MOOC 计算机控制技术-北京交通大学 中国大学慕课答案

MOOC计算机控制技术-北京交通大学中国大学慕课答案第一章单元测试1、问题：计算机控制系统中的控制器功能是通过来实现的。选项：A、计算机B、采样器C、滤波器D、保持器正确答案:【计算机】2、问题：计算机控制系统中，在控制器输入端需要A/D转换器，将模拟量信号转化为信号。选项：A、连续量B、模拟量C、数字量D、非线性正确答案:【数字量】3、问题：当A/D、D/A转换器的精度足够高时，数字信号e(kT)与采样信号e*(t)是_________的。选项：A、一致B、类似C、等价D、不等价正确答案:【等价】4、问题：采样定理对采样开关采样频率的要求是至少连续时间信号所含最高频率的两倍。这样，采样离散点序列信号的镜像频谱与主频谱才能相互分离。选项：A、低于B、等于C、低于等于D、高于正确答案:【高于】5、问题：在计算机控制系统的分类当中，分散型控制系统的英文缩写是。选项：A、DDCB、DCSC、FCSD、CIMS正确答案:【DCS】6、问题：常用的保持器有零阶、一阶及高阶，数。选项：为_____________的传递函A、零阶保持器B、一阶保持器C、高阶保持器D、采样开关正确答案:【零阶保持器】7、问题：将数字信号系列恢复成连续信号的装置叫采样保持器。零阶保持器的目的是将____________信号恢复为被控对象能够感知的连续模拟信号。选项：A、模拟量B、离散（采样）C、连续D、线性正确答案:【离散（采样）】8、问题：零阶保持器ZOH（Zero-OrderHold）所得到的信号是信号，它只能近似地恢复连续信号。选项：A、阶梯形B、斜坡形C、抛物线形D、二次型正确答案:【阶梯形】9、问题：计算机控制系统从本质上看，其控制过程可归结为以下三个步骤：实时数据采集、实时决策、______________。选项：A、实时预测B、实时诊断C、在线分析D、实时控制正确答案:【实时控制】10、问题：__________控制系统“4C”技术综合了计算机(Computer)、控制(Control)、通讯(Communication)和显示(CTR)技术。选项：A、直接数字B、操作指导C、分散D、PID正确答案:【分散】11、问题：计算机在控制系统中的主要用途是进行工程计算和完成控制任务。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】12、问题：在计算机控制系统中，控制器的输入和输出信号均是数字量。在其输入端需A/D转换器，将模拟量信号转换为数字量信号。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】13、问题：在计算机控制系统中，控制器输出端需要D/A转换器，将模拟量信号转化为数字量信号。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】14、问题：采样器、保持器和数字控制器的结构形式和控制规律决定了计算机控制系统的动态特性，稳态控制精度则由A/D、D/A转换器的分辨率决定。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】15、问题：计算机控制系统的采样过程就是连续信号通过采样开关后，转变为脉冲序列（离散信号）或数字序列的过程。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】16、问题：采样定理对采样开关的采样频率要求是至少高于连续时间信号所含的最高频率。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】17、问题：计算机控制系统中的执行机构和控制对象的输入信号一般为连续模拟信号，将计算机输出的数字信号系列还原成连续信号的过程，就是信号的恢复过程。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】18、问题：零阶保持器是一个低通滤波器，高频信号通过零阶保持器不能完全滤除，同时产生相位超前。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】19、问题：连续信号f(t)经理想脉冲函数采样后的离散信号f*(t)由理想脉冲序列组成，幅值由f(t)在t=kT时刻的值确定。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】20、问题：计算机控制系统的典型形式有：操作指导控制系统、直接数字控制系统（DDC）、监督控制系统（SCC）、分散型控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、计算机集成制造CIMS系统。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】第二章单元检测1、问题：Z变换实质是拉氏变换的一种推广，也称为。选项：A、级数求和法B、离散拉氏变换C、部分分式法D、脉冲传递函数正确答案:【离散拉氏变换】2、问题：已知选项：，其Z变换式F(z)为:_____________。