計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題答案8604

《計(jì)機(jī)控系統(tǒng)》復(fù)習(xí)題答案、知點(diǎn)：算機(jī)制系的基概念體為解計(jì)機(jī)控系統(tǒng)生產(chǎn)動(dòng)化關(guān)系握計(jì)機(jī)控系統(tǒng)組成計(jì)算控制統(tǒng)要特；理計(jì)算控制統(tǒng)的類(lèi)和展趨。答題：1.畫(huà)出典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本框圖；答：典計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本框如下：2.述計(jì)算機(jī)控制系的一般控制過(guò)程；答：數(shù)據(jù)及處，即并輸計(jì)算進(jìn)行理；時(shí)計(jì)的量，制信。3.述計(jì)算機(jī)制系統(tǒng)的組成；答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和被控對(duì)象成，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)又由硬件和軟件組成。4.簡(jiǎn)述計(jì)算控制系統(tǒng)的特點(diǎn)；答：計(jì)算控制系統(tǒng)連續(xù)控制系統(tǒng)相比，具有以特點(diǎn)：⑴計(jì)算控制系是模擬數(shù)字的合系統(tǒng)。⑵計(jì)算機(jī)制系統(tǒng)修控制規(guī)律，只需修改程序，般不對(duì)硬電路進(jìn)行動(dòng)，此具很大靈活和適應(yīng)性。能夠現(xiàn)模電路能實(shí)的復(fù)雜控制規(guī)律。計(jì)算控制統(tǒng)并是連控制的，而是離散制的。一個(gè)數(shù)控制器?？梢杂梅謺r(shí)制的方，同時(shí)制多個(gè)路。(6)采用計(jì)算機(jī)控制，便于實(shí)現(xiàn)控制與管理一體化。5.述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類(lèi)型。答(1)操控制系;(2)字控制系統(tǒng)；監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)二、知識(shí)：計(jì)算機(jī)制系統(tǒng)的件基礎(chǔ)。體了解算機(jī)制系的過(guò)通道接口握采樣和保電路的原理典型芯片的用掌輸

/

輸出接口電路：并行接口、串行接口

的使用法，能據(jù)控制統(tǒng)的要選控制用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。回答題：

給出通道用一個(gè)給出通道用一個(gè)

轉(zhuǎn)換的原示意轉(zhuǎn)換的原示意3.

例舉三以上典的三端出電壓定式集穩(wěn)壓器答：列如等；系列如、等4.

使用光隔離器時(shí)，如做到器兩側(cè)的氣被徹隔離？答：光電離器件兩的供電電必須完全離5.

說(shuō)明隔電源的本作用答：為實(shí)施隔技術(shù)，離電源以為被離的各部分提獨(dú)立的相互隔的電源供電以切各個(gè)分間電路聯(lián)系。6.

什是樣采樣過(guò)程答：采或采樣程，就抽取連信號(hào)在散時(shí)間時(shí)值的列過(guò)程有時(shí)也為離散過(guò)程7.

典型計(jì)算機(jī)控系統(tǒng)信號(hào)式答(1)

連續(xù)號(hào)號(hào)離散號(hào)采樣號(hào)號(hào)8.

根據(jù)采過(guò)程的，可以樣分為型？答：根據(jù)樣過(guò)程的，可以樣分為以型。(1)周樣鄰兩次采樣的時(shí)間間隔相等，也稱(chēng)為普通采樣。(2)同步采。如果個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)采樣開(kāi)關(guān)它們的樣周期相同且進(jìn)行采樣。(3)非同步采樣。果一個(gè)統(tǒng)中有多個(gè)采樣開(kāi)關(guān)，它的采樣期相同時(shí)開(kāi)閉。(4)多速采樣。如一個(gè)系中有多個(gè)采樣開(kāi)關(guān)，每個(gè)樣開(kāi)關(guān)是周期，但它們的采周期相同。(5)隨機(jī)采樣。若相鄰兩次采樣的時(shí)間。9.什么是信重構(gòu)？答：把散信號(hào)為連信號(hào)的過(guò)程，稱(chēng)為信號(hào)重構(gòu)，它是采樣的逆過(guò)程。10.寫(xiě)出零階保持器的傳函數(shù)。答：零階保器的傳遞函數(shù)為

1e

Ts11.引入環(huán)傳響？的引脈沖。12.述采樣定理的基本內(nèi)容。答：采￥定理如果連續(xù)信號(hào)有最高頻率為

,則對(duì)進(jìn)行周期米且樣頻率

max

時(shí)，連續(xù)信號(hào)可以由米樣信號(hào)一確定亦即可以從無(wú)失地恢。13.述連續(xù)信號(hào)的定義。答：連續(xù)信是在整個(gè)時(shí)間范圍均有定義的信號(hào)，的，也以是斷續(xù)的。14.述離散信號(hào)的定義。答：模擬信是在整個(gè)時(shí)間范圍均有定義的信號(hào)它的幅值在一時(shí)間范圍內(nèi)是連續(xù)的。模擬信號(hào)是連續(xù)信號(hào)的個(gè)子集，在大多數(shù)場(chǎng)合與很多文獻(xiàn)，將二者等起來(lái)，均指模擬信號(hào)。15.述采樣信號(hào)的定義。答：采樣信是離散信號(hào)的子集，在時(shí)間上是離的、而幅值是連續(xù)的。在很多場(chǎng)合中，及離散信號(hào)就指采樣信號(hào)。16.述數(shù)字信號(hào)的定義。1.KPK2.分消除殘余礎(chǔ)分分累成只e零通累

