计算机控制基础课件课后题及其答案.pdfVIP

1、叙述采样定理，在模数转换系统中采样频率一般如何确定？ 采样频率越高，采样信号 y*(t) 越接近原信号 y(t) ，但若采样频率过 高，在实时控制系统中将会把许多宝贵的时间用在采样上，从而失去 了实时控制的机会。为了使采样信号 y*(t) 既不失真，又不会因频率太 高而浪费时间，我们可依据香农采样定理。香农定理指出：为了使采 样信号 y*(t) 能完全复现原信号 y(t) ，采样频率 f 至少要为原信号最高 有效频率 fmax的2倍，即 f 2fmax 。 采样定理给出了 y*(t) 唯一地复现 y(t) 所必需的最低采样频率。 实际应用中，常取 f （5~10）fmax 。 2、以常见 A/D转换芯片为例 , 简述其主要性能指标以及在选用时主要考 虑哪些问题? （1）分辨率 分辨率是指 A/D转换器对微小输入信号变化的敏感程度。分 辨率越高，转换时对输入量微小变化的反应越灵敏。通常用数字量的 位数来表示，如 8位、 10位、 12位等。分辨率为 n，表示它可以对满刻 度的 1/2n 的变化量作出反应。即： 分辨率 = 满刻度值 /2n （2）转换精度 A/D转换器的转换精度可以用绝对误差和相对误差来表示。 所谓绝对误差，是指对应于一个给定数字量 A/D转换器的误 差，其误差的大小由实际模拟量输入值和理论值之差来度量。绝对误 差包括增益误差，零点误差和非线性误差等。 相对误差是指绝对误差与满刻度值之比，一般用百分数来表 示，对 A/D转换器常用最低有效值的位数 LSB （Least Significant Bit) ）来表示， 1LSB = 1 ／ 2n 。 例如，对于一个 8位0~5V的A/D转换器，如果其相对误差为± 1LSB，则 其绝对误差为± 19.5 mV，相对百分误差为 0.39 ％。一般来说，位数n 越大，其相对误差（或绝对误差）越小。 （3）转换时间 A/D 转换器完成一次转换所需的时间称为转换时间。如逐位逼近 式A/D 转换器的转换时间为微秒级，双积分式 A/D转换器的转换时间为 毫秒级。 8位A/D转换器的分辨率约为 0.0039 ，转换精度在 0.4 ％以下, 这对一 些精度要求比较高的控制系统而言是不够的，因此要采用更多位的 A/D 转换器，如 10位、 12位、 14位等A/D转换器。 1．简述键盘的两种类型及其特点。 键盘接口电路可分为编码键盘和非编码键盘两种类型。 编码键盘的特点是使用方便，键盘码产生速度快，占用 CPU时间 少，但对按键的检测与消除抖动干扰是靠硬件电路来完成的，因而 硬件电路复杂、成本高。而非编码键盘硬件电路简单，成本低，但 占用CPU的时间较长。 2．简述何为键盘的抖动干扰及其消除的两种方法。 由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会马上稳定地接通而在 弹起时也不能一下子完全地断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均 会出现一连串的抖动，这称为按键的抖动干扰 去抖动的方法有硬件方法和软件方法两种。 硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬件电路来避开 按键的抖动时间。 软件方法是指编制一段时间大于 100ms的延时程序，在第一次检测 到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测 该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为该键已稳定按 下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。 3．对比分析说明图 5-3 与图 5-5 两种键盘接口电路的异同。 图5-3 即为独立式键盘查询法接口电路。该接口电路实现的功能 为：查询检测是否有键按下，