2012计算机控制技术复习题解析

1计算机控制技术复习题一、填空题1、通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。2、弱电控制与强电控制之间常用的隔离方式有变压器隔离、继电器隔离和等。3、常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、。4、在计算机控制系统中，被测信号有和两种输入方式。5、信号接地方式应采用方式，而不采用方式。6、主要的电源干扰包括、、和。7、数字程序控制方式有、、。8、插补计算过程由、、、四个步骤组成。9、将D(S)离散化为D(Z)常用方法有、、。10、三相步进机的转子为60个齿，定子为3对磁极，工作在三相六拍方式时，则步距角是和齿距角是。11、三相步进电机通常有、和工作方式12、PID控制中对积分项可采取、、和四种改进措施。13、对微分项进行改进主要有和两种方法。14、按简易工程法整定PID参数的方法有、和。15、最少拍控制算法有、和三种典型输入信号。二、选择题1、已知偏差e（k),积分分离阈值β，以下正确的是（）A.当()βke时，采用PI控制B.当()βke时，采用PD控制C.当()β≤ke时，采用PD控制D.当()β≤ke时，采用PI控制2、设加工第一象限直线OA，起点为O（0,0），终点为A（6,3），进行插补计算所需的坐标进给的总步数Nxy为（）A.7B.8C.9D.1023、已知离散系统脉冲传递函数为：G（Z）=（Z+0.5）/(Z-0.5+j0.5)^2,可知该系统是（）。A.稳定的B。不稳定的C。中性稳定的4、若连续系统为Gc(s)稳定，采用一阶向前差分离散化方法离散，所得Gc(z)（）。A.也是稳定的B。是不稳定的C。稳定性不一定三、问答题1、什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？2、什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？3、什么是长线传输干扰，抑制的方法有哪些？4、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用哪些措施？5、MAX1232的主要功能有哪些？6、计算机控制系统中有哪些类型的地线？7、何谓数字程序控制？数控系统由哪四大部分组成？8、什么是插补器？常用哪两种形式？插补计算的宗旨是什么？9、第一象限直线逐点比较法插补的原理是什么？10、画出三相步进电机分别在三种工作方式下的电压波形图。11、数字PID位置式和增量式算法的各自特点是什么？12、数字PID控制算法中，Kp、Ti、Td的物理调节作用分别是什么？13、最少拍控制算法本质上是什么算法，为什么？14、最少拍控制算法的局限性是什么？15、已知模拟调节器的传递函数为s.s.sD085011701试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s。16、已知模拟调节器的传递函数为s.s.sD08501701试写出相应数字控制器的位置型PID算法和增量型PID控制算式，设采样周期T=0.2s。17、已知某控制系统模拟控制器的传递函数为3ssssD5.01.05.31)(2若采样周期T=1S,试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式。并比较两种算法特点。18、简述应如何选择计算机控制系统中采样周期？19、什么叫积分饱和？它是怎么引起的？如何消除？20、简述扩充临界比例度法、扩充响应曲线法整定PID参数的步骤。21、数字控制器的离散化设计步骤是什么？22、等效离散化设计方法存在哪些缺陷？23、什么是信号重构？24、写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传递函数的极点有何影响？25、已知某连续控制器的传递函数为2n22nn()2Dsss试用双线性变换法求出相应的数字控制器的脉冲传递函数)(zD，并给出控制器的差分形式。其中1sT。26、被控对象的传递函数为21ssGc采样周期T=1s，采用零阶保持器，针对单位速度输入函数，按以下要求设计：(1)最少拍无纹波系统的设计方法，设计)(z和zD；(2)求出数字控制器输出序列)(ku的递推形式。4计算机控制技术复习题一、填空题1、通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为串模干扰。2、弱电控制与强电控制之间常用的隔离方式有变压器隔离、继电器隔离和光电隔离等。3、常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤。4、在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。5、信号接地方式应采用一点接地方式，而不采用多点接地方式。6、主要的电源干扰包括噪声，尖峰，断电，浪涌_。7、数字程序控制方式有点位控制、直线切削控制、轮廓切削控制。8、插补计算过程由偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判断四个步骤组成。9、将D(S)离散化为D(Z)常用方法有双线性变换法、前向差分法、后向差分法。10、三相步进机的转子为60个齿，定子为3对磁极，工作在三相六拍方式时，则步距角是1度和齿距角是6度。步距角:360/60/6=1度齿距角360/60=6度11、三相步进电机通常有单相三拍、双相三拍和三相六拍工作方式12、PID控制中对积分项可采取积分分离、抗积分饱和、梯形积分和消除积分不灵敏区四种改进措施。13、对微分项进行改进主要有不完全微分PID控制算法和微分先行PID控制算式两种方法。14、按简易工程法整定PID参数的方法有扩充临界比例度法、扩充响应曲线法和归一参数整定法。15、最少拍控制算法有单位阶跃信号、单位速度信号和单位加速度信号三种典型输入信号。二、选择题51、已知偏差e（k),积分分离阈值β，以下正确的是（B）B.当()βke时，采用PI控制B.当()βke时，采用PD控制C.当()β≤ke时，采用PD控制D.