A、B、C、D、正确答案:【】3、问题：由F(z)求出相应的离散时间序列f(kT)或f*(t)的过程，称为Z反变换。其中，________序列。选项：为________序列，为A、数值，脉冲B、脉冲，数值C、数值，数值D、脉冲，脉冲正确答案:【数值，脉冲】4、问题：已知Z变换式_______________。选项：，其Z反变换式f(kT)为：A、B、C、D、正确答案:【】5、问题：函数的初值和终值分别为____________和____________。选项：A、1，0B、0，1C、1，1D、0，0正确答案:【1，0】6、问题：已知x(k+2)+3x(k+1)+2x(k)=0的初始条件为x(0)=0,x(1)=1，且。其时间响应式x(k)为，k=0,1,2,…。选项：A、B、C、D、正确答案:【】7、问题：设输入为单位阶跃序列，利用Z变换法求解二阶离散系统y(k)-5y(k-1)+6y(k-2)=u(k)的差分方程为:_____________。选项：A、B、C、D、正确答案:【】8、问题：与差分方程y(k)-2y(k-2)+3y(k-4)=u(k)+u(k-1)相应的Z传递函数为：_____________。选项：A、B、C、D、正确答案:【】9、问题：若D(z)=Q(z)/P(z)，则D(z)物理可实现的条件是：____________。选项：A、degP(z)≤degQ(z)B、degP(z)≥degQ(z)C、degP(z)=degQ(z)D、degP(z)≥0正确答案:【degP(z)≥degQ(z)】10、问题：求取串联环节的Z传递函数时，若各串联环节之间有同步采样开关存在，则总的Z传递函数等于各个串联环节Z传递函数之。选项：A、和B、差C、积D、商正确答案:【积】11、问题：采样函数f*(t)的Z变换F(z)与采样点上的采样值有关，当知道F(z)时，便可以求得时间序列f(kT)，或者，当知道时间序列f(kT),k=0,1,2,…时，便可求得F(z)。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】12、问题：环节（或系统）的Z传递函数G(z)等于单位冲激响应y(kT)的Z变换。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】13、问题：G(z)可以由G(s)简单地令s=z代换得到。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】14、问题：由F(z)求出相应的离散时间数值序列f(kT)或离散时间脉冲序列f*(t)的过程，称为Z反变换。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】15、问题：Z传递函数的输入输出是脉冲序列，由于采样开关的位置不同，所得到的闭环Z传递函数也不同，甚至不能写出闭环Z传递函数，只能写出输出的Z变换式。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】16、问题：G(s)只与连续环节本身有关；G(z)除与连续环节本身有关外，还要包括采样开关的作用。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】17、问题：两个串联环节之间没有采样开关存在时，输出Y(z)与输入U(z)之间总的Z传递函数等于两个环节Z传递函数之积。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】18、问题：Z传递函数的物理可实现性，指k时刻的输出y(k)不依赖于k时刻之后的输入，只取决于k时刻以及k时刻之前的输入和输出。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】19、问题：用Z变换法求解差分方程时，首先对差分方程作Z变换，然后利用已知初始条件代入Z变换式，求出Y(z)表达式，再对Y(z)求Z反变换，求出差分方程的解。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】20、问题：若线性离散系统除了参考输入外，还存在扰动作用，系统的输出响应y(t)应为参考输入r(t)和扰动作用f(t)分别单独作用所引起响应的迭加。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】第三章单元检测1、问题：S平面上的虚轴映射到Z平面上，是以原点为圆心的单位;S平面的左半部分映射到Z平面上，是以原点为圆心的单位;S平面的右半部分映射到Z平面上，是以原点为圆心的单位。选项：A、圆周，圆内部分，圆外部分B、圆内部分，圆周，圆外部分C、圆周，圆外部分，圆内部分D、圆外部分，圆内部分，圆周正确答案:【圆周，圆内部分，圆外部分】2、问题：离散系统稳定的充分必要条件是：闭环Z传递函数的全部极点应位于Z平面的_____________。