計(jì)算機(jī)控制復(fù)習(xí)題庫(kù).doc

所有計(jì)算題的答案步驟和書上的不一樣但結(jié)果一樣，自己看著辦（因?yàn)樗紤]了1,0點(diǎn)而我們的不需要），填空題答案不一定對(duì)1、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程可以歸結(jié)為 、 、 三個(gè)步驟。2、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由 和 兩大部分組成。 3、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的作用：（3個(gè)）4、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 、 、 等。5、 采樣器、保持器和數(shù)字控制器的結(jié)構(gòu)形式和控制規(guī)律決定系統(tǒng) ，是研究的主要對(duì)象。A/D和D/A轉(zhuǎn)換器只影響系統(tǒng) 。6、 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，信號(hào)是以脈沖序列或數(shù)字序列的方式傳遞的，把連續(xù)信號(hào)變成數(shù)字序列的過(guò)程叫做 ；實(shí)現(xiàn)采樣的裝置叫 。7、 香農(nóng)(Shannon)采樣定理采樣的角頻率、頻率、周期只有滿足下面的關(guān)系 、 、 采樣后的離散信號(hào)f *(t)才能夠無(wú)失真地復(fù)現(xiàn)f(t)。否則不能從f *(t)中恢復(fù)f(t)。8、 在Z變換的過(guò)程中，由于僅僅考慮的是f(t)在采樣瞬間的狀態(tài)，所以上式只能表征連續(xù)時(shí)間函數(shù)f(t)在 的特性，而不能反映兩個(gè) 的特性，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，連續(xù)時(shí)間函數(shù)f(t)與相應(yīng)的離散時(shí)間函數(shù)f *(t)具有相同的Z變換。9、 Z傳遞函數(shù)的物理可實(shí)現(xiàn)性從物理概念上說(shuō)就是系統(tǒng)的輸出只能產(chǎn)生于輸入信號(hào)作用于 。10、由 知，k時(shí)刻的輸出y(k)不依賴于k時(shí)刻之后的輸入，只取決于k時(shí)刻及k時(shí)刻之前的輸入和k時(shí)刻之前的輸出。故G(z)是 的11、不失一般性，假定其中的系統(tǒng)m0，n0，其余系數(shù)為任意給定值，則如果G(z)是物理可實(shí)現(xiàn)的，則要求 。否則，物理不可實(shí)現(xiàn)的。12、在連續(xù)系統(tǒng)中，如果其閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)都在S平面的 ，或者說(shuō)它的閉環(huán)特征方程的根的實(shí)部小于零，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。由此可以想見(jiàn)，離散系統(tǒng)的閉環(huán)Z傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)（特征方程的根）必須在Z平面中的 ，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。13、離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是： 。14、這種變換稱為W變換，它將Z特征方程變成W特征方程，這樣就可以用Routh準(zhǔn)則來(lái)判斷W特征方程的根是否在W平面的 ，即系統(tǒng)是否穩(wěn)定15、線性定常離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，不但與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，而且與輸入序列的形式及幅值有關(guān)，除此之外，離散系統(tǒng)的 與 的選取也有關(guān)。16、最少拍控制系統(tǒng)是在最少的幾個(gè)采樣周期內(nèi)達(dá)到在 輸入輸出無(wú)誤差的系統(tǒng)。顯然，這種系統(tǒng)對(duì)閉環(huán)Z傳遞函數(shù)W(z)的性能要求是 和 。17、對(duì)系統(tǒng)提出性能指標(biāo)要求是，在單位階躍函數(shù)或等速函數(shù)、等加速度函數(shù)等典型輸入信號(hào)作用下，系統(tǒng)在 無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差，并且調(diào)整時(shí)間為最少拍。18、產(chǎn)生波紋的原因是 。19、要想消除波紋，就要求 和 同時(shí)結(jié)束過(guò)渡過(guò)程，否則，就會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)現(xiàn)象，要求D(z)We(z)為z-1的有限多項(xiàng)式，即 能 被整除即可。20、如果系統(tǒng)要抑制擾動(dòng)的影響，則對(duì)Wf(z)的要求是：對(duì)于設(shè)計(jì)中的擾動(dòng)作用，不產(chǎn)生 。