计控考试参考答案解析.doc

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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.直接数字控制（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）V和（2.5-5）V，分别用8位、10位和12位A/

2、D转换器，使计算并列出各自的量化单位和量化误差。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:1/s的拉氏反变换是

3、1，故Z变换式是z/z-1。2.9试求下列函数的Z反变换;2.12已知系统的方框图，G(s)=K/s(s+a)，试求系统（见习题2.17）的闭环Z传递函数Gc（z）。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=1s,G(s)=1/s（s+0.3），试分析系统在典型输入作用下的输出响应和稳态误差。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=1sK=1得闭环传递函数（单位阶跃响应）2.20已知系统反方框图如2.12中，G(s)=K/s(s+1)，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

4、（z），其中a=1，求得Gc（z）。其他见下例。这里取T=1s求得Gc(z)建立劳斯列表有欲使系统稳定，必须使劳斯列表你第一列个元素为正。故有解得0

5、993y(10T)=1.077y(11T)=1.081y(12T)=1.032y(13T)=0.981y(14T)=0.961y(15T)=0.973y(16T)=0997……线性离散系统在单位阶跃响应下，调节时间约12s，超调量约为40%，峰值时间为3s，振荡次数为1.5次，衰减比约为2:1，稳态误差ess=0。3.1已知线性系统的差分方程，试导出离散状态空间表达式：解：1.由差分方程知;n=2,m=0,p=1(输出向量维数)a0=1,a1=0.2,a2=0.5,b0=1离散状态空间表达式：2.线性离散系统的阶数n=2a0=1,a1=0.5,a2=0.2,a3=

6、1,b0=0,b1=0,b2=1,b3=1.2h0=b0=0;h1=b1-a1h0=0;h2=b2-a1h1-a2h0=1;h3=b3-a1h2-a2h1-a3h0=0.73.3已知线性离散系统的离散状态方程;1.使用迭代法，求解x(kT);2.试用Z变换法求解x(kT);解：1.令k=0,1,2,...,及初始条件代入离散状态空间表达式，可以得到2.好复杂，自己求吧，然后再求Z反变换即可。4.5设有限拍系统如图，试设计单位阶跃输入时的有限拍D(z)。1.有限拍有纹波调节器2.有限拍无纹波调节器解;1.广义对象的Z传递函数HG（z）的分子含有z-1因子，因此闭环传

7、递函数Gc（z）应包含z-1，可选择2.闭环传递函数Gc（z）应选择包含z-1和HG（z）的全部零点，所以解得a=0.556b0=1b1=0.445有限拍无纹波调节器为4.7设有限拍系统如图，是设计在各种典型输入时的有限拍尤文吧调节器D(z)。1.单位阶跃输入2.单位速度输入3.单位加速度输入解：1.广义对象的Z传递函数2.单位速度输入时3.单位加速度输入时代入D(z)式中即可。4.8设有限拍系统如上图，试设计在单位阶跃输入时，不同采样周期的有限拍有纹波调节器D(z)。1.T=10s2.T=1s3.T=0.1s4.T=0.01s解：广义对象的Z传递函数为HG（z）

8、这里取T=