计算机控制技术试题

计算机控制技术试题一、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。2．控制系统常常按其开环传达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，不相同输入与输出之间的传达函数分母相同。4．控制系统开环对数频率特点中的截止频率c的大小平时反响系统的快速性，而相位裕度M反响了系统运动的。5．系统的稳态误差与运动平稳度有关。6．在计算机控制系统中存在有五种信号形式变换，其中等三种信号变换最重要。7．若已给闭环系统的自然频率为n，经验上，采样频率s应取为。8．为使传感器特点与A/D变换器特点相般配，平时应在传感器与A/D之间加入。9．平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出y(k)。二、简答题（每题6分，共30分）简述积分饱和的作用及控制方法。说明最小拍无差控制系统的特点及应用范围。3.说明数字PID中积分单元参数对控制性能的影响及PID调整的简单思想。说明最小拍无差控制系统的特点及应用范围。简单说明大林算法及使用途合。简述常态搅乱的控制方法。简述计算机控制系统的典型形式。1．已知闭环系统如图1所示，试问：1）若R(s)为单位斜坡函数时，其稳态误差为多少？2）若N(s)为单位阶跃函数时，其稳态误差为多少？3）R(s)、N(s)同时作用时，总误差为多少？（不用进行详尽计算）2．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=/2。3．计算机控制系统在选择A／D变换器时应注意哪几项指标？这些性能指标应依照什么原则选取？4．已知以下两种串通环节，试写出其输出与输入之间的传达函数G(z)。（已知Z[1/s]=z(z1)G(z）Z[1/s2]=Tz/(z-1)2）5．已知x(t)=(0.5+5sin3t)采样周期T=2/3，试求

T1/s1/sT*(tr(tcT1/sr(t1/sT*c(tG(z）图3采样信号x*(t)。三、（12分）已知系统开环对数渐近幅频特点曲线如图4所示，试求：1）静态误差系数；2）截止频率c；3）相牢固裕度ML()20dB

[-20]1/T1图5五、（13分）若已知计算机控制系统结构如图6所示r(t)TTZOHc*(t)K图6c(t)1）试确定使系统牢固的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），试问使系统牢固的K值范围。3）所得结果说了然什么问题？T=1秒[注：已知Z[a/s(s+a)]=z(1-e-aT)/(z-1)(z-e-aT)]六、（15分）数字惯性滤波器是RC模拟滤波器数字化，U(s)1/(Tfs1)，Tf=RCGf(s)E(s)1）试用一阶向后差分法将其失散化，求Gf(z)；2）将该Gf(z)用直接程序实现法编排实现，写出u(k)表达式，画出实现框图；3）将该算法分成算法I及算法II，并画出程序流程图。计算机控制技术（2）评分标准（参照）一、填空题（每空2分，共20分）1．精度；2．积分；3．相同；4．快速性；5．运动平稳性；6．系统自己特点；外作用；7．采8．(4~10)n；9．调理电路；1m样、量化、零阶保持器；10．y(i)mi1二、简答题（每题6分，共30分）1．0．1；0；0．13．（1）精度：应高于传感器的精度一个数量级；（2分）（2）分辨率：即字长，应依照测试信号的动向范围确定；（2分）（3）变换速率：依照系统的频带或信号的变化频率。（2分）4．（1）G(z)Z1Tz，（3分）s2(z1)2G(z)Z11zzz2（2）sZs(z1)(z1)(z1)2，（3分）5．x*(t)x(k)(tkT)[0.55sin(32k)](tkT)0.5(tkT)k0k03k0（若仅写出x(k)0.5，只能给3分）三、（12分）1）K10，Kv1/K0.1；（4分）2）c10；（4分）3）G(s)101)，故(c)90otg110Ts(TsM180o90otg110T（4分）五、（13分）1esT1K(11）G(z)KZss1要求：|z||0.3680.632K|1(0.3680.632K)1，(0.3680.632K)1，

