计算机控制技术试题.docx

1、计算机控制技术试题电脑控制技术试题一、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控制系统开环对数频率特性中的截止频率c的大小通常反映系统的 快速性 ，而相位裕度M反映了系统运动的 。5系统的稳态误差与 运动平稳度 有关。6在电脑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假设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为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加

2、入 。9平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出 。二、简答题每题6分，共30分1. 简述积分饱和的作用及抑制方法。2.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。4.说明最小拍无差控制系统的特点及应用范围。5.简单说明大林算法及使用场合。简述常态干扰的抑制方法。简述电脑控制系统的典型形式。1已知闭环系统如图1所示， 试问：1假设R(s)为单位斜坡函数时，其稳态误差为多少？ 2假设N(s)为单位阶跃函数时，其稳态误差为多少？ 3R(s)、 N(s)同时作用时，总误差为多少？ 不必进行具体计算2已知A点信号如图2所示，试画

3、出B点、C点的信号图形，设采样周期T=/2。 3电脑控制系统在选择AD变换器时应注意哪几项指标？这些性能指标应根据什么原则选取？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G(z)。 已知 Z1/s= Z1/s2=Tz/(z-1)2 图 35已知x(t)=(0.5+5sin3t) 采样周期T=2/3，试求 采样信号x*(t)。三、12分已知系统开环对数渐近幅频特性曲线如图4所示，试求： 1静态误差系数；2截止频率c；3相稳定裕度M图 5五、13分假设已知电脑控制系统结构如图6所示图 61试确定使系统稳定的K的范围；2假设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

4、值范围。3所得结果说明了什么问题？ 注：已知Za/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， ，Tf=RC1试用一阶向后差分法将其离散化，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。 电脑控制技术2评分标准参考一、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系统本身特性；外作用；7采样、量化、零阶保持器；8；9调理电路； 10二、简答题每题6分，共30分1 01； 0； 0131精度：应高于传感器

5、的精度一个数量级；2分2分辨率：即字长，应根据测试信号的动态范围确定；2分3转换速率：根据系统的频带或信号的变化频率。 2分41 ， 3分2，3分5 假设仅写出，只能给3分三、12分 1，； 4分 2； 4分 3，故 4分五、13分1，3分 要求：， ， 取 由于系统均为负反馈，所以 5分2该系统为一阶系统，均稳定；3说明系统变为采样系统后系统的稳定性降低。评分：1第1小题总分值为8分，如果方法正确，计算有误，可给4分；2第2问总分值为2分； 3第3问总分值为3分。 数字控制器的直接设计算法是以 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

6、，不同输入与输出之间的传递函数分母相同2系统的稳定性仅与系统本身固有特性有关。3在电脑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假设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25脉冲传递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假设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)n 7通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为串模干扰。8平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出 9系统传递函数零极点的分布状况决定了系统的动态响应特性。10假设信号的动态范围为N，电脑字长n lgN /

7、lg2二、单项选择题(每题2分，共10分2在单位闭环负反馈控制系统里，通常假设增大系统的开环放大系数，则系统的稳定程度 A 。 A 减弱；B 不变；C 增强。3连续系统传递函数的一个极点P=-5，Z变换后将映射到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性是，连续传递函数经过双线性变换后所得Z传递函数的稳态增益 B 。A 增大；B 不变；C 减小5电脑控制系统与连续系统相比，在系统结构与参数不变的条件下，抑制干扰的能力 B 。A 增强； B 减弱； C 不变。 三、简答题每题5分，共25分1试简单说明如何根据系统开环对数频率特性来判断闭环系统是否稳定。答：

8、依相稳定裕度进行判断，假设相稳定裕度大于零，闭环系统稳定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=3电脑控制系统在选择A/D变换器时应注意哪几项指标，这些性能指标应根据什么原则选取。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，应根据测试信号的动态范围确定； 3转换速率：根据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，对参数变化的灵敏度较高；缺点：对电脑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，试确定该系统的类型及开环放大系数。答：I型系统，开环放大系数K=1

