微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)習(xí)題1

1、計(jì)算機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)工業(yè)控制 習(xí)題及復(fù)習(xí)題講解習(xí)題及復(fù)習(xí)題講解采用8255的PA端口作為三相步進(jìn)的控制接口要求：（1）畫出接口電路原理圖； （2）列出步進(jìn)電機(jī)在三相雙三拍和三相六拍工作方式下的輸出控制字表。 （2）雙三拍工作方式下的控制字表存貯地址編號(hào)A口輸出字ADX103HADX206HADX305H三相六拍工作方式下的控制字表存貯地址編號(hào)A口輸出字ADX101HADX203HADX302HADX406HADX504HADX605H1201211( )1aa za zD zz 10121( )1bb zD zz 01201,a a a b b1( )D z2( )D z在圖示的計(jì)算機(jī)串級(jí)控制

2、系統(tǒng)中，已知采樣周期為在圖示的計(jì)算機(jī)串級(jí)控制系統(tǒng)中，已知采樣周期為T，且有，且有其中其中 是使是使 和和 能夠?qū)崿F(xiàn)的常數(shù)，試寫出計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)的常數(shù)，試寫出計(jì)算機(jī)串級(jí)控制算法。算機(jī)串級(jí)控制算法。 111( )( )( )e kr ky k 1( )D z解：解：1.計(jì)算主回路偏差計(jì)算主回路偏差2. 計(jì)算主回路控制器計(jì)算主回路控制器 的輸出的輸出120121111110 11 12 1( )( )1( )( )(1)( )(1)(2)aa za zUzD zzE zu ku ka e ka e ka e k 計(jì)算副回路的偏差計(jì)算副回路的偏差 212( )( )( )e ku ky k計(jì)算副回路控制器

3、計(jì)算副回路控制器 的輸出的輸出2( )D z1012212220212( )( )1( )( )(1)( )(1)bb zUzD zzEzu ku kb e kb e k 1( )1scG ses 1Ts 被控對象的傳遞函數(shù)為被控對象的傳遞函數(shù)為 ，采樣周期，采樣周期 ，要求：，要求：1）采用施密特預(yù)估控制，并按圖示結(jié)構(gòu)，求取控制器的輸出）采用施密特預(yù)估控制，并按圖示結(jié)構(gòu)，求取控制器的輸出 2）試用達(dá)林算法設(shè)計(jì)數(shù)字控制器）試用達(dá)林算法設(shè)計(jì)數(shù)字控制器 ，并求取，并求取 的遞推形的遞推形式，假設(shè)式，假設(shè) ( )u k( )D z( )u k2Ts 解解:11)計(jì)算反饋回路的偏差：計(jì)算反饋回路的偏差

4、： 1( )( )( )e kr ky k2)計(jì)算純滯后補(bǔ)償器的輸出計(jì)算純滯后補(bǔ)償器的輸出 ( )y k ( )(1) (1)(1)y kay kb u ku kN 1fT 1fK 1NT ， 1fTTaee 111fTTfbKee 11( )(1)(1) (1)(2)ykeykeu ku k 3)計(jì)算偏差計(jì)算偏差 21( )( )( )e ke ky k 4)計(jì)算控制器的輸出計(jì)算控制器的輸出222222( )(1)( )(1)( )(1)( ) ( )2(1)(2)PIDu ku ku ku kKe ke kK e kKe ke ke k 11111111111 211 211 221( )

5、( )( ) 1( )1(1)( ) 1(1)(1)(1)(1)1(1)(1)(1)( )(1)1(1)( )T TNT TT TNT TT TT TT TT TNzD zG zzzeG zezezezeKeezeze zeU zeezezE z 1 21 21 21 2111( )(1)(1) (2)(1)(1) ( )(1)(1)(1)u keu keu keeee ke kee2.達(dá)林算法達(dá)林算法設(shè)計(jì)出設(shè)計(jì)出8路模擬量采集系統(tǒng)。請畫出接口電路原理圖，路模擬量采集系統(tǒng)。請畫出接口電路原理圖，并編寫相應(yīng)的并編寫相應(yīng)的8路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。 1、某系統(tǒng)的連續(xù)控制器設(shè)計(jì)為

6、、某系統(tǒng)的連續(xù)控制器設(shè)計(jì)為sTsTsEsUsD2111)()()(試用雙線性變換法、前向差分法、后向差分法分別求出數(shù)字試用雙線性變換法、前向差分法、后向差分法分別求出數(shù)字控制器控制器D(z)，并分別給出三種方法的遞推控制算法。，并分別給出三種方法的遞推控制算法。解：雙線性變換公式為：解：雙線性變換公式為：112)()()()(zzTssDzEzUzD1122111zzTssTsT112zzTs22112)2(2)2()()()(TTzTTTTzTTzEzUzD作業(yè)講解作業(yè)講解 ) 1(22)(22kuTTTTku22112)2(2)2()()()(TTzTTTTzTTzEzUzD122111)

