计算机控制A卷答案

《计算机控制A卷答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、班号学号姓名成绩《计算机控制系统》期末考试卷注意事项：1）接听手机发送短信等视同作弊2）计算题不能只给结果，耍有过程题目：一、填空（30分）1.（4分）计算机控制系统主要是在时间和幅值上将连续系统离散的,影响系统的主要因素是_釆样周期和计算机字长。2.（2分）离散系统频率特性的主要特点是采样频率cos的周期函数o3.（6分）计算机控制系统中，A/D,D/A,乘法,右移,常数存储可能产生量化，_个量化单位是1/2山"，b为计算机字长o4.（3分）零阶保持器对系统频率特性有什么影响引起-coT/2的相位延迟,在釆样周期大,系统频带高时不可忽略。5.（

2、2分）离散系统由于量化产生的极限环振荡与系统传递函数的极点有关；产生的不灵敏区耳系统传递函数的零点有关。6.（4分）量化的非线性效应是由运算的量化误差引起的，形成的本质是由于阶梯非线性特性°7.（2分）被控对象离散化应当采用旦变换，在离散域实现连续控制律一燉应当采用Tustin或其他差分、零极匹配变换。8.（3分）选择计算机控制的动态范围时，应当考虑被控对象动态最大最小值和计算机数最大最小值,满足计算机动态范围大于物理系统最大范围的条件。9.（2分）连续系统可控可观，采样系统仍然可控可观的条件是对于相异特征根si和sj,满足：si-sjHj2k;

3、r/T,T为釆样周期。10.（2分）在计算机屮实现时，P（z）=Z”忆心+•・•+%中哪个系数变化使根偏移量最人卫n_，特征根靠得太近会产生什么问题离散化造成的根的偏移量增大。二、作图题（10分）2.1（5分）试画出图1Z平面上两对极点各口对应的脉冲响应序列的大致形状。T&=

4、F(jw)

5、如图2所示，试画出它的采样信号的幅

6、频谱

7、F*(jw)

8、,(不考虑相位)。图中»wl=6rad/s,w2=8rad/s,采样频率ws=10rad/s.解：周期性2分，混叠2分，混叠麻的准确图形1分r(C)三、计算题(30分)3.1(15分)考虑图3所示系统，采样周期T=0.5秒。求：(1)系统闭环传递函数W(z)二C(z)/R(z).(2)K为何值时系统稳定？(3)K=2时系统的位置谋差，速度误差解：(1)G⑵二1-戶k_0.316kss+2z-0.368(5分)G(z)_0.316R1+G⑵一z-0.368+0.316R(2)△⑵=z—0.368+0.316R,忖<1,t

9、0.3

10、68-0.316^

11、<1-20，求x(k)

12、=?(4)闭环系统对r(k)是否可控?为什么？(5)对于木例丿应如何选择观测器极点达到闭环要求?解：(1)rank[G.Crank=rankCF(2)设：K=(R1*2),u(k)=-Kx(k)+r(k)(2分)(2分)det[zl-F+GK]==r+(E-l)z+)t,+0.4=0k、+0.4込+k°—1ok2—1=0由A(z)=r=0,nJ'得{2，得到K矩阵K=(-0.41).(4分)[k}+0.4=0(3)由兀(0)=0,厂伙)=1得到递推解：x(k)=(F-GK)兀伙)+Gr(k)=f°兀伙)+X(1)=P1X(2)=班3)=(],•

13、••k二2,3,4,…(3分)（4）闭环系统对输入r（k）的可控性不变，因为状态反馈不改变系统的可控性。（2分）（5）观测器的极点应位于z平面的原点，因为观测器收敛要快于系统收敛速度4一10倍，其极点应比系统闭环极点更接近原点，而系统闭环极点已经位于Z平面原点，所以观测器极点应位于原点。（2分）四、实现综合题（30分）3.1（15分）已知：D（z）=-L,s+1求：（1）用Tustin方法离散，零极直接编排实现。（2）采用截尾量化方式，分析采样周期与量化误差的关系（只考虑乘法量化）。（3）若同时考虑A/D和乘法量化，T=0.5秒，求输出端总的量化

14、误差。（4）计算机系统至少取多少位字长可使总量化误差v1%?解：⑴D(z)=D(s)嗚Tf+洽零极直接编排实现如图：（4分）切②（2）截