研究生復試真題

1、微型計算機控制技術一、分析電路：1）8031與DAC0832接口如圖：單極性單緩沖輸出方式(1) 寫出0832的輸入寄存器地址及DAC寄存器地址。(2) 利用雙脈沖方式可實現同步波形輸出，示波器要產生穩(wěn)定的波形，加到示波器X軸上，信號和要顯示的Y信號的頻率應保持一定的比例關系。X軸上要加上線性鋸齒波電壓，從而產生光點的水平移動。為了便于波形穩(wěn)定顯示，可通過兩個A/D轉換器同時產生同周期的X和Y信號，Y信號不一定是規(guī)則信號，為此需要進行采樣處理，將采樣后的數字量存放在程序存儲器中形成數據表格，用查表指令取這些數據后送D/A轉換器后形成Y信號，X軸產生鋸齒波信號，試寫出轉換程序。二、如圖，閉環(huán)數字

2、控制系統，在單位階躍w(t)=2(t)輸入條件下，按最小拍無紋波可實現性設計穩(wěn)定工作系統；采樣周期T=1，按順序計算以下各量及有關展開式，t=kT(k=0、1、2、3、4、5)求：（1） W(z)及展開式（2） G(z)（3） M(z)及1-M(z)（4） D(z)（5） U(z)（6） 控制量u(k)迭代算式（7） 系統的輸出Y(z)及展開式（8） 畫出w(k)及y(k)圖像。三、按達林算法設計的某系統數控器,試問：（）本系統是否存在振鈴現象？為什么？（）若存在振鈴現象，設計出消除振鈴因子后修改的(Z)。若無振鈴現象，則寫出控制算式U(k)。四、論述計算機控制技術的發(fā)展概況五、簡答及填空題1

3、.說明自動控制系統設計的通用基本原則和實施步驟？答：自動控制系統設計的基本原則：1安全可靠 2操作維護與維修方便3實時性強 4通用性好 5經濟性高實施步驟：1控制系統總體的方案設計：1）硬件總體方案設計 2）.軟件總體方案設計 3）.系統可靠性設計4）設計說明書2硬件的工程設計與實現：1）選擇系統總線2）選擇輸入輸出通道 3） 選擇現場設備3軟件工程的設計與實現：1）程序結構規(guī)劃2）資源分配3）實時控制軟件設計4控制系統的調試與運行：1）離線仿真和調試2）系統仿真3）在線調試運行2.試寫出Dahlin算法的設計步驟答：1根據系統性能的要求，確定閉環(huán)系統參數下，給出振鈴幅度RA的指標2根據RA的

4、要求，由RA的計算式確定采樣周期T，如果T取值較多，則取較大的那個值3要求確定4求廣義脈沖傳函及期望閉環(huán)系統脈沖傳函5求數字控制器的脈沖傳函6把化為差分方程，用計算機編對應算法程序3.試說明Smith補償控制原理的思想答：我們?yōu)闇y出上圖中B點信號，以便把B點信號反饋給控制器。假設構造一個過程的模型雖然假想過程中得不到B，但能得到，如果沒有建模及擾動誤差， =B，如果存在誤差，有第二條反饋回路彌補上述缺點。就比如B,那么反饋回去還要減掉他們的差值,最終仍然把B的值返給控制器.4.常態(tài)干擾是由于（ A ）引起的，共態(tài)干擾用（C ）技術可以抑制它。A.直接疊加在信號上的干擾噪聲；B.不共地；C.浮地

5、；D.濾波。5.當系統已知且存在較大的純滯后時，應采用（C ）；當系統存在積分飽和時應采用（A ）。A.PD-PID調節(jié)；B.PID調節(jié)；C.Smith預測器和PID；D.PI調節(jié)。6.A/D轉換器中，應用最普遍的是（A ）；抗干擾能力最強的是（ B ）。A.逐次逼近式；B.雙積分式；C.并行A/D；D.級聯式。六、計算題設最小拍控制系統如圖所示被控對象的傳遞函數 ,采樣周期T=0.5S，試設計單位速度輸入時的最小拍控制器。并討論所設計的最小拍控制器對單位階躍信號和單位加速度信號的適應性。答案：答：根據圖可求出被控對象的廣義脈沖傳函:=將T=0.5s代入，有根據題意，輸入信號為速度輸入，r（t

6、）=t，則最小拍控制器為當輸入為單位階躍時，系統輸出變?yōu)榧磞（0）=0，y（1）=2，y（2）=y（3）=1.經過2個單樣周期y（k）= r（k），但當k=1，系統有100%超調。當輸入為單位加速度時，系統輸入序列Z變換為=即 y（0）= 0，y（1）= 0，y（2）=T，y（3）=3.5Tr（0）= 0，r（1）= 0.5T-r（3）=4.5T r（4）=8T可見輸入與輸出始終有偏差，因此最小拍系統對信號變化自適應能力差自控原理復習題一、單選題1. 按組成控制系統各元件的輸入/輸出關系是否為線性，可將系統分為。1 開環(huán)控制系統與閉環(huán)控制系統 恒值控制系統、隨動系統與程序控制系統 線性控制系統

