计控考试参考答案

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1、1.1计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？答：可以按照系统的功能、控制规律、控制方式进行分类。按功能可分为：a.数据处理系统b.肓接数字控制（DDC）c.监督控制（SCC）d.分级控制e.集散型控制（DCS）f.计算机控制网络按照控制规律可分为：a.程序和顺序控制b.PID控制c.有限拍控制d.复杂规律的控制e.智能控制1.2计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。答：由数字控制器、D/A转换器、保持器、执行器、被控对象、测量元件、变送单元、A/D转换器组成。1.12设有模拟信号（0-5

2、）V和（2.5-5）V,分别用8位、10位和12位A/D转换器，使计算并列出各自的量化单位和量化误差。量化单位g=max—v*Jmin7*max-％2"-1量化误差弋1.19计算机控制系统由哪些主要的性能指标？如何衡量？答：计算机控制系统的性能跟连续系统类似，可以用稳定性、能控性、能观测性、稳定特性、动态特性来表征，相应地用稳定裕量（相角裕量和幅值裕量）、稳态指标（稳态误差）、动态指标（超调量、调节时间、峰值时间、振荡次数）和综合指标（积分型指标、末值型指标、复合型指标）来衡量一个系统的好坏或优劣。1.26计算

3、机控制将向哪些方向发展？答：a.最优控制b.自适应控制c.系统辨识d.分级控制e.集散型控制2.8已知拉氏变换式，试求离散化后的Z变换式:1.1/s解:l/s的拉氏反变换是1,故Z变换式是z/z-1o2.9试求下列函数的Z反变换；O.5z(z_l)(z_O・5)0.5解：血=z(z—l)(z—0.5)0.54+力2z—1z—0.54~^z~(Z-l)(z-0.5)10.5(z-0.5)(N—1)(N—0・5)”5zzr(z)=z—1z—0.5y(kT)=ZjYd)]=l-0.5kA22.12已知系统的方框图，G

4、(s)=K/s(s+a),试求系统(见习题2.17)的闭环Z传递函数Gc(z)oI-e~sTk1开坏传駆躺(z)二Z[卜K(-z")Z[—卜s殆+a)s(s+a)K宦+aT」)z+(l护・讥为]a2(z-l)(z-e_aT)(WZ传it闕Gc(沪G(z)_K[(eaT+aT-l)z+(l-e'aT-aTe'aT)]両一/z2+[1＜『+汀・1)・『(出7#+[出1护・疥3*沪]所有牵扯到求闭环传递函数的题目，将a,T代入上式即可。2.13T=ls,G⑸=l/s(s+0.3),试分析系统在典型输入作用下的输出响

5、应和稳态误差。1.单位阶跃响应2.单位速度输入3.单位加速度输入解：带入a=0.3T=lsK=l得闭环传递函数(单位阶跃响应)Gc(z)=0.041Z+0.0370.09z2-0.116z+0.103输山响应r(z)=Gc(z)R(z)=0.04lz2+0.037z0.09z3—0.206z2+0.219z-0.103系统误差z传递函数t心⑵忱二.霊駕误差的Z变换E(z)=Ge(z)R(z)=Ge(z)——z—1斤。稳态误差evs=lim(z—1)E(z)=lim(z—l)Ge(z)单位速度输入R(z)=Tz(

6、Z—l)2单位加速度输入&咲器芾2.20已知系统反方框图如2.12中，G(s)=K/s(s+l),试求系统的临界放大倍数。解：将已知给定的T带入Gc(z)中，见2.12Gc(z),其中a=l,求得Gc(z)。其他见下例。这里取T=ls求得Gc⑵Gc(z)=K(0.368z+0.264)z2+(0.368K-1.368)z+(0.264K+0.368)系统的特征方程W+(0.368K-1.368)z+(0.264K+0.368)=0令z=—得(2.736-0.104K)w2+(1・264O528K)w+0・632

7、K二0I一w建立劳斯列表有w2T2.736一0.104Kt0.632Kwt1.264—O・528KtOw°tO・632K欲使系统稳定，必须使劳斯列表你第一列个元素为正。故有2.736—0・104K〉01.264-0.528K>00.632K>0解得0vKv2.4,故临界放大倍数Kc=2.4。例2.34设线性离散系统如2.12图，a=l/s,K=l,T=ls,输入序列位单位节约序列。试分析系统的过渡过程。解：将已知参数带入得闭环传递函数Gc(z)Gc⑵二0・368z+0.264z+0.632输入为单位阶跃序列R(

8、z)二——Z-1y(z)=Gc(z)R(z)=0.368z2+0.264z?-2r+l.632z-0.632=0.368z,+z-2+1.4z-3+1.4z-4+1.147z-5+0.895z-64-其他由Z变换的定义，离散系统输出时间序列为y(O)=Oy(T)=0.368y(2T)=ly(3T)=1.4y(4T)=1.4y(5T)=1.147y(6T)=0.895y(7T)=0.80