計算機控制技術(shù)階段性作業(yè)11復(fù)習(xí)課程

1、計算機控制技術(shù)階段性 作 業(yè) 1 1精品文檔中國地質(zhì)大學(xué) （武漢 ）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院計算機控制技術(shù) 課程作業(yè) 1（共 3 次作業(yè)）學(xué)習(xí)層次：專升本 涉及章節(jié)：第 1章 第 2 章1、繪制計算機控制系統(tǒng)基本框圖，簡述在計算機控制系統(tǒng)中，計算機的作用2 、什么叫采樣保持器？推導(dǎo)零階保持器的傳遞函數(shù)。為什么閉環(huán)控制系統(tǒng)一 般均采用零階保持器而不用高階保持器？3、比較開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，說明其優(yōu)缺點？ 4、試求下列函數(shù)的 z 變換t(1)e(t) aT(2)e(t) t2e 3t(3)E(s) s 2 1 s(4)s3E(s)s(s 1)(s 2)5、試確定下列函數(shù)的終值(1)E(z)Tz

2、 112(1 z 1)2(2)E(z)0.792z22(z 1)(z2 0.416z 0.208)6、試分別用部分分式法、長除法和留數(shù)法求下列函數(shù)的z 反變換(1)E(z)10z(z 1)(z 2)(2)E(z)z11 2z 17、試用 z 變換法求解下列差分方程：(1) c(k 2) 6c(k 1) 8c(k) r(k) r(k) 1(k), c(k) 0 (k 0)(2) c(k 2) 2c(k 1) c(k) r(k)c(0) c(T) 0 r(n) n, (n 0, 1, 2, )收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔(3) c(k 3) 6c(k 2) 11c(k 1) 6c(

3、 k) 0c( 0) c(1) 1, c(2) 0(4) c(k 2) 5c(k 1) 6c(k) cos(k / 2) c(0) c(1) 08、設(shè)開環(huán)離散系統(tǒng)如題 8圖所示，試求開環(huán)脈沖傳遞函數(shù) G(z) 。題8圖9、試求下列閉環(huán)離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)(z)或輸出 z變換 C(z)10、試求下列閉環(huán)離散系統(tǒng)的輸出 z 變換 C (z)題 10 圖收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔參考答案1、答：計算機控制的基本框圖如圖所示計算機的作用主要有三個方面： 信息處理，對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，輸入信號和根據(jù)控制規(guī)律的要求實現(xiàn)的輸 出偏差信號的計算工作量很大，采用模擬解算裝置不能滿足精度要求，

4、因而需 要采用計算機進(jìn)行處理； 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)。2、答：( 1)將數(shù)字信號序列恢復(fù)成連續(xù)信號的裝置叫采樣保持器。( 2)零階保持器將前一個采樣時刻的采樣值 f(kT)恒定地保持到下一個采樣時刻(k+1)T。也就是說在區(qū)間 kT，(k+1)T 內(nèi)零價保h(t)持器的輸出為常數(shù)。其表達(dá)式為f(t) f(kT) kT t(k+1)T 可以認(rèn)為零階保持器在 (t)作用下的脈沖響應(yīng) h(t)，如圖所示。而 h(t) 又可以看成

5、單位階躍函數(shù) 1(t)與 1(t-T) 的迭加， h(t)=1(t)-1(t-T)。其拉氏變換，即零階保持器的傳遞函數(shù)為：H (s)Ts e3)閉環(huán)控制系統(tǒng)一般均采用零階保持器而不用高階保持器的原因： 與一階保持器及高階保持器相比，零階保持的具有最小的相位滯后； 零階保持的實 現(xiàn)簡單，高階保持器表達(dá)式復(fù)雜，實現(xiàn)起來更復(fù)雜。3、答：( 1 )閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖( a)所示：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，工作穩(wěn)定，當(dāng)輸入信號和擾動能預(yù)先知道收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔時，控制效果較好。缺點：不能自動修正被控制量的偏離，系統(tǒng)的元件參數(shù)變化以及外來的 未知擾動對控制精度影響較大。（ 2）開

6、環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖（ b）所示： 優(yōu)點：具有自動修正被控制量出現(xiàn)偏離的能力，可以修正元件參數(shù)變化 以及外界擾動引起的誤差，控制精度高。缺點：被控量可能出現(xiàn)振蕩，甚至發(fā)散。z14、解 (1) E(z)an z nn02T2 z(z 1)11 azza2）Zt2（z由位移定理：1)3c0c1c25、Z t 2e 3t2 3T 3T T ze (ze1)3T 3( ze 1)2 3TT ze ( z3Te 3T )3T 3 (z e )s11122ssszTzz1( z 1) 2c0c1c2ss1s2s33(s1)(s2)2s32s(s2)1s312 s( s1)2212s 1 s23z2z3) E(