7、2()2()2()2()()(zTTTTzTTTTzEzU)2()2)(122zTTTTzU)()2()2(111zEzTTTT) 1()2()2)(11keTTTTke) 1(22)(22) 1(22)(212122keTTTTkeTTTTkuTTTTku) 1(22)(22) 1(22)(212122keTTTTkeTTTTkuTTTTku) 1(22)(22) 1(22) 1()()(21212keTTTTkeTTTTkuTTTkukuku遞推控制算法為：遞推控制算法為：增量控制算法為：增量控制算法為：2、已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為、已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為sssEsUsD085. 0

8、117. 01)()()(試寫出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型和增量型的控制算式，設(shè)采試寫出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型和增量型的控制算式，設(shè)采樣周期樣周期T0.2s。解：雙線性變換公式為：解：雙線性變換公式為：112)()()()(zzTssDzEzUzD112085.0117.01zzTsss112zzTs1115.085.17 .07 .215.085.17 .07 .2)()()(zzzzzEzUzD)()7 .07 .2()15.085.1)(11zEzzzU)()7 .07 .2()15.085.1)(11zEzzzU)(7 .0)(7 .2)(15.0)(85.111zEzzEzUzzU)1(

9、7 .0)(7 .2)1(15.0)(85.1kekekuku)1(85.17 .0)(85.17 .2)1(85.115.0)(kekekuku)1(38.0)(46.1)1(08.0)(kekekuku遞推控制算法為：遞推控制算法為：)1(38.0)(46.1)1(08.0)(kekekuku增量控制算法為：增量控制算法為：) 1(38. 0)(46. 1) 1(08. 1) 1()()(kekekukukuku習(xí)題：已知被控對象的傳遞函數(shù)為習(xí)題：已知被控對象的傳遞函數(shù)為 ，采樣周，采樣周期期T1s。采用零階保持器，要求針對單位階躍輸入信號(hào)。采用零階保持器，要求針對單位階躍輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少

10、拍有紋波和無紋波控制器，求出系統(tǒng)誤差和系統(tǒng)設(shè)計(jì)最少拍有紋波和無紋波控制器，求出系統(tǒng)誤差和系統(tǒng)的輸出。的輸出。) 11 . 0(10)(sssGc解：解：1）)()()(sGsHZzGc) 11 . 0(101ssseZTs) 11 . 0(10)1 (21ssZz)0000454. 01)(1 ()111. 01 (9)(1111zzzzzG上式中，上式中，d=0， u=0， v=1， j=1， q=1，且，且jq ，則有：，則有：m=u+d0n=v-j+q1對單位階躍輸入信號(hào)，選擇對單位階躍輸入信號(hào)，選擇1)(1zF1212)(zfzFjviqiezFzzazz1111)()1)(1 ()(

11、1)()1 (1zuiidzFzbzz121)()1 ()(121zf根據(jù)上兩式，有根據(jù)上兩式，有根據(jù)多項(xiàng)式相等，其系數(shù)相等的的性質(zhì)，有根據(jù)多項(xiàng)式相等，其系數(shù)相等的的性質(zhì)，有)(1)(zze)1 (11121zzf121f所以，所以，1)(zz)(1)()(1)(zzzGzD)1 (.)111. 01 (9)0000454. 01)(1 (111111zzzzzz)111. 01 ()0000454. 01 (111. 011zz( )( )( )eE zR zz 111zz 123.zzz1 ( )( ) ( )Y zR zz 111(1)1zz （2）針對單位斜坡輸入設(shè)計(jì)最小拍無波紋控制器

12、。）針對單位斜坡輸入設(shè)計(jì)最小拍無波紋控制器。 d=0， w=1， v=1， j=1， q=2，且，且jq ，則有：，則有：m=w+d1n=v-j+q211119(10.111)( )(1)(10.0000454)zzG zzz 1111( )1F zf z 1222121( )F zf zf z )(111. 01 (12221211zfzfz)1 ()1 (11121zfz311211111)21 ()2(1zfzfzf32222122121111. 0)111. 0(1zfzffzfjviqiezFzzazz1111)()1)(1 ()(1)()1 ()1 (11121zfzwiidzFzbzz121)()1 ()()(111. 01 (2221211zfzfz)(1)(zze21112ff)111. 0(21212211fff2211111. 0ff1099. 011f89. 121f99. 022f故有故有)1099. 01 ()1 ()(121zzze)99. 089. 1)(111. 01 ()(211zzzz)(1)()(1)(zzz