9、/0.2=5。五、15分假设已知电脑控制系统结构如下图1试确定使系统稳定的K的范围；2假设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Za/s(s+a)=z(1-e-aT)/(z-1)(z- e-aT) 答：，5分 要求： ， 取 系统均为负反馈，所以 5分2连续系统为一阶系统，均稳定；3说明连续系统变为采样系统后系统的稳定性降低。 一、填空题:20分，每题02分 1、 连续系统稳定的充要条件是系统特征方程所有根均为_。 2、 通常，系统的相稳定裕度反映了系统的_。 3、 比例+微分校正的主要应用是_。 4、 在电脑控制系统中存在

10、多种信号形式的变换，其中_三种变换最重要。 5、 与连续系统不同，采样系统由于_的位置不同，所得闭环系统脉冲传递函数不同。 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转换器的输入方式有不带缓冲寄存器和_两种。 10、 共模干扰产生的主要原因是_之间存在共模电压。 二、单项选择题:20分，每题02分 11、 已知系统的开环传递函数为，可知该环节由_环节组成 13、某系统的零极点分布如下列图所示，从中可知该系统是_的。 A:稳定 B:临界稳定 C:不稳定 16、 已知离散系统脉冲传递函数为：可知该系统是_。 A:稳定的 B

11、:不稳定的 C:中性稳定的 17、 连续系统传递函数的一个极点p=-5，z变换后将映射到z平面的_。 A:单位园外 B:单位园内 C:单位园上 18、 控制算法串联实现与直接实现相比，有限字长所引起的量化误差_。 A:较大 B:较小 C:相当 19、 连续传递函数D(s)，采用双线性方法离散，所得D(z) 的稳定性与采样周期T A:有关 B:无关 C:不一定 20、 为了减少有限字长产生的量化误差，采样周期_。 A:应增大 B:应减小 C:可以不变 三、简答题:30分，每题05分 四、综合题:30分，每题10分 27、 已知单位负反馈的二阶系统的单位阶跃响应曲线如下列图所示，试确定其开环传递函

12、数。 一、填空题:20分，每题02分1、闭环负反馈系统结构如下列图所示，其中环节1及2分别为_环节。 2、 频率特性定义为_复数比。 3、 比例+微分校正的主要缺点是_。 4、 当系统的极点p=_.4、假设连续系统为Gc(s)稳定，采用一阶向前差别离散化方法离散，所得Gc(z)_C_. A.也是稳定的 B。是不稳定的 C。稳定性不一定5、已知离散系统脉冲传递函数为：GZ=Z+0.5/(Z-0.5+j0.5)2,可知该系统是_A_. A.稳定的 B。不稳定的 C。中性稳定的6、双线性变换的一个特性是：连续传递函数经过双线性变换后所得Z传递函数的稳态增益_C_ A.不变 B。变小 C。增大7、当系

13、统中含有零阶保持器时，系统的稳态误差与采样周期T_A_. 8,在单位闭环负馈控制系统里,增大开环放大系数K,则系统的稳态误差能常 A A，减少 B，不变， C，增大9，确定A/D变换器精度时，能常要求它的精度应 A 传感器的精度。 A，高于 B，小于 C，等于10，单位闭环负反馈控制系统里，在下向能首中加入一积分环节，则系统工程的稳定程度 增大 11，一阶系统单位阶跃响应调节时间近似为ts=_C_按误差带为5%计算 A，3.5T B,4T C,3T1模拟量输入通道一般由信号处理装置1分、多路转换器1分、采样保持1分和A/D转换器1分等组成。模拟量输出通道主要由D/A转换器1分和输出保持器1分组成。2把时间连续的信号变成一连串不连续的脉冲时间序列的过程为采样过程2分。采样信号是时间上离散而幅值上连续的信号，该信号不能直接进入微型电脑。必须经量化后成为数字信号，才能为微型电脑接受3分。3电脑与外设交换数据的种类:数字量1分、模拟量1分和开关量1分。传送方式有三种：程序查询方式1分；中断控制方式1分；直接存贮器存取(DMA)方式1分。