21、在一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，組合使用 與 兩種控制，稱之復(fù)合控制。復(fù)合控制的最大優(yōu)點(diǎn)是易于構(gòu)成 的系統(tǒng)。22、復(fù)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)先根據(jù)抑制閉環(huán)回路擾動(dòng)的影響要求確定D1(z)，在確定 D2(z)和D3(z)。其中 D2(z)和D3(z)的作用 。23、數(shù)字控制器的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)時(shí)必須變 的形式，其設(shè)計(jì)方法具體有： 、 、 三種。24、系統(tǒng)的數(shù)字控制器可用模擬控制器代替，使整個(gè)系統(tǒng)成為模擬系統(tǒng)，從而可用模擬化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的條件： 。25、系統(tǒng)的數(shù)字控制器可用模擬控制器代替，使整個(gè)系統(tǒng)成為模擬系統(tǒng)等效的必要條件是 ，這是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等效離散化設(shè)計(jì)方法的理論依據(jù)。26、一個(gè)二階系統(tǒng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)可表示為 當(dāng) 時(shí)，阻尼系數(shù) ，其性能最好。27、模擬控制器就是模擬信號(hào)濾波器應(yīng)用于反饋控制系統(tǒng)中作為 。濾波器對(duì)控制信號(hào)中有用的信號(hào)起著 和 的作用，而對(duì)無(wú)用的信號(hào)起著 和 的作用。模擬控制器離散化成的數(shù)字控制器，也可以認(rèn)為是 。28、由于軟件系統(tǒng)的靈活性，PID算法可以得到修正和完善，從而使數(shù)字PID具有很大的 和 ， 這是使用PID算法的原因。29、在實(shí)際工業(yè)控制中，被控對(duì)象通常都有貯能元件存在，這就造成系統(tǒng)對(duì)輸入作用的響應(yīng)有一定的 。30、為了改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，在系統(tǒng)中引入偏差的比例調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)的 。引入偏差的積分調(diào)節(jié)以提高 ，引入偏差的微分調(diào)節(jié)來(lái)消除 的影響，這就形成了按 的系統(tǒng)。31、對(duì)于系統(tǒng)響應(yīng)為有限值的控制對(duì)象存在穩(wěn)態(tài)誤差。加大比例系數(shù)KP可以 ，但是，KP過(guò)大時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)的 ，引起 ，甚至導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。32、在比例調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上引入積分調(diào)節(jié)的代價(jià)是 。（快速、無(wú)誤差）33、在比例調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上引入微分作用是 。（快速，減小超調(diào)）34、計(jì)算機(jī)控制過(guò)程是根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值計(jì)算控制量，輸出控制量u(k)直接決定了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置(如流量、壓力、閥門等的開啟位置)，故稱位置式PID控制算法。35、增量型PID控制算法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（3點(diǎn)）36、由于微分作用容易引起 ，可以引入 消除。37、對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中含有純滯后的對(duì)象系統(tǒng)，宜采用 和 兩種控制方法進(jìn)行控制。38、振鈴現(xiàn)象對(duì)系統(tǒng)輸出幾乎無(wú)任何影響，但會(huì) 。39、設(shè)數(shù)字控制器 ，其振鈴幅度RA為 。40、大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器，使整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)所期望的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個(gè) ，其中純滯后環(huán)節(jié)后的時(shí)間和被控對(duì)象的滯后時(shí)間 。這樣就能保證系統(tǒng)不產(chǎn)生 ，同時(shí)保證系統(tǒng)的 。41、Smith預(yù)估是引入一個(gè)與被控對(duì)象 的補(bǔ)償器，該補(bǔ)償器被稱為 。42、在串級(jí)控制中有主回路和副回路之分，主回路一般有 個(gè)，而副回路一般有 個(gè)，主回路的輸出作為副回路 的依據(jù)，副回路的輸出作為真正的 。