选项：A、单位圆外B、单位圆内C、单位圆上D、单位圆的圆心正确答案:【单位圆内】3、问题：一般认为被控变量进入新稳态值附近的范围内就可以表明离散系统的过渡过程已经结束。选项：A、±10%或±5%B、±7%或±5%C、±10%D、±5%或±3%正确答案:【±5%或±3%】4、问题：系统的准确性是指系统对__________的要求。选项：A、动态误差B、稳态误差C、响应时间D、控制量正确答案:【稳态误差】5、问题：通过___________，将Z特征方程变成W特征方程，这样就可以利用Routh稳定性准则来判断W特征方程的根是否在___________的左半面，也就是Z特征方程是否有根位于___________的单位圆内。选项：A、Z-W变换，W平面，Z平面B、Z-W变换，Z平面，W平面C、Z-W变换，S平面，Z平面D、Z-S变换，S平面，W平面正确答案:【Z-W变换，W平面，Z平面】6、问题：设某线性离散系统的特征方程为，试判断系统的稳定性。选项：A、稳定B、单调发散C、等幅震荡D、正负交替发散震荡正确答案:【稳定】7、问题：离散闭环传递函数的某一极点在单位圆外的正实轴上，其对应的暂态响应是。选项：A、以2T为周期衰减振荡B、衰减振荡C、单调发散D、单调衰减正确答案:【单调发散】8、问题：已知单位负反馈离散系统的开环传递函数为，采样周期T=1s，在r(t)=t信号的扰动下，_____________。选项：A、B、C、D、正确答案:【】9、问题：若实轴上具有一个单极点z=a，则相应的部分分式展开式中必有一项为_____________，极点z的位置不同对应于不同的_____________。选项：A、B、，阶跃响应，暂态响应C、D、，脉冲响应序列，输出时间序列正确答案:【10、问题：设线性离散系统的闭环Z传递函数特征方程为，该系统稳定时k值的取值范围是：。，脉冲响应序列】选项：A、k0.5B、k0.5C、k0D、k1正确答案:【k0.5】11、问题：S平面的左半部分映射到Z平面上，是以原点为圆心的单位圆外部。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】12、问题：离散系统闭环Z传递函数的全部极点（特征方程的根）全部在Z平面中的单位圆内时，系统是稳定的。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】13、问题：离散系统的时间响应是它各个极点时间响应的线性叠加。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】14、问题：通过Z-W变换，将Z特征方程变成W特征方程，这样就可以利用Routh稳定性准则来判断W特征方程的根是否在W平面的左半面，也就是Z特征方程是否有根位于Z平面的单位圆内。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】15、问题：利用Z变换的终值定理，求取误差采样的离散系统在采样瞬时的动态误差。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】16、问题：在对离散系统的过渡响应进行分析时，极点在单位圆与正实轴的交点，对应脉冲响应的暂态响应为等幅。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】17、问题：极点在单位圆内的负实轴上，对应的暂态响应y(kT)是以2T为周期正负交替的衰减振荡。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】18、问题：系统在各采样时刻kT,k=0,1,2,…的误差值，可以由E(z)展开式的各项系数e(kT)来确定；由e(kT)可以分析系统在某种型式输入时的动态特性。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】19、问题：线性定常离散系统的稳态误差，不但与系统本身的结构和参数有关，而且与输入序列的形式及幅值有关。除此之外，还与采样周期T的选取有关。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】20、问题：对于二阶的连续系统无论系统增益K为何值都是稳定的，而离散控制系统则不然，且保持器使离散控制系统的动态性能变差。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】第四章单元检测1、问题：采用离散化方法对已知的模拟控制器进行等效离散化时，最重要的特性评价指标是。选项：A、脉冲响应特性B、相位及增益裕度C、稳定性D、频率响应特性正确答案:【稳定性】2、问题：冲激不变法，也称脉冲响应不变法，是根据离散脉冲传递函数和连续传递函数的______________在采样瞬间相等的原则，建立D(z)和D(s)的等效关系的。选项：A、阶跃响应B、速度响应C、脉冲响应D、加速度响应正确答案:【脉冲响应】3、问题：加零阶保持器的Z变换等效法，亦称阶跃响应不变法，要求离散脉冲传递函数和连续传递函数的在采样时刻相等。