计算机控制-习题

一、选择题1、如果模拟信号频谱的最高频率为maxf，只要按照采样频率（）进行采样，那么采样信号就能唯一的复观。A、maxf2≥fB、maxf21fC、maxf2f2、两个连续环节1()Gs和2()Gs串联，若两者中间没有采样器则其开环脉冲传递函数为（）。A、12()()GzGzB、12()GGzC、12()()GzGz3、若连续系统为Gc(s)稳定，采用一阶后向差分离散化方法离散，所得Gc(z)（）。A、也是稳定的B、是不稳定的C、稳定性不能保证4、某系统的Z传递函数为Φ(z)=0.1(z+0.3)/(z+1)(z-0.5)，可知该系统是（）。A、稳定的B、不稳定的C、临界稳定的5、在计算机控制系统的控制器设计时，为了提高系统的控制精度，通常在系统中引入偏差的（）控制。A、比例Ｂ、积分C、微分6、求）（t)t(f的Z变换zF（）为：（）A、1B、0C、1z-17、两个连续环节1()Gs和2()Gs串联，若两者中间有采样器则其开环脉冲传递函数为（）A、12()()GzGzB、12()GGzC、12()()GzGz8、某系统的传递函数为G(s)=0.5(s-0.5)/(0.5s+1)，可知该系统是（）。A、稳定的B、临界稳定的C、不稳定的。9、连续系统传递函数的一个极点P=-5，Z变换后将映射到Z平面的（）。A、单位圆外B、单位园上C、单位园里。10、计算机控制系统与连续系统相比，在系统结构与参数不变的条件下抑制干扰的能力（）A、增强B、减弱C、不变11、若连续系统为Gc(s)稳定，采用一阶向前差分离散化方法离散，所得Gc(z)（）A、也是稳定的B、是不稳定的C、稳定性不一定12、由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。A、D/A转换器B、光电隔离器C、A/D转换器13、求(t)1tf（）的Z变换zF（）=（）。A、1B、0C、zz-114、两个连续环节1()Gs和2()Gs并联，若两者中间有采样器则其开环脉冲传递函数为（）。A、12()()GzGzB、12()GGzC、12()()GzGz15、某系统的Z传递函数为Φ(z)=0.1(z+0.4)/(z+5.3)(z-0.6)，可知该系统是（）。A、稳定的B、临界稳定的C、不稳定的16、为了改善系统的调节品质，通常在系统中引入偏差的（）控制，以保证系统的快速。A、比例Ｂ、积分C、微分17、在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应（）传感器的精度。A、大于B、小于C、等于18、连续系统传递函数的一个极点P=8j，Z变换后将映射到Z平面的（）。A、单位圆外B、单位圆上C、单位圆里19、若输入为阶跃信号时，采样时刻系统无稳态误差的条件是系统正向通道中至少含有环节。A一个积分；Ｂ二个积分；C一个微分20、在单位闭环负馈控制系统里,增大开环放大系数K,则系统的稳态误差能常（）A，减少B，不变，C，增大21、最少拍有纹波控制器出现纹波的原因是：数字控制器输出u(k)在若干拍之后不为0或常值，是（）。A、震荡收敛Ｂ、震荡发散C、等幅震荡二、填空题1、计算机监督控制系统SCC有两种结构形式指、2、计算机控制系统的一般类型中，DDC是指、A/D的意思是实现3、离散系统稳定性的充分必要条件是，系统特征方程所有的特征根均应位于。4、PID控制算法中P指I指D指5、利用Z变换的____________定理来分析系统的稳态误差。6、根据Z变换的定义，S平面和Z平面的变换关系为：S平面的左半平面对应Z平面的，S平面的右半平面对应Z平面的，S平面的虚轴对应Z平面的7、数字量输入通道主要由、、输入地址译码器组成。8、数字量输出通道主要由、、输出地址译码器组成。9、PID的改进算法，关于微分项的改进算法有10、PID的改进算法，关于防止积分饱和的改进算法有、11、计算机控制系统的一般要求、、12、若连续信号的最高频率为max，按采样定理要求采样频率s应大于。13、最少拍有纹波控制系统产生波纹的原因：14、连续系统稳定的充要条件是系统特征方程所有根均应位于；离散系统稳定的充要条件是系统特征方程所有根均应位于。15、零阶保持器的传递函数为______________16、计算机控制系统的典型型式：操作指导控制系统、直接数字控制系统、、、____________。三、判断题1、在单位闭环负反馈控制系统中，若增大系统的开环放大系数，则系统的稳定程度减弱。（）2、信号的保持器的作用：是将离散采样信号恢复为被控对象能够感知的连续模拟信号。