錄、打印以及報警等操作，必須把這些測得的數字量還原為相應量綱的物理量，以便操作人員對生產過程進行監(jiān)視和管理，這就是所謂的標度變換3、4、非線性參數標度變換公式5、越限處理的概念答：在微型機控制系統(tǒng)中，為了安全，對于一些重要的參數或系統(tǒng)部位，都設有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意或采取緊急措施。6、數字PID控制器算法的幾種改進形式（兩者比較）答：（1）位置型：需保存之前所有點的參數（2）增量型：只需要當前的輸出值及前兩次的參數7、數字PID控制器算法的幾種改進形式答：（1）抑制積分飽和的PID算法（2）抑制微分沖擊的PID算法（3）帶死區(qū)的PID控制8、什么是積分飽和答：電路或執(zhí)行元件的物理和機械性能的約束(如放大器的飽和、電機的最大轉速、閥門的最大開度等)，控制量及其變化率往往被限制在一個有限的范圍內9、積分飽和的影響答：積分飽和作用使系統(tǒng)的超調增大，從而使系統(tǒng)的調整時間加長。10、防止積分飽和的方法答：積分分離法和遇限削弱積分法。11、造成微分沖擊的原因及影響答：微分作用有助于減小超調，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，同時加快系統(tǒng)動作速度，減小調整時間，有利于改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。但當給定值頻繁升降時，通過微分造成控制量u的頻繁升降，使系統(tǒng)產生劇烈的超調和振蕩，對系統(tǒng)產生較大的沖擊，即所謂的微分沖擊。微分沖擊可以發(fā)生飽和，當系統(tǒng)受到高頻噪聲干擾時，甚至會使執(zhí)行機構被卡死。12、帶死區(qū)的PID控制的概念答：在計算機控制系統(tǒng)中，某些系統(tǒng)為了避免控制動作過于頻繁，以消除由于頻繁動作引起的振蕩，有時采用所謂帶有死區(qū)的PID控制系統(tǒng)13、采樣周期的影響答：（1）過長：失真（2）過短：失去調節(jié)作用14、為什么要進行純滯后補償控制答：由于被控對象具有純滯后性質。15、純滯后補償器包括：數字PID控制器、預估器16、數字控制器的設計步驟答：1) 根據式(equ.1)求廣義對象的脈沖傳遞函數G(z) 2) 根據控制系統(tǒng)的性能指標要求和其他約束條件，確定閉環(huán)脈沖傳遞函數(z) 3) 根據式(equ.3)求取數字控制器的脈沖傳遞函數D(z)4) 根據D(z)導出控制器的輸出u(k)17、最小拍定義答：指系統(tǒng)在某種典型輸入信號（如階躍信號、速度信號、加速度信號等）作用下，經過最少的采樣周期使得系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為零。18、最小拍控制器設計的限制條件答：（1）穩(wěn)定性（2）物理可實現性19、無紋波最小拍控制的概念答：是對期望閉環(huán)響應(z)進行修正，以消除采樣點之間的輸出紋波。20、有限拍控制的概念答：在最小拍設計的基礎上，如果把閉環(huán)Z傳遞函數(z)中的z-1冪次適當提高一到二階，閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖響應將比最小拍時多持續(xù)一到二拍才歸于零。第七章1、電磁兼容、電磁騷擾、電磁干擾的概念答：（1）電磁兼容：采用一定的技術手段，使同一電磁環(huán)境中的各種電子、電氣設備都能正常工作，并且不干擾其他設備的正常工作，這就是電磁兼容（2）電磁騷擾：指任何可能引起裝置、設備或系統(tǒng)性能降低，或者對有生命物質或無生命物質產生損害作用的電磁現象。（3）電磁干擾：指電磁騷擾引起的設備、傳輸通道或系統(tǒng)性能下降。2、電磁干擾和電磁騷擾的區(qū)別和聯系答：電磁騷擾強調任何可能的電磁危害現象 。 電磁干擾強調這種電磁危害現象產生的結果。 電磁干擾是由電磁騷擾引起的后果。3、電磁干擾的影響答：（1）干擾作用于模擬量輸入通道,使數據采集產生誤差;（2）外部干擾或內部間的干擾會破壞電路的正常工作狀態(tài);（3）當CPU的程序計數器受干擾使數據改變時,會使程序執(zhí)行混亂,導致死機.4、電磁干擾的三要素答：電磁干擾源對此類干擾敏感的儀器設備（敏感設備）干擾信號耦合的通道（傳播途徑：傳導、輻射）5、干擾耦合途徑答：（1）傳導耦合：通過電路耦合的干擾。（例如 導線傳輸、電容耦合、電感耦合。） （2） 輻射耦合：通過空間傳輸的干擾。6、傳導耦合的三種基本方式（電容性耦合）（電路性耦合）（電感性耦合）7、差模干擾、共模干擾、共模抑制比的感念答：（1）共模干擾：一般指在兩根信號線上產生的幅度相等，相位相同的噪聲。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的同方向電壓迭加所形成。（2）差模干擾：一般指在兩根信號線上產生的幅度想等，相位相反的噪聲。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓。主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓。 （3）共模抑制比：差模信號電壓增益與共模信號電壓增益的比值，說明差分放大電路對共模信號的抑制能力，因此共模抑制比越大越好，說明電路的性能優(yōu)良。8、消除共模干擾、差模干擾的方法答：（1）消除差模干擾的方法是：在電路中增加一個偏值電阻,并采用雙絞線。（2）消除共模干擾的方法包括：采用屏蔽雙絞線并有效接地、強電場的地方采用鍍鋅管屏蔽、布線時遠離高壓線，不能將高壓電源線和信號線捆在一起走線、采用線性穩(wěn)壓電源或高品質的開關電源(紋波干擾小于50mV)9、屏蔽技術的概念答：采用一定的技術手段（用導電或導磁的材料制成的金屬屏蔽體Shield），把電磁騷擾源限制在一定的空間范圍內，使騷擾源從屏蔽體的一面耦合或當其輻射到另一面時受到抑制或衰減。10、屏蔽技術的目的答：1）采用屏蔽體包圍電磁騷擾源，以抑制電磁騷擾源對其周圍空間存在的接受器的干擾；2）采用屏蔽體包圍接受器，以避免騷擾源對其干擾。11、屏蔽的類型答：按采取屏蔽措施的對象分為： 主動屏蔽：把干擾源置于屏蔽體之內，防止電磁能量和干擾信號泄漏到外部空間。 被動屏蔽：把敏感設備置于屏蔽體內，使其不受外部干擾的影響。屏蔽按場的類型可分為 電場屏蔽：靜電屏蔽/交變電場屏蔽 磁場屏蔽：靜磁屏蔽（恒定磁場屏蔽）/交變磁場屏蔽 電磁場屏蔽12、靜電屏蔽必須具備的基本要素答：1. 完整的屏蔽導體 2. 良好的接地。13、鐵磁材料不能用于高頻磁場屏蔽，為什么答：因為會產生磁質渦流損耗14、接地技術的概念答：一般指為了使電路、設備或系統(tǒng)與“地”之間建立低阻抗通路，而將電路、設備或系統(tǒng)連接到一個作為參考電位點或參考