計算機控制復(fù)習(xí)題庫.doc

所有計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（因為他考慮了1,0點而我們的不需要），填空題答案不一定對1、 計算機控制系統(tǒng)的控制過程可以歸結(jié)為 、 、 三個步驟。2、 計算機控制系統(tǒng)是由 和 兩大部分組成。 3、 計算機控制系統(tǒng)中計算機的作用：（3個）4、 計算機控制系統(tǒng)的特點 、 、 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) ，是研究的主要對象。A/D和D/A轉(zhuǎn)換器只影響系統(tǒng) 。6、 在計算機控制系統(tǒng)中，信號是以脈沖序列或數(shù)字序列的方式傳遞的，把連續(xù)信號變成數(shù)字序列的過程叫做 ；實現(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f *(t)才能夠無失真地復(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)時間函數(shù)f(t)在 的特性，而不能反映兩個 的特性，從這個意義上來說，連續(xù)時間函數(shù)f(t)與相應(yīng)的離散時間函數(shù)f *(t)具有相同的Z變換。9、 Z傳遞函數(shù)的物理可實現(xiàn)性從物理概念上說就是系統(tǒng)的輸出只能產(chǎn)生于輸入信號作用于 。10、由 知，k時刻的輸出y(k)不依賴于k時刻之后的輸入，只取決于k時刻及k時刻之前的輸入和k時刻之前的輸出。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)是物理可實現(xiàn)的，則要求 。否則，物理不可實現(xiàn)的。12、在連續(xù)系統(tǒng)中，如果其閉環(huán)傳遞函數(shù)的極點都在S平面的 ，或者說它的閉環(huán)特征方程的根的實部小于零，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。由此可以想見，離散系統(tǒng)的閉環(huán)Z傳遞函數(shù)的全部極點（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)是在最少的幾個采樣周期內(nèi)達到在 輸入輸出無誤差的系統(tǒng)。顯然，這種系統(tǒng)對閉環(huán)Z傳遞函數(shù)W(z)的性能要求是 和 。17、對系統(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)等典型輸入信號作用下，系統(tǒng)在 無穩(wěn)態(tài)誤差，并且調(diào)整時間為最少拍。18、產(chǎn)生波紋的原因是 。19、要想消除波紋，就要求 和 同時結(jié)束過渡過程，否則，就會產(chǎn)生波動現(xiàn)象，要求D(z)We(z)為z-1的有限多項式，即 能 被整除即可。20、如果系統(tǒng)要抑制擾動的影響，則對Wf(z)的要求是：對于設(shè)計中的擾動作用，不產(chǎn)生 。21、在一個計算機控制系統(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)點是易于構(gòu)成 的系統(tǒng)。22、復(fù)合控制系統(tǒng)設(shè)計先根據(jù)抑制閉環(huán)回路擾動的影響要求確定D1(z)，在確定 D2(z)和D3(z)。其中 D2(z)和D3(z)的作用 。23、數(shù)字控制器的計算機程序設(shè)計時必須變 的形式，其設(shè)計方法具體有： 、 、 三種。24、系統(tǒng)的數(shù)字控制器可用模擬控制器代替，使整個系統(tǒng)成為模擬系統(tǒng)，從而可用模擬化方法進行設(shè)計的條件： 。25、系統(tǒng)的數(shù)字控制器可用模擬控制器代替，使整個系統(tǒng)成為模擬系統(tǒng)等效的必要條件是 ，這是計算機控制系統(tǒng)等效離散化設(shè)計方法的理論依據(jù)。26、一個二階系統(tǒng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)可表示為 當(dāng) 時，阻尼系數(shù) ，其性能最好。27、模擬控制器就是模擬信號濾波器應(yīng)用于反饋控制系統(tǒng)中作為 。濾波器對控制信號中有用的信號起著 和 的作用，而對無用的信號起著 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、在實際工業(yè)控制中，被控對象通常都有貯能元件存在，這就造成系統(tǒng)對輸入作用的響應(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)來消除 的影響，這就形成了按 的系統(tǒng)。31、對于系統(tǒng)響應(yīng)為有限值的控制對象存在穩(wěn)態(tài)誤差。加大比例系數(shù)KP可以 ，但是，KP過大時，會使系統(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)的代價是 。（快速、無誤差）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、計算機控制過程是根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量，輸出控制量u(k)直接決定了執(zhí)行機構(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：（3點）36、由于微分作用容易引起 ，可以引入 消除。37、對于實際生產(chǎn)過程中含有純滯后的對象系統(tǒng)，宜采用 和 兩種控制方法進行控制。38、振鈴現(xiàn)象對系統(tǒng)輸出幾乎無任何影響，但會 。39、設(shè)數(shù)字控制器 ，其振鈴幅度RA為 。40、大林算法的設(shè)計目標(biāo)是設(shè)計一個合適的數(shù)字控制器，使整個閉環(huán)系統(tǒng)所期望的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個 ，其中純滯后環(huán)節(jié)后的時間和被控對象的滯后時間 。這樣就能保證系統(tǒng)不產(chǎn)生 ，同時保證系統(tǒng)的 。41、Smith預(yù)估是引入一個與被控對象 的補償器，該補償器被稱為 。42、在串級控制中有主回路和副回路之分，主回路一般有 個，而副回路一般有 個，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、串級控制的算法是由 依次進行計算。