（）3、为了改善系统的调节品质，通常在系统中引入积分控制，以保证系统的快速。（）4、连续系统传递函数的一个极点P=1，Z变换后将映射到Z平面的单位园外。（）5、无纹波控制系统要比有纹波系统的调节时间增加若干拍，增加的拍数等G(z)在单位圆内的零点数。（）6、零阶保持器作用：将前一个采样时刻的采样值f(kT)恒定地保持到下一个采样时刻(k+1)T。也就是说在区间[kT，(k+1)T]内零价保持器的输出为常数。（）7、离散数字信号（如y(kT)、u(kT)）的特点是：时间离散的，幅值为模拟量。（）8、Z变换由采样函数决定，它只对采样点有意义，反映的是采样时刻的信息，对非采样时刻不关心。故Z变换与采样函数是一一对应的。（）9、数字PID控制器主要参数是：KP、TI、TD和采样周期T。（）10、若输入为速度信号时，设计最小拍无纹波控制器时G(s)中至少含有一个积分。（）11、由Z变换的超前性质可以得到[]()nZfknTZFZ（）。（）12、增大采样周期对系统的稳定性不利,减小采样周期对系统稳定性有利,当采样周期为0时,系统为连续系统。（）13、Z变换由采样函数决定，它只对采样点有意义，反映的是采样时刻的信息，对非采样时刻不关心。故Z变换与采样函数是一一对应的。（）14、脉冲传递函数的定义是：零初始条件下，离散输出信号的Z变换与离散输入信号的Z变换之比。（）15、在数字控制过程中一个采样周期称为一拍。（）16、最少拍控制器对典型输入的适应性差：对某一典型输入的响应为最少拍的控制器，对于其它典型输入一定为最少拍。（）17、最少拍无纹波系统确定Ф(z)的约束条件：要使系统的稳态输出无纹波，就要求稳态时的控制信号u(k)为常值或0。（）18、PID调节是连续系统中技术最成熟、应用最广泛的一种调节方式，其调节的实质是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系进行运算，其运算结果用于输出控制。（）三、简答题1、计算机控制系统分别按照功能可分为几类？2、计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。3、写出增量型PID表达式，该控制算式具有哪些优点？4、简述扩充临界比例度法整定PID参数的步骤。5、香农(Shannon)采样定理是如何描述的？6、什么是模拟PID控制器？写出表达式。P、I、D三个参数各代表什么含义？7、最少拍有纹波数字控制器和最少拍无纹波数字控制器设计中对闭环脉冲传函Φ(Z)的要求有什么区别？8、什么是最少拍系统？最小拍有纹波控制器出现纹波后对系统有什么影响？消除纹波办法？9、简述计算机控制设计步骤，并说明总体方案设计通常包含哪些内容？四、计算题1、已知20.6()1.40.4zFzzz，求反变换()fk2、已知差分方程y(k)-2y(k-1)=u(k)，u(k)=1(k),试求y(k)3、用Z变换求解下列差分方程：y(k+2)+3y(k+1)+2y(k)=0,y(0)=0,y(1)=14、已知某控制系统模拟控制器的传递函数为ssssD5.01.05.31)(2若采样周期T=1S,试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式。5、已知系统结构图如图所示，求系统的闭环脉冲传递函数，其中42Te。1(4)ss()yt()rtT6、已知系统的结构图，判断系统的稳定性。()yt()rtT20.3680.2641.3680.368zzz7、已知系统的结构图，求系统的稳态误差，100.5Te，()()rtlt()yt()rtT10.11s1Tses0.18、已知系统框图如下所示：T=1s试确定闭环系统稳定时K的取值范围。(12分)9、计算机控制系统结构如图所示：当r(t)=t，采样周期T=1秒，K=1时，求系统稳态误差。Rs()Cs()-T1Tses)1(ssK)(tX)(t)(1tt2tate)(sX1s121s32sas1)(ZX11zz2)1(zTz32)1()1(zzzTaTezz)1(ssKr(t)y(t)-—TseTs110、设对象的脉冲传递函数为：)368.01)(1()718.01(679.3)(1111ZZZZZG试对单位阶跃输入设计最少拍无纹波数字控制器。11、控制系统如图所示，-Ts1-eH(s)=s,3G(s)=s+2，T=1s，20.135e试在单位阶跃输入时设计最少拍有纹波数字调节器D（z）。-e(t)+r(t)D(z)Te(k)H(s)u(t)u(k)G(s)y(t)T