從而直零分u,

T

則分之T將慢消除超提高性入分I代降低性3.分必要瞬行滅萌芽這就分理微分入將克趨4.么分飽？當(dāng)給很躍部分算增能較

PID增中分微分（分項(xiàng)得多分部分相較）如果該超了行元件所許最那么如理想中算余息沒(méi)執(zhí)行就遺失了而果5.如消除分飽？微分之“分補(bǔ)償其中思想差差將那些飽和而能執(zhí)行增量信積累起，一旦可能再充執(zhí)行。6.增量型控制算式具有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：計(jì)算只輸出控增量，即行機(jī)構(gòu)位的變化部，因而誤作影響小。(2)在刻的輸出只需用到此時(shí)刻的偏差，以及前一時(shí)刻、前兩時(shí)刻的偏和前一的輸出值大和計(jì)算時(shí)間。2(3)在進(jìn)行手動(dòng)—自動(dòng)換時(shí)控制沖擊小，能夠較平地過(guò)。7.如何利用湊法

PID算的參數(shù)？答(1)整定比例部分：將比例系數(shù)

K小調(diào)大，觀察相應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)趨勢(shì)，到得到應(yīng)快、調(diào)小的應(yīng)曲線(xiàn)。如果在例調(diào)節(jié)基礎(chǔ)上統(tǒng)的靜不能滿(mǎn)設(shè)計(jì)要，則需入積分環(huán)節(jié)。如果即有比例分控制消除了差，但態(tài)過(guò)程不令人意，則可加微環(huán)節(jié)，構(gòu)成制器。在整時(shí)，可先置微分時(shí)間系TD為零，整定的基上，大微時(shí)間

TD,相應(yīng)地變例系

KP和分間TI，湊，以滿(mǎn)意的調(diào)果和控參數(shù)。8.何為積分和？答：PID置算法控制系統(tǒng)動(dòng)、值系統(tǒng)輸出出較大的偏差，這較大偏差，不可能在間內(nèi)消除，積分積，可能使控制量)大過(guò)執(zhí)機(jī)構(gòu)U。，誤差的較大，出UU的一。max4min，制量超執(zhí)行機(jī)時(shí)控制作不應(yīng)有的算值，而影控制。這定值變時(shí)而在動(dòng)時(shí)，起動(dòng)應(yīng)。9.如何除分和？答：積分飽的不能積分積過(guò)大因此差大定值，除分作用，PD調(diào)節(jié)器，可以加快系的響應(yīng)以消除分飽和，不使系統(tǒng)大的超和。只有差在內(nèi)時(shí)，加積分控制，相差，控制。10.設(shè)計(jì)存在哪？

PID控制，則消除靜答：化設(shè)法在以：(1)以足夠小為前在系統(tǒng)以滿(mǎn)足這一要求。(2)有反映樣點(diǎn)之的性能特別是采樣周過(guò)大，有可能成控制系不穩(wěn)外，使系長(zhǎng)時(shí)處于開(kāi)環(huán)”、失狀態(tài)因此系統(tǒng)調(diào)品質(zhì)壞。(3)等效離散化設(shè)計(jì)所構(gòu)造的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)其能標(biāo)能接近于連續(xù)系統(tǒng)(只有當(dāng)采樣周期=0，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)才完全等于連續(xù)統(tǒng)而不可超過(guò)它因此，種方法被稱(chēng)為似設(shè)計(jì)。計(jì)算：用后向差分求下列模擬制器的等效字控制器，采樣周期解用雙線(xiàn)性換法求下模擬控制的等效數(shù)控制器，采樣周期。：

)，T=1so3.某連續(xù)控制系的校正裝置的傳遞函數(shù)試分別用向差分法后向差分法求該裝置的遞推出序設(shè)輸入e(輸出(t)。解前差分后差分4.已知某連續(xù)控制器的傳遞函數(shù)試用線(xiàn)性換法出相的數(shù)字控制器的脈傳遞中=1s。解：用雙性變s2

JTz15.已知某連續(xù)控制器的遞函數(shù)寫(xiě)出效的推型字PID控制的差分形式。解：用后差分法

s

1T6.已知某連續(xù)控制器的傳遞函數(shù)現(xiàn)用數(shù)PID算法實(shí)現(xiàn)它，試寫(xiě)出其相應(yīng)的增量型

