计算机控制技术期末复习试题附答案

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1、第一章计算机控制系统概述1、计算机控制系统的概念是什么？计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。2、计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。外部设备操作台输入通道检测装置输出通道执行机构 计 算 机 被 控 对 象3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些？稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性4、计算机控制系统的主要特点有

2、哪些？各项连续控制系统计算机控制系统信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化5、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？一、按控制系统的功能及结构特点分类①操作指导控制系统②直接数字控制系统DDC③监督控制系统SCC④计算机分级控制⑤集散控制系统DCS⑥现场

3、总线控制系统FCS二、按控制规律分类①程序和顺序控制②PID控制③最少拍控制④复杂规律的控制⑤智能控制第二章离散控制系统及Z变换分析法1、计算机控制系统的信号形式有哪些？连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如r(t)、y(t)、u(t)离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t)离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT)2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的？一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行

4、连续采样，为了使采样后的离散信号f*(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。则采样角频率只有满足下面的关系：ωs≥2ωmax采样后的离散信号f*(t)才能够无失真地复现f(t)。否则不能从f*(t)中恢复f(t)。其中，ωmax是最高角频率，ωs是采样角频率。它与采样频率fs、采样周期T的关系为：3、简述信号的恢复过程。零阶保持器的作用是什么？其传递函数形式是什么？零阶保持器作用：将前一个采样时刻的采样值f(kT)恒定地保持到下一个采样时刻(k+1)T。也就是说在区间[kT，(k+1)T]内零价保持器的输出为常数。零阶保持器

5、的传递函数设零阶保持器在d(t)作用下的脉冲响应h(t)，而h(t)又可以看成单位阶跃函数1(t)与1(t-T)的迭加即：h(t)=1(t)-1(t-T)。取拉氏变换，得零阶保持器的传递函数:4、掌握常用信号的Z变换6、Z变换的滞后定理和超前定理是如何描述的？9、脉冲传递函数定义是什么？零初始条件下，离散输出信号的Z变换与离散输入信号的Z变换之比。Y(z)R(z)G(z)=10、开环Z传递函数的求法：15、采样系统稳定的条件是什么？采样系统稳定的条件：闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面上以原点为圆心的单位圆内。即

6、zi

7、<1

8、16、17、求该系统在三种典型信号的作用下的稳态误差。18、掌握计算机控制系统的稳定性分析：劳斯判据。19、已知一采样控制系统，试求：(1)系统的闭环脉冲传递函数。(2)判定系统的稳定性。(3)系统对阶跃输入和斜坡输入的稳态误差。？？？第三、四章计算机控制系统的离散化设计1、D(z)的设计方法常见有哪两种？（1）离散化设计方法－－直接设计方法（重点）思想：已知被控对象的Z传递函数G(Z)，根据所要求的性能指标，设计数字控制器。（2）连续化设计方法－－间接设计方法思想：先设计控制器的传递函数D(s)，然后采用某种离散化方法，将

9、它变成计算机算法。2、最少拍系统概念？最少拍控制中主要研究哪三种类型的设计方法？最少拍设计：就是系统在典型输入下，设计数字控制器D(z)使闭环系统输出在最少个采样周期内能准确跟踪输入（或系统输出稳态误差为0）。(1)最少拍控制器的设计：系统无误差，简单，但是本身缺陷多。(2)最少拍有纹波控制器的设计：系统无误差，考虑了系统稳定性，但输出有纹波。(3)最少拍无纹波控制器的设计：系统无误差，考虑了系统稳定性，输出无纹波。3、简述数字控制器的离散化设计步骤。（1）求广义对象的脉冲传递函数G(z);（2）根据控制系统的性能指标要求和

10、其它约束条件，确定所需要的闭环脉冲传递函数Ф(z)和闭环误差脉冲传递函数Фe(z);（3）求取数字控制器的脉冲传递函数D(z)；（4）根据D(z)求取控制算法的递推计算公式，就可编写控制算法程序。4、不同输入时，最少拍控制器设计综合：5、最少拍控制器的局限性体现在哪几个方面？最少拍控制器的