43、串級(jí)控制的算法是由 依次進(jìn)行計(jì)算。44、在存在擾動(dòng)的系統(tǒng)中，可以直接按照擾動(dòng)進(jìn)行控制，稱作 。45、純滯后信號(hào)的產(chǎn)生辦法有 、 、 。47、所謂前饋控制，實(shí)質(zhì)上是一種直接按照 而不是按 進(jìn)行校正的控制方式，即當(dāng)影響被控參數(shù)的干擾一出現(xiàn)，控制器就直接根據(jù)所測(cè)得擾動(dòng)的 和 按一定規(guī)律去控制，以抵消該擾動(dòng)量對(duì)被控參數(shù)的影響。在控制算式及參數(shù)選擇恰當(dāng)時(shí)，可以使被控參數(shù)不會(huì)因干擾作用而產(chǎn)生偏差，所以它比 要及時(shí)得多。 50、在前饋控制系統(tǒng)中，擾動(dòng)f（t）的作用通道可以看著是兩條，一條是 ，另一條是 。51、解耦控制器的設(shè)計(jì)方法有 、 、 。52、干擾嚴(yán)重影響了控制系統(tǒng)的 和 。有時(shí)要求計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有極高的抗干擾能力。53、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的各種干擾主要表現(xiàn)在 、 等。54、 一般采用一點(diǎn)接地， 依工作電流的頻率不同有一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種， 時(shí)，采用一點(diǎn)接地； 時(shí)采用多點(diǎn)接地。 采用有點(diǎn)解和多點(diǎn)接地混合方式接地方式。55、屏蔽可分為 、 、 ；隔離電路有 、 、 。56、串模干擾是 ；抑制串模干擾的技術(shù)有 。57、共模干擾表現(xiàn)為 ，共模干擾只有轉(zhuǎn)換成 才會(huì)干擾系統(tǒng)。58、抑制共模干擾的方法之一就是采用 作為信號(hào)的前置放大器。59、計(jì)算機(jī)的 及其 提供了CPU使用外圍通道的全部控制信號(hào)。60、外圍通道的地址對(duì)CPU來(lái)說(shuō)有兩種編址方式有 、 。61、計(jì)算機(jī)與外圍通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞酵ǔＳ袃煞N： 和 。62、程序傳送方式可以分為： 、 、 三種。63、CPU相應(yīng)中斷的條件是 。64、由n階線性定常離散系統(tǒng)的差分方程 知，它是描述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的一般表達(dá)式，對(duì)于實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)物理可實(shí)現(xiàn)條件，應(yīng)有 。65、最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的假設(shè)條件是 。66、PI控制器的作用 ；PD控制器的作用 。67、PID參數(shù)的整定方法有有 、 、 。68、計(jì)算機(jī)對(duì)外圍通道控制的工作基礎(chǔ)是 ，具體實(shí)施是通過(guò) 進(jìn)行的。69、計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備的連接一般要用到 、 和 。70、 作為CPU與外設(shè)通訊的橋梁。71、CPU與外設(shè)通信要傳遞的信息有三方面內(nèi)容是 、 、 。72、將接口作為CPU和外圍通道連接的橋梁是因?yàn)?、 、 。73、為使接口具有一定的通用性，還對(duì)其需要添加一些控制邏輯，它們是 、 、 。74、接口的功能 、 、 、 、 、 、 。75、前置放大器的任務(wù)是將 范圍之內(nèi)。76、R(z)= Tz-1 /(1-z -1)2，T=1s設(shè)計(jì)最少拍有紋波控制系統(tǒng)。77、R(S)=1/S，T=0.5S 設(shè)計(jì)最少拍有紋波控制系統(tǒng)78、R(S)=1/S T=0.1S 設(shè)計(jì)最少拍有紋波控制系統(tǒng)第76題圖 第77題圖 第78題圖79、 已知被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為 采樣周期T=0.1s，采用零階保持器。要求（1）針對(duì)單位速度輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍無(wú)紋波系統(tǒng)的 ，并計(jì)算輸出響應(yīng)（2）針對(duì)單位階躍輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍有紋波系統(tǒng)的 ，并計(jì)算輸出響應(yīng) 80、已知調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為， T=0.5秒試用向后差分變換法，求Gc(z)和差分方程。