计算机控制系统试卷五答案_精品文档.doc
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计算机控制系统试卷五答案
班级:
姓名:
学号:
成绩:
一、简答题(每小题4分,共40分)
1.简述采样定理的基本内容。
答:
采样定理:
如果连续信号具有有限频谱,其最高频率为,则对进行周期采样且采样角频率时,连续信号可以由采样信号唯一确定,亦即可以从无失真地恢复。
2.线性离散控制系统稳定的充要条件是什么?
答:
线性离散控制系统稳定的充要条件是:
闭环系统特征方程的所有根的模|zi|<1,即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。
3.脉冲响应不变法的基本思想是什么?
答:
脉冲响应不变法的基本思想是:
离散近似后的数字控制器的脉冲响应gD(kT)是模拟控制器的脉冲响应采样值g(kT)的T倍。
4.写出增量型PID的差分控制算式。
答:
增量型PID控制算式可以写为
5.如何消除比例和微分饱和现象?
答:
“积分补偿法”。
其中心思想是将那些因饱和而未能执行的增量信息积累起来,一旦有可能再补充执行。
这样,动态过程也得到了加速。
即,一旦超限,则多余的未执行的控制增量将存储在累加器中;当控制量脱离了饱和区,则累加器中的量将全部或部分地加到计算出的控制增量上,以补充由于限制而未能执行的控制。
6.给出线性定常离散系统的能控性定义。
答:
对于n阶线性定常离散系统;,若存在有限个输入向量序列能将某个初始状态在第l步控制到零状态,即,则称此状态是能控的。
若系统的所有状态都是能控的,则称此系统是状态完全能控的,或简称系统是能控的。
7.给出线性定常离散系统的能观性定义。
答:
若系统若已知输入序列和有限个采样瞬间测量到的输出序列,即,可以唯一地确定出系统的任意初始状态,则称系统是状态能观测的,或简称能观测。
8.简述计算机网络的功能及特点。
答:
(1)数据信息的快速传输和处理,以实现实时管理和实时监控。
(2)可共享计算机系统资源。
(3)提高了计算机的可靠性。
(4)能均衡负载、互相协作。
(5)能进行分布处理。
在计算机网络中,可根据具体要求选择网内最合适的资源来处理。
(6)计算机网络的智能化,提高了网络的性能和综合的多功能服务,并能更加合理地进行应用,以提高综合信息服务的水平。
9.基于Internet网络的控制在控制领域的应用中有着怎样的优势?
答:
基于Internet网络的控制在控制领域的应用中有着如下优势:
(1)能够远程遥监测、控制被控对象的特性和行为、
(2)能使世界各地的专家足不出户、协同作业对被控对象进行控制。
(3)从商业角度来说,由于员工的地理可分散性,大大提高了企业或公司的经营效率,从而降低了企业或公司的经营成本。
10.为提高计算机控制系统的可靠性,通常采取的措施有哪些?
答:
为提高计算机控制系统的可靠性,通常采取以下几种措施:
(1)提高元器件和设备的可靠性。
(2)采取抗干扰措施,提高系统对环境的适应能力。
(3)采用可靠性设计技术。
(4)采用故障诊断技术。
二、已知,求。
(10分)
解:
三、已知系统框图如下所示:
T=1s(10分)
T
y(t)
r(t)
-—
判别系统稳定性。
解:
系统开环传递函数为
系统闭环特征方程
采用双线性变换得w平面特征方程为
建立劳斯表
w22.1040.632
w11.264
w00.632
由劳斯判据可知系统稳定。
四、用后向差分法求下列模拟滤波器D(s)的等效数字滤波器,并给出差分递推算式,设T=1s,(10分)
解:
使用后项差分离散化方法,令,则
可得其差分递推算式为
五、已知广义被控对象:
给定T=1s(20分)
针对单位阶跃输入设计最小拍无纹波控制系统,并画出系统的输出波形图。
解:
广义对象脉冲传递函数为
可以看出,G(z)的零点为-0.718(单位圆内)、极点为1(单位圆上)、0.368(单位圆内),故w=0,v=0(单位圆上除外),m=1。
针对阶跃输入进行设计,故p=1。
于是可设
解得。
闭环脉冲传递函数为
则
(图略)
六、采用逐点比较法插补直线OP,起点坐标O(0,0),终点坐标P(5,-4),要求以表格形式给出插补计算过程,并画出插补运动轨迹。
(10分)
解:
插补运算过程如下
步数
误差判别
坐标进给
误差计算
终点判别
初始化
F=0
∑=5+4=9
1
F=0
+x
F=F-yp=-4
∑=∑-1=8
2
F<0
-y
F=F+xp=1
∑=∑-1=7
3
F>0
+x
F=F-yp=-3
∑=∑-1=6
4
F<0
-y
F=F+xp=2
∑=∑-1=5
5
F>0
+x
F=F-yp=-2
∑=∑-1=4
6
F<0
-y
F=F+xp=3
∑=∑-1=3
7
F>0
+x
F=F-yp=-1
∑=∑-1=2
8
F<0
-y
F=F+xp=4
∑=∑-1=1
9
F>0
+x
F=F-yp=0
∑=∑-1=0End
(图略)