PID算法輸出表達(dá)式。設(shè)期=1s。解：用后差分等效散化四、知點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控系統(tǒng)的接設(shè)方法。體為掌握數(shù)控制器的直接計(jì)方法，差有波紋、紋系設(shè)計(jì)方法，方法。了解根跡設(shè)計(jì)法及頻設(shè)計(jì)法?；卮穑?給出常規(guī)直接設(shè)計(jì)法離散化設(shè)計(jì)法的具體設(shè)計(jì)步驟。答：接設(shè)法或離散設(shè)計(jì)法的具體設(shè)計(jì)驟如：(1)根據(jù)已知的被控對(duì)象，針對(duì)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求及其約束條件，想的閉環(huán)脈傳函數(shù)。(2)確定數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)據(jù)制控制算法程序。2.什么最少拍設(shè)計(jì)？答：最拍設(shè)計(jì)，是指系統(tǒng)在典型入信號(hào)(如階躍信號(hào)，速信號(hào)加度信等作用，經(jīng)最少拍(有限)，使系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為零。3.最少設(shè)計(jì)有什么不足之答：最少拍控制器設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于不同的入，要求使用不同的閉環(huán)脈沖傳數(shù)。所以這樣設(shè)計(jì)出的制器對(duì)各典型輸入信號(hào)的適應(yīng)能力較。若運(yùn)入信號(hào)與設(shè)計(jì)時(shí)的入信號(hào)形式一致將得到期最能。4.最少拍無(wú)波控制的條件是么答最少無(wú)紋波控制能的條件是控對(duì)象與輸入應(yīng)的分環(huán)數(shù)。5.大林算的設(shè)計(jì)是什么?答大林算法設(shè)計(jì)標(biāo)使閉環(huán)傳遞函數(shù)一環(huán)一性環(huán)的其環(huán)的時(shí)。6.所是什

T被控象的時(shí)答所(Ringing)象，指數(shù)字控器的輸出分之一樣頻大度的。2得、一，一、：2得、一，一、：7.振鈴幅如何定?答振幅度來(lái)衡量振鈴強(qiáng)烈的程度。常用單階躍作用下字控制0次出量與第次輸出量的差值來(lái)衡量振鈴現(xiàn)象強(qiáng)烈的程度。8.如何除振鈴現(xiàn)象？答：兩種法可來(lái)消振鈴現(xiàn)象。第一方法先找出z)中引起振鈴現(xiàn)象的因(z=-1近的極點(diǎn)，然后的根據(jù)終值理，這樣理不影響出量的穩(wěn)值。第二種法是從證閉環(huán)統(tǒng)的特出發(fā)，擇合適采樣周期系統(tǒng)閉時(shí)常數(shù)c,使得數(shù)控制器的輸出避免產(chǎn)生強(qiáng)烈的振鈴現(xiàn)。計(jì)算題：1.已知廠義被控對(duì)象：——,給定S針對(duì)位斜輸入s計(jì)最小有紋波制系統(tǒng)。

解：由已條件，被對(duì)象含有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，有力產(chǎn)生單斜坡響應(yīng)。求廣義象脈沖遞函數(shù)為G(z)的零點(diǎn)-0.718(單為)、單位故u=0,v=0(單圓除),m=1o根據(jù)穩(wěn)定性要求G(z)中的極點(diǎn)應(yīng)e(z)零點(diǎn)中，由系針對(duì)入計(jì)，故性條件有e(z)—z1F1(z),然0條件已穩(wěn)定性要求，是解c0

1o閉環(huán)沖傳函數(shù)為D(z)

z(

_15.435(10.5z)(10.368z)e

G

,1____1(1z)(10.718z2.設(shè)不定象,對(duì)單位階躍輸入計(jì)最拍有波控制1.2z器。

II解2.2z,u0,v1,m=1,p111.2z13.給定對(duì)象..1①oo3.給定對(duì)象..1①oo02)(102z)1拍有波數(shù)控制。解由知u1,vm=1,p1

、試對(duì)單位階躍輸入設(shè)計(jì)最少z)0.286z124.已知廣被控對(duì)：G(s)IIeT

S

1

,定=1s。針對(duì)單位階躍輸入設(shè)5S1計(jì)最小無(wú)紋波制系統(tǒng)。解：義對(duì)脈沖遞函為可以出G(z)的零點(diǎn)為-0.718(單位圓內(nèi)、極點(diǎn)為位圓)、0.368(單內(nèi)，故w=0,v=0(

單圓除),m=1對(duì)階躍入進(jìn)行計(jì)，故于設(shè)00解得100閉環(huán)沖傳函數(shù)為則

D

⑵0.368z

i

1①(z)G(z)0.632(1z)e5.設(shè)對(duì)象的傳遞函數(shù)樣周=1s,對(duì)單位階躍輸入設(shè)1)計(jì)最拍無(wú)波數(shù)控制。解：對(duì)所對(duì)象z換，可得Ts6.已知義被對(duì)象為」一Le2s

。其T=1s。望的閉環(huán)沖SS1傳遞函中的時(shí)常數(shù)取為器法確定數(shù)字控c