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1、《计算机控制系统》课程复习资料一、简答题：1.什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？各有什么作用。2.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述保持器的特点?4.简述PID调节器的作用，有哪几种改进型数字PID算法？5.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点?6.简要说明什么是计算机控制系统？模拟调节器与数字调节器有何区别?二、分析和计算题：1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为,其中输入为单位阶跃信号,求输出y(KT)。2.已
2、知一系统的闭环脉冲传递函数为当输入为单位阶跃信号时,求输出y(KT)及y(∞)。3.用长除法或Z反变换法或迭代法求闭环系统的单位阶跃响应。4.已知低通数字滤波器,求D（z）的带宽ωm;并求当输入E(z)为阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2ms。5.设系统如图所示，试求:①系统的闭环脉冲传递函数。②判定系统的稳定性。③分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。6.设函数的La氏变换为，试求它的Z变换F(z)。7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输入为
3、单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K为何值时系统稳定。第6页共6页9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:问:K为何值时系统稳定?10.已知单位反馈系统的广义对象的Z传递函数为:,试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃输入时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。11.已知连续系统的传递函数G(s)=(s+1)/[s(s+2)]试用冲击不变法求其等效的Z传递函数.12.已知离散系
4、统的Z传递函数：,试求离散系统的状态方程和输出方程。13.已知离散系统的Z传递函数：,试求离散系统的状态方程和输出方程。14.已知离散系统的差分方程为输出为y(k)，试写出它们的状态方程和输出方程.15.已知离散系统的状态空间表达式，初始状态X(0)=0试求系统的Z传递函数:。16.已知,写出与它相对应的PID增量型数字控制算法。(T=1s)17.已知广义对象的z传递函数：HG(z)=(z+0.5)/〔(z-0.9)(z-0.4)〕,取采样周期T=1s,试设计PI调节器D(z)=Kp+Ki/(1-z-1
5、),使速度误差ess=0.1,取采样周期T=1s。并求控制算法u(kT)？D（z）=U(z)/E(z)。18.已知被控对象的传递函数;G(s)=1/〔s(s+2)〕,采用零阶保持器,取采样周期T=0.1,试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器。19.已知单位负反馈系统被控对象的传递函数：G(s)=2/(s+2),采用零阶保持器,取采样周期T=1s,试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器D(z),并求其调节时间ts,控制算法u(kT)。第6页共6页参考答案一、简答题：1.答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计
6、算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分:计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成；主机:通常包括中央处理器(CPU)和内存储器(ROM，RAM)，它是控制系统的核心。内存储器中预先存入了实现信号输入、运算控制和命令输出的程序，这些程序就是施加被控对象的调节规律。外部设备:操作台，又称为人机联系设备,通常包括CRT显示器和键盘、专用的操作显示面板或操作显示台等。打印和制表装置：主要包括
7、有打印机相绘图机。磁盘设备：一般称为外存储器，它兼有输入和输出两种功能，用来存放程序和数据存储器的后备存储设备。通信设备；报警设备：用来显示被控对象的非正常工作状态。过程输入输出设备计算机与被控对象是用过程输入输出，它在两者之间进行信息传递和变换。二、软件部分：软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。2.解：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。计算机采用的信号是数字信号，因此为了信号匹配，在计算机与被控对象之
8、间采用模／数转换器(A／D)和数／模转换器(D／A)，以实现两种信号之间的相互转换。计算机控制系统的优点(1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标.(3)抗干扰能力强，稳定性好。(4)可以得到比较高的控制精度。(5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。(6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度.(7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。3.解：保持器的原理是，根
