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1、1.计算机控制系统与连续（模拟式）控制系统的根本差别：数字计算机作为系统控制器参与被控对象的控制，用计算机系统取代了模拟控制器。2.根据对计算机工作原理的了解，掌握计算机控制系统的基本组成；要初步了解计算机参与控制时,计算机系统的主要部件及其基本功用。3.由于计算机参与控制，计算机控制系统有以下两个重要特点：•系统是一种混合信号系统•系统可以实现分时串行、并行控制。4.计算机控制系统和连续（模拟）控制系统的根木差别是什么？5.计算机控制系统相对于连续控制系统的优点是什么？6.冃前常用计算机控制系统的分类？7.计算机控制系统理论和设计的必要性？1）要清楚地了解和掌握下述名词术语的基
2、本概念理想采样：采样周期T：采样频率f：采样你频率©:均匀采样:频谱混迭:隐慣振荡等。2）要掌握理想采样开关和理想采样信号的数学描述方法及其特性•理想采样开关数学描耳5厂乞＜5（/-ZT）1-4水位高度控制系统如题图1・4所示。水箱水位高度指令由焰电位计指令电压站确定,水位实际高度/?由浮子测量，并转换为电位计吧的输出电压劭。用水量Qi为系统十扰。当指令高度给定后，系统保持给定水位，如打开放水管路后，水位下降，系统将控制电机，打开进水阀门，向水箱供水，最终保持水箱水位为指令水位。试把该系题图1-4水箱水位控制系统原理示意图2-4若数字计算机的输入信号为/(f)=5e-,0/，试根
3、据采样定理选择合理的采样周期T,设信号中的最高频率为%定义为
4、F(y^)
5、=0.1
6、F(0)
7、=解:所以有=0.1
8、F(0)
9、=-^^=0.05,0・05"。二+1°2)=25由此可得=99.5；依采样定理得:=199rad/So1-5己知信号x=^cos（^r）,试画出该信号的频谱曲线以及它通过采样器和理想滤波器以后的信号频谱°设采样器的采样频率分别为4°,1.5®,和◎这3种情况°解释本题结果。解：cos（卯）的频谱为脉冲，如题图251所示。当采样频率g=4®时，采样频谱如题图2-5-1所示。由于满足采样定理，通过理想滤波器后，可以不失真恢复原连续信号。（见题图2-5-2）2
10、-5利用不同方法求卜列函数的z反变换,(2)F(z)=(1-戶比(z-l)(z-e-r)(z-2)(z-l)2解：(1)查表，/伙)=0.5*,f(r)=$0.5彷(一“)匕0⑶¥=匚詁厂士一士一占，查表咋/(M)=2*-1一点，厂⑴=工(2*—1-k)S(t-kT)辰03-7用z变换法求解下列差分方程。()c(k+)-hc(k)=r(k)9已知输入信号r{k)=ak,初始条件c(0)=0°(2)c(k+2)+4c(k+1)+3c伙)=2k,已知初始条件c(0)=c(l)=0。(3)c(k+2)+5c(k+1)+6c仗)=0,己知初始条件c(0)=0,c(l)=1。求c伙)o
11、解：(1)对差分方程进行z变换，得771Z7(z-b)C⑵二——,所以，C(z)=二=(―),z-a(z—a)(z-b)(a_b)z-az-bz反变换，得c(k)=—(卅-bk)a-b(2)对差分方程进行z变换，得C(z)=2z(z—1)廿+牡+3)22z(22+4z+3)C(z)=-Z[kT]=話¥空?=_1_+亠+丄+亠z(z-l)"z+l)(z+3)(z-1)2(z-1)(2+1)(z+3)A=lim2[——]=一3/16；B=lim(z一l)2Edz才+4z+3zz=(z-1)2(z+3)"1/4："(Z_l)2(Z+l)z-=—1/16。3-8已知以F离散系统的差分方程
12、，求系统的脉冲传递函数。(1)c伙)+0.5c(k-1)-c(k—2)+0.5c(k-3)=4厂伙)一r{k-2)-0.6r(Zr—3)；(2)c(k+3)+ciC(k+2)+a.c{k)=bj(k+3)+b2r(k+1)+b3r(k)且初始条件为零o解:(1)对差分方程进行z变换，得(1+0・5z"-z-2+0.5z-3)C(z)=(4-z-2一0.6z-3)R(z)G(»竺=—“-宀严乍「R⑵(1+0.5』一严+0.5尹)3-10试用C(z)表示题图3・1()所列系统的输出，指出哪些系统可以写出输出对输入的脉冲传递函数，哪些不能写出。题图3-1()习题3・1()所示系统解：
13、(a)不能，C(z)=RG{z)；(b)能(输出加虚拟开关),C⑵=R(z)G⑵;(C)能(输出加虚拟开关)，C(z)=MM㈢l+GH(z)(e)(d)能，C(z)=RG⑵1+GH(z)+G(z)H(z)不能,C(z)=RG(z)G[(z)T+OHG^z)3-14气体成分控制系统如题图3・14(a)所示。其中阀门开度由线圈控制的铁心位移控制。培育空内二氧化碳含量由气体分析仪测定，气体分析仪是一个时滞坏节。系统动态结构图如题图3-14(b)所示。若采样周期7=455,试求闭环传递
