计算机控制基础复习题

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1、计算机控制技术试题（2）一、填空题（每空2分，共20分）1•闭环控制系统是使被控量有较高的精度o2.控制系统常常按其开环传送函数中所含积分环节个数来分类，分为“0”型，“I”型系统等。3.在一个闭环系统里，不同输入与输出之间的传递函数分母相同4、按照微机的应用方式，计算机控制系统可分为：操作指导控制系统直接数字控制系统,监督计算机控制系统，分级计算机控制系统O5.系统的稳态误差与系统本身的结构和参数有关，而且与输入序列和幅值有关，此外还与采样周期的选取有关O6.在计算机控制系统中存在有五种信号形式变换，其中采样，量化，零阶保持器等三种信号变换最重要。二、

2、简答题（每题6分，共30分）1.已知闭环系统如图1所示，试问：1）2）若N（s）为单位阶跃函数时，其稳态误差为多少？1）R（s）、N（s）同时作用时，总误差为多少？（不必进行具体计算）答案0.1；0；0.11.已知A点信号如图2所示，试画出B点、C点的信号图形，设采样周期T=/2o答案4.已知如下两种串联环节，试写出其输出与输入之间的传递函数G⑵。(已知Z[1/s]=7：(Z1)Tr(t)1/sTZ[1/s2]=Tz/(z-1)2)1/sTT■1/s►r(t)G(z)*(t)c1答案G(z)ZJ-=nTz1f11)J4」(2)G⑵Z(Z1)oc=z5.已

3、知x(t)=(0.5+5sin3t)=(Z1)oC=z□c=》6采样周期T=2/3，试求答案,X(t).Jo或_/—/1―>1111f—r-H2tkT)[0.55sin(3r+k)]Ix(k)(k0kf)采样信号°-5(tkf)五、（13分）若已知计算机控制系统结构如图6所示—L稣c(t)T=1秒1）试确定使系统稳定的K的范围;2)若将该系统改为连续系统(即取消采样开关及ZOH),试问使系统稳定的K值范围。3)所得结果说明了什么问题？[注：已知Z[a/s(s+a)]=z(1-eaT)/(z-1)(z-e眄]1K1--1(1z.10.632KI)s(s1)

4、(z0.-868)答案1)G(z)KZ△=+=分)(z)1G(z)z0.3680.632K—>—要求：

5、z

6、10.3680.632K

7、(0.3680.632K)1,2.16(0.3680.632K)>1,取K0(由于系统均为负反馈),所以0K2.16(5分)2)该系统为一阶系统，K0均稳定；3)表明系统变为采样系统后系统的稳定性降低。六、(15分)数字惯性滤波器是RC模拟滤波器数字化，U(s)gtf9Tf=RC(s)1/(Ts1)E(s)1)试用一阶向后差分法将其离散化，求G⑵；2)将该G(z)用直f妾程序实现法编排实现，写出u(k)表达式，画出实现框图

8、；~一-~~-~~+-_3)将该算法分成算法I及算法II八111)G(z)TfTfs1TST11111zT(1z)T(TT)TzzfffT1T/(T卩)u(k)(T5)(3a-T:T=干aa2)u(k)Tu(k1)(1T)e(k),(2分)3)I:u(k)(1)e(k)uiaT)II:uiTu(k1)(3分)(2分)u(k)u(k1)算法H5分)3、什么是带有不灵敏区的PID控制，有何工程意义？(返回当偏差Ie(k)

9、

10、eO

11、时，答：带有不灵敏区的PID控制，即人为设置控制不灵敏区eO,<

12、e0

13、吋，au(k)取0，控制器输出保持不変当偏差

14、e(k)

15、>

16、△u(k)以PID规律参与控制。在计算机控制系统中，某些系统为避撓制动作过于频繁，消除由于频繁动作所引起的系统振疆损在一些精度要求不太高的场合，可以采用带有不灵敏区的PID控制。(定义正确3分，工程意义正确2分)1•根据香农定律(采样定律),采样频^ffl'

17、典型计算机控制系统的基本框图如下:被控参数43.简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数Kpo比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数&可以减小静差，但是Kp过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输岀量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。(2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影

18、响控制量u,从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T大，则积分作用弱，反之强。