当()β≤ke时，采用PI控制2、设加工第一象限直线OA，起点为O（0,0），终点为A（6,3），进行插补计算所需的坐标进给的总步数Nxy为（C）A.7B.8C.9D.103、已知离散系统脉冲传递函数为：G（Z）=（Z+0.5）/(Z-0.5+j0.5)^2,可知该系统是（A）.A.稳定的B。不稳定的C。中性稳定的4、若连续系统为Gc(s)稳定，采用一阶向前差分离散化方法离散，所得Gc(z)（C）。A.也是稳定的B。是不稳定的C。稳定性不一定三、问答题1、什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号。高通,低通,带通滤波器。尖峰型串模干扰民为主要干扰源时,用双积分A/D转换器，采用双绞线作信号引线(减少电磁感应)2、什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？所谓共模干扰,是指A/D转换器两个输入端公有的干扰电压。抑制方法:变压器隔离光电隔离浮地屏蔽3、什么是长线传输干扰，抑制的方法有哪些？长线传输干扰是指:长线传输受到外界干扰,具有信号延时,高速度变化的信号在长线中传输时,还会出现波反射现象。抑制方法:终端匹配始端匹配4、计算机控制系统的CPU抗干扰措施常采用哪些措施？①Watchdog(俗称看门狗)②电源监控(掉电检测及保护)③复位5、MAX1232的主要功能有哪些？6(1)电源监控(2)按钮复位输入(3)监控定时器6、计算机控制系统中有哪些类型的地线？有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线7、何谓数字程序控制？数控系统由哪四大部分组成？就是计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的控制方式。由输入装置、输出装置、控制器和插补器等四大部分组成。8、什么是插补器？常用哪两种形式？插补计算的宗旨是什么？用于完成插补计算，就是按给定的基本数据(如直线的终点坐标,圆弧的起、终点坐标等)，插补(插值)中间坐标数据，从而把曲线形状描述出来的一种计算。直线插补、二次曲线插补宗旨是通过给定的基点坐标，以一定的速度连续定出一系列中间点，而这些中间点的坐标值是以一定的精度逼近给定的线段。9、（1）第一象限直线逐点比较法插补的原理是什么？从直线的起点(即坐标原点)出发，当Fm≥0时，沿＋x轴方向走一步；当Fm＜0时，沿＋y方向走一步；当两方向所走的步数与终点坐标(xe,ye)相等时，发出终点到信号，停止插补。（2）第一象限圆弧的插补原理？10、（1）画出三相步进电机分别在三种工作方式下的电压波形图。（2）微机如何控制x轴、y轴电机的？并写出三种工作方式下的输出字表。11、数字PID位置式和增量式算法的各自特点是什么？增量算法不需要做累加,位置算法要用到过去的误差的累加值,容易产生大的累加误差；增量算法得出的是控制量的增量,而位置算法的输出是控制量的全量输出,误动作影响大；采用增量算法,易于实现手动到自动的无冲击切换。12、数字PID控制算法中，Kp、Ti、Td的物理调节作用分别是什么？Kp为比例增益,能减小误差,但不能消除稳态误差,但Kp加大会引起系统不7稳定。Ti为积分时间常数。只要有足够的时间,积分控制将能完全消除误差。但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡。Td为微分时间常数。可以减小调整时间,从而改变系统的动态性能。13、最少拍控制算法本质上是什么算法，为什么？最少拍控制算法本质上是时间最优控制算法,因为最少拍控制算法是以系统的快速性为主要性能指标。14、最少拍控制算法的局限性是什么？最少拍控制器对典型输入信号的适应性较差；15、已知模拟调节器的传递函数为s.s.sD085011701试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s。s.s.sEsUsD085011701则sSE.sEsSU.sU1700850dttde.tedttdu.tu1700850Tkeke.keTkuku.ku117010850把T=0.2S代入得15354142504251k-e.ke.ku.ku.位置型12982.014561.21579.3kukekeku增量型17018.014561.21579.31kukekekukuku16、已知模拟调节器的传递函数为s.s.sD08501701试写出相应数字控制器的位置型PID算法和增量型PID控制算式，设采样周期T=0.2s。8解：因为)11(17011208501701sTsTKs.s.s.sDdip）（所以07.102dipTTK，，故位置型PID控制器kikiDkiIPiekeiekeTkekeTieTTkeKku000)(7.10.40)(2)(7.10.20)(2)1()()()()(故增量型PID控制器)1(2)(35.4)1()(7.10.40)1()(2)1()2()1(2)()()1()()1()()1()(kekekukekekekukekekeKkeKkekeKkukukukuDIP17、已知某控制系统模拟控制器的传递函数为ssssD5.05.31.0)(2若采样周期T=1S,试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式。并比较两种算法特点。dttedttdetetusEsssEsEsUsssEsUsD)(51)(2)(7)()(51)(2)(7)(5172)()()(kiieTTkekekeku0)(5)1()(2)(7)(将T=1代入上式，得kiiekekeku0)(2.0)1(2)(9)(10)(2.0)2(2)1(9)1(kiiekekeku9)1()()(kukuku)2(2)1(11)(2.9kekeke18、简述应如何选择计算机控制系统中采样周期？答：（1）首先确定采样周期的上下限：上限根据采样定理来确定；下限根据计算机执行程序和输入输出所耗费的时间来确定。（2）其次要考虑的因素有：①给定值的变化率；②被控对象的特性；③执行机构的类型；④控制算法的类型；⑤控制回路数。19、什么叫积分饱和？它是怎么引起的？如何消除？解：（1）