选项：A、阶跃响应B、速度响应C、脉冲响应D、加速度响应正确答案:【阶跃响应】4、问题：双线性变换法变换法（trapezoidrule）的数值积分逼近可近似为面积。因此，若D(s)稳定，保证D(z)稳定，但不能保证有相同的脉冲响应和频率响应。选项：A、矩形，能B、圆形，能C、梯形，不能D、梯形，能正确答案:【梯形，能】5、问题：零极点匹配等效法，亦称根匹配法，其基本思想是根据关系，将D(s)在S平面的极点和有限零点一一对应地映射到Z平面上D(z)的极点和零点，且匹配前后两者要有相同的。选项：A、零点B、稳态响应值C、极点D、动态响应值正确答案:【稳态响应值】6、问题：由于模拟频率和离散频率之间存在着非线性关系，使得由双线性变换所得的离散频率响应产生畸变。通过在D(s)未变成D(z)之前将D(s)的断点频率预先加以预畸变修正，可以使预畸变的双线性变换具有将S平面左半面映射到Z平面的特点。选项：A、单位圆上B、单位圆内C、单位圆外D、原点正确答案:【单位圆内】7、问题：如果想用计算机实现模拟PID的数字控制规律，可以使用数值逼近的方法进行离散化。如使用求和代替、使用后向差分代替。选项：A、积分、微分B、微分、积分C、比例、微分D、比例、积分正确答案:【积分、微分】8、问题：当执行机构采用调节阀（如流量、压力等阀门的开启位置）时，则控制器宜采用数字PID_________控制算型。选项：A、位置式B、增量型C、比例型D、比例积分型正确答案:【位置式】9、问题：积分分离PID控制算法的设计原则是：偏差e(k)较大时，取消_________作用；偏差e(k)较小时，投入积分作用。选项：A、比例B、微分C、积分D、比例、积分、微分正确答案:【积分】10、问题：微分先行PID算法只对___________进行微分，避免因给定值变化给控制系统带来超调量过大、调节阀动作剧烈的冲击。选项：A、测量值(被控量)B、偏差C、给定值D、扰动量正确答案:【测量值(被控量)】11、问题：采用等效离散化方法进行计算机控制系统设计的理论依据是采样周期T足够大。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】12、问题：前向差分变换法中稳定的D(s)不能保证变换成稳定的D(z)，且不能保证有相同的脉冲响应和频率响应。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】13、问题：后向差分变换法可以使稳定的D(s)变换成稳定的D(z)。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】14、问题：零极点匹配法根据S域与Z域的转换关系，将D(s)在S平面的极点和有限零点一一对应地映射到Z平面上D(z)的极点和零点，使D(z)的零极点与连续系统D(s)的零极点完全相匹配。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】15、问题：双线性变换法可以使不稳定的D(s)变换成稳定的D(z)。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】16、问题：数字PID控制算法的改进方法包括积分分离、带死区、微分先行、不完全微分抗积分饱等。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】17、问题：执行机构采用步进电机时，宜采用数字PID增量型控制算法；执行机构采用调节阀时，宜采用数字PID位置式控制算法。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】18、问题：数字PID控制器除了对Kp、Ti、Td参数整定外，还需要确定系统的采样周期（控制周期）T。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】19、问题：数字PID控制器采用试凑法进行参数整定时，可实行先比例，后积分，再微分的整定步骤。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】20、问题：数字PID控制器采用扩充临界比例度法进行参数整定时，根据香农采样定理确定采样周期下限。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】第五章单元检测1、问题：数字控制器的离散化设计以计算机控制理论(采样系统理论)为基础，以__________为工具，根据控制系统的性能指标，在直接设计数字控制器。选项：A、S变换，S域B、W变换，W域C、Z变换，Z域D、解析法，频域正确答案:【Z变换，Z域】2、问题：当考虑在物理上的可实现性时，若G(z)的分母比分子高N阶，则W(z)的必须至少比高N阶。选项：A、分子，分母B、零点，极点C、极点，零点D、分母，分子正确答案:【分母，分子】3、问题：最少拍控制(DeadbeatControl)系统设计是指系统在典型输入信号作用下，经过最少采样周期(最小拍或有限拍)，使系统输出的____________为零。