计算机控制A卷

一、填空题1、计算机控制系统的一般类型中，DDC是指直接数字控制系统，A/D的意思是实现模拟信号到数字信号的转换。2、若连续信号的最高频率为wmax，按采样定理要求采样频率ws应大2wmax3、离散系统稳定的充要条件是系统特征方程所有根均应位于单位圆内4、根据Z变换的定义，S平面和Z平面的变换关系为:S平面的左半平面对应Z平面的单位圆内、S平面的右半平面对应Z平面的单位圆外，S平面的虚轴对应Z平面的单位圆上5、计算机控制系统的典型形式：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分布式控制系统、现场总线控制系统。6、PID的改进算法，关于防止积分饱和的改进算法有积分分离PID、遇限削弱PID7、计算机控制系统的一般要求快、稳、准二、选择题1、由于计算机只能接受数字量，所以在模拟量输入时需经（C）转换A、D/A转换器B、光电隔离器C、A/D转换器2、两个连续环节G1(s)和G2（s）串联，若两者中间有采样器则其开环脉冲传递函数为（C）A、G1(Z)+G2（Z）B、G1G2(Z)C、G1(Z)G2（Z）3、由Z变换的滞后性质可以得到（C）A、Z[f（k+nT）]=ZnF(Z)B、Z[f（k-nT）]=nF(Z)C、Z[f（k-nT）]=Z-nF(Z)4、某系统的Z传递函数为Φ（z）=0.2（z+0.7）/（z+2.1）（z-0.1），可知该系统是（C）A、稳定的B、临界稳定的C、不稳定的5、最少拍有纹波控制器出现纹波的原因是：数字控制器输出u（k）在若干拍之后不为0或常数，是（A）A、震荡收敛B、震荡发散C、等幅震荡三、判断题1、求f（t）=δ（t）的Z变换F（Z）=1（√）2、在单位闭环负反馈控制系统中，若增大系统的开环放大系数，则系统的稳定程度减弱。（√）3、若连续系统为Gc（s）稳定，采用一阶前向差分离散化方法离散，所得Gc（Z）也是稳定的。（Χ）4、为了改善系统的调节品质，通常在系统中引入积分控制，以保证系统的快速。（Χ）5、连续系统传递函数的一个极点P=1，Z变换后将映射到Z变换的单位圆外。（√）6、无纹波控制系统要比有纹波系统的调节时间增加若干拍，增加的拍数等G(Z)在单位圆内的零点数。（√）7、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]内零阶保持器的输出为常数。（√）8、离散数字信号（如y（kT）、u（kT））的特点是：时间离散的，幅值为模拟量。（Χ）9、Z变换有采样函数决定，它只对采样点有意义，反映的是采样时刻的信息，对非采样时刻不关心。故Z变换与采样函数是一一对应的。（√）10、数字PID控制器主要参数是：KPTITD和采样周期T（√）四、简答题1、简述扩充临界比例度法整定PID参数的步骤答：（1）选择一个足够短的采样周期T，例如被控过程有纯滞后时，采样周期T取滞后时间的1/10以下。此时调节器只作纯比例控制，给定值r作阶跃输入。（2）逐渐放大比例系数Kp，使控制系统出现临界振荡。由临界振荡过程求得相应的临界振荡周期Ts，并记下此时的比例系数Kp，将其记作临界振荡增益Ks，此时的比例度为临界比例度，（3）选择控制度，所谓控制度是数字调节器和模拟调节器所对应的过渡过程的误差平方的积分之比。（4）根据控制度，查表求出T、KP、Ti、Td值。（5）按照求得的整定参数，投入系统运行，观察控制效果，再适当调整参数，直到获得满意的控制效果为止2、请列出计算机控制系统的典型形式答；（1）操作指导控制系统（2）直接数字控制系统DDC（3）监督控制系统SCC（4）集散控制系统DCS（5）现场总线控制系统FCS3、请写出数字PID增量型控制算法、数字PID位置型控制算法的标准表达式。答：增量型PID算法;Δu（k）=KP[e（k）-e（k-1）]+KIe(k)+KD[e（k）-2e（k-1）+e（k-2）]位置型PID算法：U（k）=KPe（k）+Ki∑e（k）++KD[e（k）-e（k-1）]4、何为振铃现象？如何消除振铃现象？答：所谓振铃现象是指数字控制器的输出u（k）以接近二分之一的采样频率大幅度上下摆动，它对系统的输出几乎是没有影响的，但会使执行机构因磨损而造成损坏。消除振铃现象的方法：（1）选择适合的采样周期T（2）消除振铃因子法五、计算题1、已知差分方程y（k）—4y（k-1）=u（k），u（k）=1（k）试求y（k）2、已知系统结构图如图所示，求系统的闭环脉冲传递函数，其中=23、已知系统的结构图，求系统的稳态误差，，r（t）=l（t）T45.010T