微机控制(含答案)

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1、—填空题（30分，每空3分）1、计算机采集被控对象状态信息的方式常用的冇下列几种：查询控制方式、方式和控制方式。（屮断控制DMA）2、通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为o（串模干扰）3、A/D转换器的绝对糟度是其满量程输出时模拟量输入的与Z间的差值。I实际值、理想值）4、计算机控制系统中的过程通道是通道和通道的总称。（输入输出）5、所谓振铃现象是指计算机控制系统的输出以采样频率大幅度衰减的振荡，这种现象可以增加执行机构的磨损，在有交互作用的多参数控制系统屮，述可能影响系统的稳定性。（1/2）6、从本质上讲，计算机控制系

2、统的工作原理可以归纳为三个步骤，即实时数据采集、和oJ实时控制决策，实时控制输出）二、名词解释（30分，每题5分）1、计算机过程控制系统：用计算机对温度、压力、流量、液位、速度等过程参数进行测量与控制的系统称为计算机过程控制系统。2、最少拍控制：要求闭环系统对于某种特定的输入在最少个采样周期内达到无静差的稳态。3、随机误差：是出窜入检测系统或控制系统的随机于扰引起的，这种误差是指在相同条件下测量同一量时，其大小和符号作无规则的变化而无法预测，但在多次测量小它是符合统计规律的4、工程量变换（标度变换）：把经A/D转换后得到

3、的一系列数码值转换成带有量纲的数值进行运算、显示或打卬输岀。这种转换就是工程量变换，乂称标度变换。5、中位值滤波法:就是对某一被测参数连续采样N次（一般N取奇数），然后把N次采样值按大小排队，取中间值为本次采样值。6、计算机控制系统可靠性：是指其在规定的时间内和工作条件下，能正确的完成规定功能的能力三、简述题（20分，每题5分）1、离散PID控制算法在实际使用屮存在一些缺陷，于是不断提出了一些改进的算法，请你分析一下离散PID可能存在的问题并提出和应的改进措施。（2个以上）如针对积分项和微分项等存在的积分饱和、微分作用时

4、间过短等，可以采用积分分离、不完全微分等方法予以解决。2、A/D和D/A转换器在微机控制系统中起何作用？D/A的字长及A/D的精度应根据什么要求选择？答：A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便于数字系统进行处理、存储、控制和显示。D/A转换器的作用是将经过处理的数字信号转换为模拟信号以便进行控制。D/A：依执行机构控制输入信号范围；量化单位应小于执行机构死区A/D：精度应高于测量部件精度一个数量级。3、什么是积分饱和？积分饱和是如何引起的？可采用什么方法消除？如果执行机构已经到极限位置，仍然不

5、能消除静差吋，由于积分作用，尽管PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无和应的动作，这就叫积分饱和1）、当偏差产生跃变时，位置型PID算式的输出将急剧增大或减小，有可能超过执行机构的上（下）限，而此时执行机构只能工作在上限。2）、系统输出需要很长时间才达到给定值，在这段时间内算式的积分项将产生一个很大的积累值。3）、当系统输出超过给定值后，偏差反向，但由于大的积分积累值，控制量需要相当一段时间脱离饱和区。因此引起系统产生大幅度超调，系统不稳定。所谓积分饱和现象是指若系统存在一个方向的偏差，PID控制器

6、的输出由于积分作用的不断累加而加大，从而导致u（k）达到极限位置。此后若控制器输出继续增大，u（k）也不会再增大，即系统输岀超岀止常运行范围而进入了饱和区。一旦岀现反向偏差，u(k)逐渐从饱和区退岀。进入饱和区愈深则退饱和时间愈长。此段时间内，执行机构仍停留在极限位置而不能随着偏差反向立即做出相应的改变，这时系统就像失去控制一样，造成控制性能恶化。这种现象称为积分饱和现象或积分失控现象。常用的改进方法1)•积分分离法2)•变速积分PID控制算法3).超限削弱积分法4)•冇效偏差法5)•抗积分饱和4、PID控制规律屮，P、

7、I、D三项分别对控制输出的贡献是什么？PTD控制器中比例部分的作用是对于出现的偏差信号能够作出瞬间的快速反应，即当偏并一旦出现时，立即产生使控制量向着减小偏菲方向变化的调节控制作用，控制作用的强弱取决于比例系数的大小。亦即，只有当偏差存在时，比例项才有控制量的输出。积分调节器的作用是把偏差累计的结果，作为它的输出。在调节过程中，只耍偏差存在，积分器的输出就会不断增人，•直至偏差e=0,输出u才可能维持某一常量，使系统在设定值w不变的条件下趋于稳态。因此，即使不加上适当的控制常量Uo,有了它就能消除系统输出的静差。积分调节

8、作用虽然可以消除静差，但会降低系统的响应速度，增加系统输出的超调。积分常数7；越人，积分的累积作用越弱，反之则积分作用越强。齐必须根据控制的具体耍求来选定。增人7；将减慢消除静差过程，但可减少超调，提高稳定性。实际的控制系统除了希槊消除静差，还要求加快调节过程，有必要在偏差出现的瞬间或偏差变化的瞬间，不但对偏差量作出