计算机控制系统

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1、1、计算机控制系统按功能和目的划分为：①操作指导控制系统②直接数字控制系统③监督计算机控制系统④分级计算机控制系统2、说明光电耦合器的作用、用法答：光电耦合器的作用：从工业现场获取的开关量或数字量的信号电平往往高于计算机系统的逻辑电平，即使输入开关量电压本身不高，也有可能从现场引入意外的高压信号，因此必须采取电隔离措施，以保障计算机系统的安全。常用的隔离措施是采用光电耦合器件实现的。光电耦合器的用法：下图为原理图。当输入侧(即发光二极管)流过一定的电流IF时，发光二极管开始发光，它触发光敏三极管使其导通；当撤去该电流时，发光二极管熄灭、三极管截止。

2、这样，就实现了以光路来传递信号，保证了两侧电路没有电气联系，从而达到了隔离的目的。使用光电隔离器件时需注意以下几点：①输入侧导通电流：要使光电隔离器件导通，必须在其输入侧提供足够大的导通电流，以使发光二极管发光。典型的导通电流IF=10mA②频率特性：光电隔离器件只能通过一定频率以下的脉冲信号。③输出端工作电流：光电隔离器输出端的灌电流不能超过额定值，否则就会损坏元件。一般输出端额定电流在毫安量级，不能直接驱动大功率外部设备，因此通常在光电隔离器至外设之间还需设置驱动电路。④输出端暗电流：光电隔离器处于截止状态时，流经输出端元件的电流，此值越小越好

3、。⑤隔离电压：光电隔离器的一个重要参数，表示了电压隔离的能力。⑥电源隔离：两侧的供电电源必须完全隔离。3、说明为什么在闭环计算机控制系统中均采用零阶保持器，而不用信号恢复效果更好的高阶保持器？答：随着保持器的阶数增加，信号恢复的效果越好，但带来的问题是实现复杂、相移增大，所以计算机控制系统中很少采用高阶保持器。高阶保持器主要用于没有闭环控制要求的通讯信号处理等领域。4、在A/D转换器前使用采样-保持器有什么作用？答：在进行模数转换时，如果模拟信号的频率较高，就会由于A/D转换器的孔径时间(即转换时间)而造成较大的转换误差，克服的方法是在A/D转换器

4、之前设置采样保持电路。采样保持器平时处于“采样”状态，跟踪输入信号变化；进行A/D转换之前使其处于“保持”状态，则在A/D转换期间一直保持转换开始时刻的模拟输入电压值；转换结束后，又使其变为“采样”状态。5、什么是振铃现象？如何消除振铃现象？答：所谓振铃(Ringing)现象，是指数字控制器的输出以二分之一采样频率大幅度衰减的振荡。产生原因：U(z)含有z平面上单位圆内靠近-1的极点，输出必产生振铃现象。危害：形象系统的稳定。振铃幅度的计算：RA用来衡量振铃强度的程度RA=a1-b1消除：第一种方法是先找出D(z)中引起振铃现象的因子(z=-1附近

5、的极点)，然后令其中的z=1，根据终值定理，求e(∞)这样处理不影响输出量的稳态值。第二种方法是从保证闭环系统的特性出发，选择合适的采样周期T及系统闭环时间常数Tc，使得数字控制器的输出避免产生强烈的振铃现象。消除振铃后，数字控制器的输出形式6、何为最少拍设计？最新范本,供参考！答：最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号，速度信号，加速度信号等)作用下，经过最少拍(有限拍)，使系统输出的稳态误差为零。最小拍无差系统的不足之处：只针对某种典型输入进行设计，当输入形式改变时，系统性能变坏，输出响应不一定理想。①在采样点之间可能出现纹波②最小拍无

6、差系统对经典输入信号适应性不好③最小拍无差系统对被控对象模型参数变化过于敏感④最小拍无差系统并不表示系统的响应时间可无限缩短8、积分饱和效应产生原因答：任何一个执行机构都存在线性和非线性区，当控制信号过大或过小时，就会进入非线性区域导致饱和。积分环节的累加项是造成饱和的主要原因。危害：①系统出现震荡现象②动态品质不好，稳定性差抑制：①积分分离法②遇限削弱法③速度积分法9、纹波产生的根本原因答：在G(Z)中有一个不稳定的零点，补偿后G(Z)中还存在一个稳定的零点。何为积分饱和现象？如何消除积分饱和现象？答：在标准PID位置算法中，控制系统在启动、停止

7、或者大幅度提降给定值等情况下，系统输出会出现较大的偏差，这种较大偏差，不可能在短时间内消除，经过积分项累积后，可能会使控制量u(k)很大，甚至超过执行机构的极限umax。另外，当负误差的绝对值较大时，也会出现u

8、差，提高控制精度。9、大林算法的目标：使闭环传递函数Φ(s)相当于一个纯滞后环节和一个惯性环节的串联，其中纯滞后环节的滞后