江南大學現代遠端教育第二階段練習題
考試科目:《控制工程基礎》第3 章至第4 章（總分100分）
學習中心（教學點） 批次層次
專業： 計算機學號身份證號
姓名得分
一、名詞解釋（15分）
1. 數字濾波
2. 折線近似與插值逼近
3. 報警處理
二、判斷題（10分，對的作符號「」，錯的作符號「×」）
1. 數字濾波不存在阻抗匹配問題。（ ）
2. 可利用光電碼盤來測量電機的速度。（ ）
3. 復合濾波可濾去脈衝干擾和脈動干擾。（ ）
4. 帶有死區的pid控制中，b值取的太大，則調節作用頻繁，達不到穩定被控物件的目的。（ ）
5. 常用積分作用單獨構成控制器。（ ）
三、多選題（15分）
1. 增量式pid比之於位置式pid的優點是（ ）
a. 易實現無擾動手/自動切換 b. 不易引起誤差積累 c. 無靜差 d. 誤動作時影響小
2. 對於變化比較緩慢的引數如溫度等，可採用（ ）
a. 程式判斷濾波 b. 中值濾波 c. 算術平均濾波 d. 加權平均濾波
3. 數字濾波器與模擬rc濾波器相比其優點是（ ）
a. 使用靈活，方便 b. 可以多個通道共用 c. 系統可靠性高 d. 不需增加任何硬裝置
四. 程式設計題（20分）
1. 設有三個取樣值x1，x2和x3，分別存放在30h，31h和32h中，現採用中值濾波法進行濾波，濾波結果存放在40h，請設計程式。
五、簡述題（40分）
1. 程式判斷濾波的基礎及方法是什麼？
2. 敘述步進電機方向控制和速度控制的方法。
3. pid調節中，p，i，d各自原作用是什麼？
4. 在pid控制程式的實際使用中，應注意哪些問題？
答案一、名詞解釋（15分）
1.答：數字濾波就是通過一定的演算法對取樣訊號進行平滑加工，提高其有用訊號，消除或減少各種干擾和雜訊，以保證計算機系統的可靠性；
2. 答：在工程實際中，有許多引數的非線性規律是經過數理統計分析後得到的，對於這種很難用公式來表示的各種非線性引數，常用折線近似或插值逼近的方法來解決。
3. 答：為了安全生產，在計算機控制系統中，對於重要引數一般都設有超限檢查及報警系統，以便提醒操作人員注意或採取緊急措施。
二、判斷題（10分，對的作符號「」，錯的作符號「×」）
1. 2. 3. 4. × 5. ×
三、多選題（15分）
1. a，b，d2. a，b 3. a，b，c，d
四. 程式設計題（20分）
1.程式如下:
zzlp ：push acc
push psw
mov a ，30h
mov b ，31h
clr c
subb a ，b
jc zl1
mov 31h ，30h
mov 30h ，b
zl1 ： mov a ， 31h
mov b ， 32h
clr c
subb a ，b
jc exit
mov a ， 30h
mov b ， 32h
subb a ，b
jc zl2
mov 31h ，30h
sjmp exit
zl2 ： mov 31h ，32h
exit： mov 40h ，31h
pop psw
pop b
pop acc
ret五、簡述題（40分）
1. 答：當取樣訊號由於隨機干擾和誤檢測或者變送器不穩定而引起嚴重失真時，可採用程式判斷濾波。也就是說，取樣這種濾波的基礎就是相鄰兩次取樣值相差較大。
程式判斷濾波的方法，是根據生產經驗，確定出兩次取樣輸入訊號可能出現的最大偏差△x（從訊號的變化速度可得），若超過此偏差值，則表明該輸入訊號是干擾訊號，應該去掉，若小於此偏差值，則可將此訊號作為本次取樣值。
2.答：步進電機方向控制的方式是：根據所選定的步進電機及控制方式，分析得到相應的控制數學模型，如按某一順序輸出控制模型稱為正轉的話，則逆序輸出控制模型，即為反轉。
步進電機速度控制的方法是：步進電機在輸出某個模型後，需延時一段時間才能送下乙個模型，而這延時時間的長短，就決定了步進電機的轉速，即只要控制延時時間的長短，就可控制步進電機的轉速。
3.答：p是比例調節，它的輸出與輸入偏差e(t)成正比；
i是積分調節，它的輸出與輸入偏差的積分成正比，也就是與偏差存在的時間有關，只要偏差存在，輸出就會隨時間不斷增長，直到偏差消除。調節器的輸出才不再變化，因此，積分作用能消除靜差；
d是微分調節，它的輸出反應了偏差輸入變化的速度，而對於乙個固定不變的偏差，不管其數值多大，都不會有微分作用的輸出。
4. 答：在實際使用這些pid控制程式時，有以下一些問題要注意：
① 正反作用問題：在實際的控制系統中，針對某乙個控制引數，可能是正作用，也可能是反作用，例如：某溫度控制系統是採用可控矽的電加熱控制系統，即溫度高了，輸出就應減少，從而關小可控矽的導通角，使之降溫；而溫度低了，就應加大輸出，使之公升溫，
即溫度↑ 輸出↓
而溫度↓ 輸出 ↑ 這就是反作用
如另有一溫度控制系統，該系統是控制生物發酵的，因該過程是一生物化學反應，是一發熱過程，因此當溫度高了，就應加大發酵罐外壁盤向管中冷水的流量，從而使之降溫，反之，就應減小冷水的水流量，這樣它的控制規律是：
溫度↑ 輸出↑
溫度↓ 輸出↓ 這就是正作用，
因此在實際應用中，我們首先要分析是正作用還是反作用，然後，再適當處理。按照我們現在的公式是反作用，因為在公式中是ur－uk= ek，即測量值大了，ek就下降，從而輸出變小，如是反作用則為uk－ur=ek。
② 資料遞推問題
在兩種pid演算法中，我們會用到ek－1，xi（k－1）（位置演算法），或ek－1，ek－2（增量式）的值，而它們隨著遞推計算的進行是會不斷變化的，這就需要我們的程式來進行處理。
控制工程基礎習題
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