7、s)E(z)4) E(s)232slims0limslsim1T zeE(z) 2(z 1)1)解： ess lizm1(1z1z2(z e 2T ) z 1 ) Tz 1 z 1) 1 2(1 z 1) 22）解：收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔ess lim ( z 1)E( z) z120.792z2 lim 2 z 1 z 2 0.416 z 0.2080.792 11 0.416 0.2086、解：( 1) E(z) 部分分式法10z(z 1)( z 2)E(z)z10E(z)e(nT) 長除法：(z 1)( z 2) z 10z(z 1)10 110z( z 2)10

8、2 nE( z)10z(z 1)( z 2) e* (t ) 10 (t 留數(shù)法T)30Res E( z)Res E( z)e(nT)10101z10210(2n10z2 z(t101)3z 2 10z2T ) 70 (t1 30z2 70 z 33T)10zlim 10 z 1 z 210zn 10 2n z110(2n 1)limz22ne* (t)10(2n 1) (t nT)n02) E( z)z( 3z 1) z( 3z 1)1 2zz2z2 2z 1 (z 1) 2 部分分式法E(z)13z2z(z1)2(z 1) 2E(z)2z3z(z2z11)2e(t)2t T31(t)*e*

9、 (t)2nT 3 (tn0T3 z1nT ) ( 2n 3) (t nT ) n0 長除法：收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔E(z)3z23 5z7 z 2 9z 32z 1e* (t )3 (t) 5 (t T) 7 (t 2T) 9 (t 3T ) 留數(shù)法e(nT)Res E(z)n3( m lin1z z 11 lim d ( 3z21! s 1 dzz)n1 z7、(1)解：令 t T ，代入原方程可得： c(T) 0 。對差分方程兩端取 z變 換，整理得C(z)2R(z)z6z8(z2)( z 4) z 1C(z)111111z3z12z26z41z1z1zC(z)3z

10、12z26z41n1n1nc(nT)1n2n4326( 2) c(k 2)2c(k1)c(k)r(k)c(0) c(T ) 0 r(n) n, (n 0, 1, 2, ) 解：對差分方程兩端取 z 變換，整理得收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔C(z)1z22z2 2z 1 (z 1) 2z22 (z 1)2 (z 1)2Res C(z)n11 d z n 1lim 2 z1! z 1 dz ( z 1)2z ( z m linz3)1Res C(z)c(nT)c (t )n0n2 2 23n4z( z 1)2 n z dz ( z n 1 n 141 lim d1! z 1dzdl

11、im11)1)nn( 1) n(t1)2limzn nz1(z231) 2 2( z 1) 3nT)6c( k 2) c(1) 解：對差分方程兩端取 z3C( z) z3c(0) 11 zC(z) zc(0) 代入初值條件整理得(3)c(k3)c(0)11c( k 1) c(2) 0 z 變換得 z26c(k)1,c(1) zc(2)6C( z) 06 z2C( z)z2c(0)zc(1)(z36z211z6) C( z)3 z7z217z3 z7z2 17zC(z)32z6z211z 6C(z)1117151z2z1z222311nn5nn11c(n)(1)n7( 2)n(3) n (1)n

12、2224)解：由原方程可得7 2n5 3n2z( z cos )(z2 5z 6) C( z)2z2 2zcos 122zz2 1收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除2n3n1c(nT )(2)n( 3)ncosn sin n5101022( 1)n 112n11 3n11cos n sin n51010 2 2a)Z2 s22z精品文檔c)Z(1 e s )s10( s 2)(s 5)10(1z1)Z1s(s 2)( s 5)22C(z)zz(z225z 6)( z21)2( z 2)(z 3)(z2 1)C(z)z2 1 3 1 1 z 1z(z22)( z 3)( z21)25 z 2

13、10 z 3 10 z2 15Zs55zze5TG( z) Z2Z510z2s2s5(z2 T5Te 2T )(z e 5T )（b）Z 2 5 Zs 2 s 51011012T5 T10 z(e e )3s23s52 T 5T3 (z e 2T)(z e 5T)G(z)Z25102T 5T z(e 2T e 5T )2T 5T8、解：ze2Ts 2 s 5 3 (z e 2T)(z e 5T)z1z5z2z5z12z1G(z)2T5T1 2T5Tzz13ze3ze3 z e 2T3 z e 5T52T25T22T5 5T7T(1ee5T ) zeee33332T5T(ze)(ze)10( z

14、 1) 1 1 Zz 10 s1 1 1 16 s 2 15 s 59、解：將原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖等效變換為收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除G(z) G1(z) E(z) B1(z) B1(z) 1 G1 GB1(精品文檔G1G2 ( z) E(z) B1(z) 2(z) B1(z) G1G2 (z)E(z) )G1G2(z) E(z)1 G1G2 (z)G1G2 ( z)G1( z) 1E(z)E( z)G1( z) E( z)G1G2 (z)1 G1G2 (z)(z) B2 (z)B2 (z) G3 (z) C(z)( z) G3( z) C( z)C(z) G1G2 (z)1 G1G2 (z)1 G1G2(z) C(z) G1(z) R(z) G3(z) C(z)1 G1G2(z) G1(z)G3(z) C(z