计算机控制系统试卷

1计算机控制技术试题(2)一、填空题（每空2分，共20分）1．闭环控制系统是使被控量有较高的精度。2．控制系统常常按其开环传送函数中所含积分环节个数来分类，分为“0”型，“I”型系统等。3．在一个闭环系统里，不同输入与输出之间的传递函数分母相同。4．控制系统开环对数频率特性中的截止频率c的大小通常反映系统的快速性；，而相位裕度M反映了系统运动的运动平稳性；5．系统的稳态误差与系统本身特性有关。6．在计算机控制系统中存在有五种信号形式变换，其中采样、量化、零阶保持器；等三种信号变换最重要。7．若已给闭环系统的自然频率为n，经验上，采样频率s应取为n)10~4(；。8．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入调理电路；。9．平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出)k(ymiiym1)(1。二、简答题（每题6分，共30分）1．已知闭环系统如图1所示，试问：1）若R(s)为单位斜坡函数时，其稳态误差为多少？2）若N(s)为单位阶跃函数时，其稳态误差为多少？3）R(s)、N(s)同时作用时，总误差为多少？（不必进行具体计算）_)(sR)(sC图111ss10)(sN22．已知A点信号如图2所示，试画出B点、C点的信号图形，设采样周期T=/2。3．计算机控制系统在选择A／D变换器时应注意哪几项指标？这些性能指标应根据什么原则选取？（1）精度：应高于传感器的精度一个数量级；（2分）（2）分辨率：即字长，应根据测试信号的动态范围确定；（2分）（3）转换速率：根据系统的频带或信号的变化频率。（2分）4．已知如下两种串联环节，试写出其输出与输入之间的传递函数G(z)。（已知Z[1/s]=)1z(zZ[1/s2]=Tz/(z-1)2）（1）22)1(1)(zTzsZzG，（3分）（2）22)1()1()1(11)(zzzzzzsZsZzG5．已知x(t)=(0.5+5sin3t)采样周期T=2/3，试求采样信号x*(t)。000*)(5.0)()]323sin(55.0[)()()(kkkkTtkTtkkTtkxtx三、（12分）已知系统开环对数渐近幅频特性曲线如图4所示，试求：1）静态误差系数；2）截止频率c；3）相稳定裕度M图4三、（12分）1）10K，1.0/1KKv；（4分）1/s1/sG(z）TTc*(t)r(t)1/sTc*(t)1/sTr(t)G(z）L()1/Tc[-20]120dBt)(txo122ZOHABCT图232）10c；（4分）3）)1(10)(TsssG，故Ttgoc1090)(1TtgooM10901801四、（10分）已知控制器2121z6.0z4.11z4.0z6.02.0)z(D的结构图如图5所示，若该控制器采用定点计算机实现，试为其配置比例尺，并画出配置比例尺后的结构图。图5五、（13分）若已知计算机控制系统结构如图6所示图61）试确定使系统稳定的K的范围；2）若将该系统改为连续系统（即取消采样开关及ZOH），试问使系统稳定的K值范围。3）所得结果说明了什么问题？[注：已知Z[a/s(s+a)]=z(1-e-aT)/(z-1)(z-e-aT)]0.2z-1z-11.4-0.60.60.4e(k)u(k)KZOH1s1c*(t)c(t)T=1秒TTr(t)4六、（15分）数字惯性滤波器是RC模拟滤波器数字化，)1/(1)()()(sTsEsUsGff，Tf=RC1）试用一阶向后差分法将其离散化，求Gf(z)；2）将该Gf(z)用直接程序实现法编排实现，写出u(k)表达式，画出实现框图；3）将该算法分成算法I及算法II，并画出程序流程图。二、简答题（每题6分，共30分）1．0．1；0；0．1第1问2分，第2问2分，第3问2分。2．每项各3分。t)(txoC2t)(tcoB2四、（10分）1）“分子分母系数除以2，并加入1/2的限幅和乘以2”的结果为4分；2）“加入2-3的限幅及乘以23”的结果为6分。五、（13分）1）)368.0(632.0)1(1)1(111)(1zKssZzKsseZKzGsT，（3分）0632.0368.0)(1)(KzzGz要求：1|632.0368.0|||Kz1)632.0368.0(K，16.2K1)632.0368.0(K，1K取0K（由于系统均为负反馈），所以16.20K（5分）2）该系统为一阶系统，0K均稳定；3）表明系统变为采样系统后系统的稳定性降低。评分：1）第1小题满分为8分，如果方法正确，计算有误，可给4分；0.2/20.6/2-0.6/20.4/21.4/221/2-1/2)(ke)(ku1z1z323232（4分）（6分）52）第2问满分为2分；3）第3问满分为3分。六、（15分）1）1111)()1(11111)(1zTTTTTzTTTzTsTzGffffTzsff1111)(1)/(zTTzTTTTTTfff，TTTTff2）)()1()1()(keTkuTku，（2分）3）I：1)()1()(ukeTkuII：)1(1kuTu（3分）评分：1）第1问5分；2）第2问5分；3）第3问5分；4）若第1问中替换关系正确，计算有误，可给3分。)(ke)(ku1zTT1（3分）采样)(ke算法ID/A输出)1()(kuku算法II返回（2分）