即存在一个整数N0，当____________时，恒有e(k)=0，且项数N越少越好。选项：A、稳态误差，k≥NB、动态误差，k≥NC、稳态值，k≥ND、最小值，k≤N正确答案:【稳态误差，k≥N】4、问题：有纹波(ripple)最小拍控制器设计时，W(z)的零点表达式中应包含G(z)_____________。选项：A、全部稳定的零点B、在Z平面单位圆外或圆上的全部零点C、全部稳定的极点D、在Z平面单位圆外或圆上的全部极点正确答案:【在Z平面单位圆外或圆上的全部零点】5、问题：有纹波(ripple)最小拍控制器设计时，We(z)的零点表达式中应包含G(z)_____________((1,j0)点除外)。选项：A、全部的零点B、在Z平面单位圆外或圆上的全部零点C、全部的极点D、在Z平面单位圆外或圆上的全部极点正确答案:【在Z平面单位圆外或圆上的全部极点】6、问题：无纹波(ripple-free)最少拍控制器设计时，W(z)的零点表达式中应包含G(z)。选项：A、全部的零点B、在Z平面单位圆外或圆上全部的零点C、全部的极点D、在Z平面单位圆外或圆上全部的极点正确答案:【全部的零点】7、问题：最少拍控制器设计中，产生波纹的原因是因为不是关于式。选项：的有限多项A、B、C、D、正确答案:【】8、问题：为使系统的输出信号在采样点之间不出现纹波，当输入信号为速度输入时，必须满足t≥NT时，____________。选项：A、B、C、D、正确答案:【】9、问题：无纹波最少拍控制系统的调整时间比有纹波最少拍控制系统增加若干拍，增加的拍数等于G(z)____________数。选项：A、在单位圆内的零点B、在单位圆上和圆外的零点C、稳定的极点D、在单位圆上和圆外的极点正确答案:【在单位圆内的零点】10、问题：在保证最小拍控制系统对某种典型输入作用无稳态误差的条件下，在误差传递函数We(z)的中引入一个阻尼因子项(1-)，相对于增加了实轴上的极点，从而使新闭环系统的反应平稳、柔和一些。但响应时间将增加若干拍。选项：A、分子B、零点C、分母D、极点正确答案:【分母】11、问题：离散化设计的特点是采样周期选择灵活，不需要考虑对象特性。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】12、问题：数字控制器的离散化设计不仅考虑D(z)的物理可实现性，同时需要考虑系统的稳定性、准确性和快速性。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】13、问题：采用最少拍思想设计的数字调节器，使系统的调节时间最短，是时间最优控制系统。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】14、问题：设计最小拍控制器，当广义对象G(z)中含有滞后环节时，G(z)分子中的选项：因子应全部包含在希望闭环Z传递函数W(z)的分母中。A、正确B、错误正确答案:【错误】15、问题：有纹波最少拍设计只保证系统在采样点上是稳定的，其数字控制器D(z)的输出序列u*(t)在系统输出y*(t)过渡过程结束后，还在围绕其平均值不停地波动，即u(k)不是有限多项式，因此系统的输出响应存在纹波。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】16、问题：最少拍控制器是针对某一典型输入而设计达到的最少拍。对于其它典型输入则不一定为最少拍，甚至会引起较大的超调和静差。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】17、问题：设计无纹波最少拍控制系统时，要求稳态时的控制信号u(k)为常数或零。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】18、问题：与有波纹最少拍系统一样，无波纹最少拍系统的设计，仍然只是针对某种类型的输入信号。当输入型式改变时，系统的动态性能通常变好。选项：A、正确B、错误正确答案:【错误】19、问题：误差平方和最小系统的设计，不以调节时间作为唯一的性能指标，而是采用了综合性能指标。即先在典型输入信号作用下，设计出最少拍数字调节器，然后，再引入阻尼因子，使使系统对超调量、调整时间、稳态误差等有所折中。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】20、问题：扰动作用下计算机控制系统的设计目标是抑制扰动F(z)对输出的影响。即：若对扰动作用不产生稳态误差，则不必修改针对参考输入R(z)所确定的数字控制器D(z)。选项：A、正确B、错误正确答案:【正确】第六章单元检测1、问题：大林算法(Dahlinalgorithm)的设计目标是：设计一个合适的数字控制器，使整个_________所期望的传递函数W(s)相当于一个惯性环节和一个纯滞后环节相串联，即，称为隶属函数。的大小反映了元素x对于模糊集合的___________。选项：A、任意值