44、在存在擾動的系統(tǒng)中，可以直接按照擾動進行控制，稱作 。45、純滯后信號的產(chǎn)生辦法有 、 、 。47、所謂前饋控制，實質(zhì)上是一種直接按照 而不是按 進行校正的控制方式，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)所測得擾動的 和 按一定規(guī)律去控制，以抵消該擾動量對被控參數(shù)的影響。在控制算式及參數(shù)選擇恰當(dāng)時，可以使被控參數(shù)不會因干擾作用而產(chǎn)生偏差，所以它比 要及時得多。 50、在前饋控制系統(tǒng)中，擾動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)計方法有 、 、 。52、干擾嚴(yán)重影響了控制系統(tǒng)的 和 。有時要求計算機控制系統(tǒng)有極高的抗干擾能力。53、計算機控制系統(tǒng)運行環(huán)境的各種干擾主要表現(xiàn)在 、 等。54、 一般采用一點接地， 依工作電流的頻率不同有一點接地和多點接地兩種， 時，采用一點接地； 時采用多點接地。 采用有點解和多點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 作為信號的前置放大器。59、計算機的 及其 提供了CPU使用外圍通道的全部控制信號。60、外圍通道的地址對CPU來說有兩種編址方式有 、 。61、計算機與外圍通道進行數(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，它是描述計算機控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的一般表達式，對于實際的應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)物理可實現(xiàn)條件，應(yīng)有 。65、最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計的假設(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、計算機對外圍通道控制的工作基礎(chǔ)是 ，具體實施是通過 進行的。69、計算機與外圍設(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為 、 、 。73、為使接口具有一定的通用性，還對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)計最少拍有紋波控制系統(tǒng)。77、R(S)=1/S，T=0.5S 設(shè)計最少拍有紋波控制系統(tǒng)78、R(S)=1/S T=0.1S 設(shè)計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）針對單位速度輸入信號設(shè)計最少拍無紋波系統(tǒng)的 ，并計算輸出響應(yīng)（2）針對單位階躍輸入信號設(shè)計最少拍有紋波系統(tǒng)的 ，并計算輸出響應(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)，被控對象 ，采樣周期T=1S，試設(shè)計一單位階躍輸入時的最小拍無紋波控制器 82答案：1、 實時數(shù)據(jù)采集、實時決策、實時控制2、 計算機、工業(yè)控制對象3、 信息處理，用計算機的軟件程序?qū)崿F(xiàn)對控制系統(tǒng)的校正以保證控制系統(tǒng)具有所要求的動態(tài)特性；由于計算機具有快速完成復(fù)雜的工程計算的能力，因而可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等高級控制功能及多功能計算調(diào)節(jié)。4、 （1)運算速度快，精度高。 (2)成本小，性能價格比高。(3)軟件功能豐富，編程方便和硬件體積小(4)可靠性高。(5) 可維護性強。(6)技術(shù)更新快、信息綜合性強、操作便利。5、 動態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)控制精度6、 采樣過程、采用開關(guān)7、 s2max、 fs2fmax 、2TsTmax8、 采樣時刻上、采樣時刻間 9、 系統(tǒng)之后10、物理可實現(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、采樣時刻、快速性、穩(wěn)定性17、采樣點上18、因為 不是關(guān)于z-1的有限多項式，這樣使u*(t)的過渡過程不結(jié)束，從而使輸出y*(t)產(chǎn)生波動。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22、前饋數(shù)字補償器、前饋數(shù)字補償器（濾波器）23、差分方程、直接程序設(shè)計法、串行程序設(shè)計法、并行程序設(shè)計法24、系統(tǒng)的采樣頻率相對于系統(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、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)行機構(gòu)的機械磨損39、1.340、純滯后環(huán)節(jié)與一個慣性環(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)估補償器42、1、一個或多個、給定值修正、控制量作用于對象43、外路向內(nèi)路44、前饋控制45、儲存單元法、二項式近似法、多項式近似法47、擾動量，偏差大小、方向、反饋控制50、擾動通道、控制通道51、對角陣法、單位陣法、補償法52、可靠性、實時性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、高頻時、帶寬很寬55、電磁屏蔽、電場屏蔽、磁場屏蔽變壓器隔離、繼電器隔離、光電耦合隔離56、干擾電壓和信號電壓串聯(lián)疊加于負載或放大器的輸入端、（1）合理選用信號線、（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、通信兩端相對于零點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，y(k)=u(k)=065、（1)G(z)在單位圓上和圓外無極點，（1，j0）點除外；(2)G(z)在單位圓上和圓外無零點；(3)G0(s)中不含純滯后，q是T的整數(shù)倍。66、快速，無誤差、快速，減小超調(diào)67、試湊法、擴