z1)Z10.632K，（3分）s(s1)(z0.368)2.16K1取K0（由于系统均为负反响），所以0K2.16（5分）2）该系统为一阶系统，K0均牢固；）表示系统变成采样系统后系统的牢固性降低。评分：1）第1小题满分为8分，若是方法正确，计算有误，可给4分；2）第2问满分为2分；3）第3问满分为3分。数字控制器的直接设计算法是认为基础的系统。常用的数字滤波方法（最少四种）：。一、填空题(每空2分，共20分)1．在一个闭环系统里，不相同输入与输出之间的传达函数分母相同2．系统的牢固性仅与系统自己固有特点有关。3．在计算机控制系统中存在有五种信号形式的变换，其中采样、量化、零阶保持(信号恢复)等三种信号形式变换最重要。4．若连续信号的最高频率为max，按采样定理要求采样频率s应大于2max5．脉冲传达函数定义为在零初始条件下系统输出量Z变换与输入量Z变换之比。6．若已给闭环系统的自然频率为n，经验上，采样频率s应取为(4--10)n7．平时把叠加在被测信号上的搅乱信号称为串模搅乱。8．平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出y(k)9．系统传达函数零极点的分布状况决定了系统的动向响应特点。10．若信号的动向范围为N，计算机字长nlgN/lg2二、单项选择题

(每题

2分，共

10分2．在单位闭环负反响控制系统里，平时若增大系统的开环放大系数，则系统的牢固程度A。A减弱；B不变；C增强。

3．连续系统传达函数的一个极点P=-5，Z变换后将照射到Z平面的C。A单位园外；B单位园上；C单位园里。4．双线性变换的一个特点是，

连续传达函数经过双线性变换后所得

Z传达函数的稳态增益。A增大；B不变；C减小．计算机控制系统与连续系统对照，在系统结构与参数不变的条件下，控制搅乱的能力。A增强；B减弱；C不变。三、简答题（每题5分，共25分）1．试简单说明如何依照系统开环对数频率特点来判断闭环系统可否牢固。答：依相牢固裕度进行判断，若相牢固裕度大于零，闭环系统牢固2．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=x(t)21TZOHACBo2t图23．计算机控制系统在选择A/D变换器时应注意哪几项指标，这些性能指标应依照什么原则采用。答：(1）精度：应高于传感器的精度一个数量级；2）分辨率：即字长，应依照测试信号的动向范围确定；3）变换速率：依照系统的频带或信号的变化频率。4．试简单说明控制器直接编排实现方法的优缺点。答：优点：简单、直接。但字长有限时量化误差较大，对参数变化的矫捷度较高；缺点：对计算机的速度及内存要求较高5．已知某系统的单位斜坡响应如图3所示，I型系统，开环放大系数K=1/0.2=5。试确定该系统的种类及开环放大系数。答：五、（15分）若已知计算机控制系统结构以以下图r(t)TTZOHc*(t)c(t)1）试确定使系统牢固的K的K范围；2）若将该系统改为连续系统（即取消采样开关及ZOH）；试问使系统牢固的K值范围。3）所得结果说了然什么问题。T=0.5Z[a/s(s+a)]=z(1-e-aT)/(z-1)(z-e-aT)注：已知答：G(z)KZ1esT1K(1z1)Z10.394K，（5分）ss1s(s1)(z0.606)要求：，K4.076，，K1|z||0.6060.394K|1(0.6060.394K)1(0.6060.394K)1取K0（系统均为负反响），所以0K4.06（5分）2）连续系统为一阶系统，K0均牢固；3）表示连续系统变成采样系统后系统的牢固性降低。一、填空题:20分，每题02分1、连续系统牢固的充要条件是系统特点方程所有根均为______________。2、平时，系统的相牢固裕度反响了系统的__________。3、比率+微分校正的主要应用是_____________。4、在计算机控制系统中存在多种信号形式的变换，其中_________三种变换最重要。5、与连续系统不相同，采样系统由于_________的地址不相同，所得闭环系统脉冲传递函数不相同。6、当系统的极点位于z平面单位园的正实轴上时，其响应呈__________。7、当系统的极点p<-1，其响应呈__________。9、集成D/A变换器的输入方式有不带缓冲寄存器和_______两种。10、共模搅乱产生的主要原因是__________之间存在共模电压。二、单项选择题:20分，每题02分11、已知系统的开环传达函数为，可知该环节由__________环节组成13、某系统的零极点分布以以下图所示，从中可知该系统是___________的。牢固临界牢固不牢固16、已知失散系统脉冲传达函数为：可知该系统是_________。牢固的不牢固的中性牢固的17、连续系统传达函数的一个极点p=-5，z变换后将照射到z平面的_________。单位园外单位园内单位园上18、控制算法串通实现与直接实现对照，有限字长所引起的量化误差_________。较大较小相当19、连续传达函数D(s)，采用双线性方法失散，所得D(z)的牢固性与采样周期T有关没关不用然20、为了减稀有限字长产生的量化误差，采样周期_________。应增大应减小能够不变三、简答题:30分，每题05分四、综合题:30分，每题10分、已知单位负反响的二阶系统的单位阶跃响应曲线以以下图所示，试确定其开环传达函数。一、填空题:20分，每题02分1、闭环负反响系统结构以以下图所示，其中环节