781、推導(dǎo)下列各圖輸出量的Z變換82、如圖系統(tǒng)，被控對(duì)象 ，采樣周期T=1S，試設(shè)計(jì)一單位階躍輸入時(shí)的最小拍無(wú)紋波控制器 82答案：1、 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)決策、實(shí)時(shí)控制2、 計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制對(duì)象3、 信息處理，用計(jì)算機(jī)的軟件程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的校正以保證控制系統(tǒng)具有所要求的動(dòng)態(tài)特性；由于計(jì)算機(jī)具有快速完成復(fù)雜的工程計(jì)算的能力，因而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等高級(jí)控制功能及多功能計(jì)算調(diào)節(jié)。4、 （1)運(yùn)算速度快，精度高。 (2)成本小，性能價(jià)格比高。(3)軟件功能豐富，編程方便和硬件體積小(4)可靠性高。(5) 可維護(hù)性強(qiáng)。(6)技術(shù)更新快、信息綜合性強(qiáng)、操作便利。5、 動(dòng)態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)控制精度6、 采樣過(guò)程、采用開關(guān)7、 s2max、 fs2fmax 、2TsTmax8、 采樣時(shí)刻上、采樣時(shí)刻間 9、 系統(tǒng)之后10、物理可實(shí)現(xiàn)11、mn12、左半平面、單位圓內(nèi)13、閉環(huán)z傳函的全部極點(diǎn)位z平面的的單位圓內(nèi)14、左半平面15、穩(wěn)態(tài)誤差、采樣頻率16、采樣時(shí)刻、快速性、穩(wěn)定性17、采樣點(diǎn)上18、因?yàn)?不是關(guān)于z-1的有限多項(xiàng)式，這樣使u*(t)的過(guò)渡過(guò)程不結(jié)束，從而使輸出y*(t)產(chǎn)生波動(dòng)。19、u*（t）、y*（t） 、W(z)、G(z)20、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)21、反饋控制、前饋控制、抗外部干擾能力強(qiáng)22、前饋數(shù)字補(bǔ)償器、前饋數(shù)字補(bǔ)償器（濾波器）23、差分方程、直接程序設(shè)計(jì)法、串行程序設(shè)計(jì)法、并行程序設(shè)計(jì)法24、系統(tǒng)的采樣頻率相對(duì)于系統(tǒng)的工作頻率足夠大25采樣周期足夠小26、T2=T12/2、=0.70727、校正裝置、保存、加強(qiáng)、抑制、衰減28、靈活性、適用性29、慣性30、快速性、穩(wěn)定性、系統(tǒng)慣性、偏差PID調(diào)節(jié)31、減小穩(wěn)態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)質(zhì)量變壞、輸出振蕩32、降低系統(tǒng)的快速性33、有助于減小超調(diào)量，康復(fù)振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn) 定34、35、P11236、高頻干擾、低通濾波器37、大林算法、史密斯預(yù)估38、增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械磨損39、1.340、純滯后環(huán)節(jié)與一個(gè)慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)、完全相等、 超調(diào)、穩(wěn)定性41、并聯(lián)、史密斯預(yù)估補(bǔ)償器42、1、一個(gè)或多個(gè)、給定值修正、控制量作用于對(duì)象43、外路向內(nèi)路44、前饋控制45、儲(chǔ)存單元法、二項(xiàng)式近似法、多項(xiàng)式近似法47、擾動(dòng)量，偏差大小、方向、反饋控制50、擾動(dòng)通道、控制通道51、對(duì)角陣法、單位陣法、補(bǔ)償法52、可靠性、實(shí)時(shí)性53、惡厲的供電條件、嚴(yán)重的噪聲干擾54、安全接地、工作接地、低頻時(shí)、高頻時(shí)、帶寬很寬55、電磁屏蔽、電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽變壓器隔離、繼電器隔離、光電耦合隔離56、干擾電壓和信號(hào)電壓串聯(lián)疊加于負(fù)載或放大器的輸入端、（1）合理選用信號(hào)線、（2）加裝濾波器、（3）選擇合適的A/D轉(zhuǎn)換器、（4）采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)（5）用光電耦合隔離干擾、（6）采用高質(zhì)量的穩(wěn)壓電源57、通信兩端相對(duì)于零點(diǎn)位所共有的干擾電壓、串模干擾58、差分濾波器59、輸入輸出指令、有關(guān)邏輯60、按儲(chǔ)存器布局、按輸入/輸出布局方式61、DMA傳送、程序傳送62、握手式、查詢式、中斷控制方式63、有中斷信號(hào)產(chǎn)生，該中斷不被屏蔽，中斷開放，cpu完成當(dāng)前指令才響應(yīng)中斷64、k0。當(dāng)k0時(shí)，y(k)=u(k)=065、（1)G(z)在單位圓上和圓外無(wú)極點(diǎn)，（1，j0）點(diǎn)除外；(2)G(z)在單位圓上和圓外無(wú)零點(diǎn)；(3)G0(s)中不含純滯后，q是T的整數(shù)倍。66、快速，無(wú)誤差、快速，減小超調(diào)67、試湊法、擴(kuò)