7、與非線性控制系統 連續(xù)時間系統與離散時間系統2. 經典控制理論分析與設計方法采用。這些理論基本解決了單輸入單輸出，線性、定常自動控制系統的分析與設計問題。 1 頻率法 時域法 傳遞函數狀態(tài)空間描述3. 傳遞函數是系統的固有特性，它取決于系統的。1 輸入信號 結構和參數 輸出信號 干擾信號4. 純電感網絡電感兩端電流與電壓之間的關系為。比例環(huán)節(jié) 積分環(huán)節(jié) 微分環(huán)節(jié) 慣性環(huán)節(jié)5. 同向環(huán)節(jié)的等效傳遞函數等于每個環(huán)節(jié)傳遞函數的代數和。串聯 并聯 反饋 多回路6. 經典控制理論中圖示的數學模型為。微分方程 傳遞函數 方框圖 動態(tài)方程7. 系統的閉環(huán)極點可反映系統的。穩(wěn)定性 快速性 平穩(wěn)性 穩(wěn)態(tài)性能8.

8、 臨界阻尼二階系統的單位階躍響應為曲線。衰減正弦振蕩 單調上升 等幅振蕩 發(fā)散正弦振蕩9. 1型系統響應階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為。零 正值 無窮大 負值10. 在對數坐標中， 低頻漸近線的斜率為。0型系統 1型系統 2型系統3型系統11常態(tài)干擾是由于（ A ）引起的，共態(tài)干擾用（ C ）技術可以抑制它。A.直接疊加在信號上的干擾噪聲；B.不共地；C.浮地；D.濾波。12當系統已知且存在較大的純滯后時，應采用（ C ）；當系統存在積分飽和時應采用（ A ）。A.PD-PID調節(jié)；B.PID調節(jié)；C.Smith預測器和PID；D.PI調節(jié)。13A/D轉換器中，應用最普遍的是（ A ）；抗干擾能力最強的

9、是（ B ）。A.逐次逼近式；B.雙積分式；C.并行A/D；D.級聯式。二、填空題1. 采用 超前校正 可以擴展系統的帶寬，提高系統的響應速度。但抗干擾能力下降。2. 特征方程的所有系數必須都是正數是系統穩(wěn)定的 必要條件 。 3. 自動控制系統的性能主要包括穩(wěn)定性、快速性和 準確性 。 4. 傳遞函數與系統的結構和參數有關，與輸入信號 的形式和大小無關。 5. 一階系統單位階躍響應的調整時間（）為4T 。 6. 欠阻尼二階系統的單位階躍響應的衰減速度取決于共軛復數極點的負實部。7. 單位負反饋系統的開環(huán)傳遞函數為，其單位階躍響應的穩(wěn)態(tài)誤差為 0 。 8. 簡單RC網絡電容兩端電壓與電源電壓之間

10、的關系為慣性環(huán)節(jié) （典型環(huán)節(jié)）。 9. 調整時間與成 反比關系 。 10. 根軌跡進入開環(huán)復零點處的切線方向與實軸正方向的夾角，稱為入射角。三、簡答題1. 簡述變送器的基本作用。答：變送器用來測量被控量的大小，并把被控量變換成標準的電壓、電流、氣壓或液壓等信號送到比較元件上，與被控量的給定值進行比較。2. 列寫控制系統的典型環(huán)節(jié)。答：（1）比例環(huán)節(jié)；（2）積分環(huán)節(jié)；（3）微分環(huán)節(jié)；（4）慣性環(huán)節(jié)；（5）振蕩環(huán)節(jié)；（6）延遲環(huán)節(jié)。3簡述方框圖簡化過程中的兩條原則。答：（1）前向通路中傳遞函數的乘積必須保持不變；（2分）（2）回路中傳遞函數的乘積必須保持不變。4簡述微機在控制中有哪幾種典型應用方式

11、？實時控制過程分哪幾個步驟典型應用方式：數據采集與數據處理；直接數字控制系統DDC；監(jiān)督控制系統SCC；集散控制系統SCC DDC實時控制步驟：實時數據采集（A/D）；實時決策（計算u）；實時控制（D/A）5PID控制器的傳遞函數。6超前校正的特點。 （1）串聯超前校正可以提高系統的相對穩(wěn)定性。因為超前校正提供了一個正的相角，從而使系統的相角裕度增大，降低了系統的超調量，提高了相對穩(wěn)定性。（2）超前校正可以提高系統的響應速度。因為校正后系統的剪切頻率增大，系統的頻帶寬增加，從而使系統的響應速度加快。四、計算題1. 設系統的特征方程為試用勞斯判據分析系統的穩(wěn)定性，并確定具有正實部特征根的數目。解：列出勞斯陣列表為因為勞斯陣列表的第一列各元素符號的改變次數等于2，因此系統是不穩(wěn)定的，并表明有兩個特征根在S平面右半部分。2. 設一階單位負反饋系統的開環(huán)傳遞函數為，求閉環(huán)系統的單位階躍響應，并計算在誤差帶為2%時，系統的調整時間和穩(wěn)態(tài)誤差。解：，取的拉氏反變換，得單位階躍響應因此調整時間誤差信號對參考輸入信號的閉環(huán)傳遞函數為其頻率特性為，在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為3. 如圖所示的開環(huán)系統奈氏圖中，判別其中哪些穩(wěn)定，哪些不穩(wěn)定。（a）（b）（c）解：（a）開環(huán)幅相特性不包圍（-1，0j）點，對于P=0的情況，閉環(huán)系統是穩(wěn)定的。（b