1及

2分别为___________环节。2、频率特点定义为___________复数比。3、比率+微分校正的主要缺点是____________。4、当系统的极点p<-1，其响应呈__________。5、失散系统牢固性的充分必要条件是，系统特点方程所有特点根应位于_________。6、失散系统牢固性的充分必要条件是，系统特点方程所有特点根模值

_________。7、

s平面的虚轴在经过一阶向后差分方法失散后，

其照射为

Z平面上__________。8、控制算法计算机编排实现时，考虑到字长有限产生的量化误差影响，不相同编排实现时，其特点是

_________的。9、集成

D/A

变换器的输入方式有不带缓冲寄存器和

_______两种。10、常用的数字滤波方法有惯性滤波、限幅滤波、平均值滤波和

_________。二、单项选择题:20分，每题02分11、当增大二阶振荡环节的自然频率wn14、从相频特点上来看，零阶保持器是一个A:相位超前

时，系统的超调量s%将_________。___________环节。15、从频率特点上来看，零阶保持器近似是一个____________环节。比率低通高通16、

已知失散系统脉冲传达函数为：

可知该系统是__________。A:牢固的B:不牢固的C:中性牢固的17、

已知失散系统脉冲传达函数为：

可知该系统是_________。A:牢固的B:不牢固的C:中性牢固的单项选择:也是牢固的是不牢固的的牢固性不用然19、

连续传达函数

D(s)，采用双线性方法失散，所得

D(z)

的分子、分母阶次_________。单项选择:A:不相同B:相同C:不用然20、为了减稀有限字长产生的量化误差，采样周期_________。A:应增大B:应减小能够不变22、单位负反响系统的开环传达函数以下，试求静态地址及速度误差系数。24、A/D变换器数字部分的误差和模拟部分的误差主要由什么决定。25、在计算机控制系统中为什么要采用信号调理电路？26、简述数字滤波的优点1、传达函数特点只取决于____________，与输入信号特点没关。2、微分环节的输出量c(t)与输入量r(t)的___________成正比。3、连续系统牢固的充要条件是系统特点方程所有根均为______________。4、截止频率wc定义为L(wc)=________时的频率。5、在计算机控制系统中存在多种信号形式的变换，其中_________三种变换最重要。6、一个任意大小的模拟量，在用有限位二进制数表示时，将会产生__________。7、已知闭环系统特点方程为(z+0.1)(z-0.5)(z+1.5)=0，判断牢固性，可知该系统________。8、为使传感器特点与A/D变换器特点相般配，平时应在传感器与A/D之间加入___________。9、串模搅乱定义为__________被测信号上的搅乱信号。10、采用输入滤波器是控制_________搅乱的方法之一。11、当增大二阶振荡环节的阻尼比时，系统的超调量

s%将___________。1、惯性环节的主要特点是：

当输入变量发生突变时，

其输出变量不能够突变，

而是按（周期）变化。2、平时，系统的牢固裕度的大小反响了系统的（牢固性）。3、若信号的动向范围为

N，计算机字长

n>=_____________.4、若连续系统为

Gc(s)牢固，采用一阶向前差分别散化方法失散，

所得

Gc(z)_______C___.A.也是牢固的

B。是不牢固的

C。牢固性不用然5、已知失散系统脉冲传达函数为：

G（Z）=（Z+0.5

）/(Z-0.5+j0.5)^2,

可知该系统是_____A_____.A.牢固的

B。不牢固的

C。