最新北航计算机控制试卷A卷

班号 学号 姓名 成绩
《 计算机控制系统 》期末考试卷
注意事项：1)接听手机发送短信等视同作弊 2)计算题不能只给结果,要有过程 题目：
一、填空 ……………………………………………………………( 30 分)
1．（4分）计算机控制系统主要是在 和 上将连续系统离散的，影响系统的主要
因素是 和 。

2．（2分）离散系统频率特性的主要特点是 。

3．（6分）计算机控制系统中， ， ， ， ，
可能产生量化，一个量化单位是 。

4．（3分）零阶保持器对系统频率特性有什么影响 ，
在 ， 时不可忽略。

5．（2分）离散系统由于量化产生的极限环振荡与系统传递函数的 有关；
产生的不灵敏区与系统传递函数的 有关。

6．（4分）量化的非线性效应是由 引起的，形成的本质是由于 。

7．（2分）被控对象离散化应当采用 变换，在离散域实现连续控制律一般应当采用 变
换。

8．（3分）选择计算机控制的动态范围时，应当考虑 和 ，满足 的
条件。

9．（2分）连续系统可控可观，采样系统仍然可控可观的条件是 。

10．（2分）在计算机中实现时，P z z a z a n n n ()=+++-11 中哪个系数变化使根偏移量最
大 ，特征根靠得太近会产生什么问题 。

二、作图题 …………………………………………………………… ( 10 分)
2.1（5分）试画出图1Z 平面上两对极点各自对应的脉冲响应序列的大致形状。

图1 图2
2．2（5分）连续信号幅频|F(jw)|如下图所示，试画出它的采样信号的幅频谱 |F *
(jw)|,（不考虑相位）。

图中，w1 = 6 rad/s, w2 = 8 rad/s, 采样频率 ws = 10 rad/s .
三、计算题
…………………………………………………………… ( 30 分)
3．1（15分）考虑图3所示系统，采样周期T ＝0.5求：（1）系统闭环传递函数W （z ）=C(z)/R(z).
（2）K 为何值时系统稳定？
（3）K ＝2时系统的位置误差，速度误差3．2（15分）
已知离散系统状态方程如下：
x k x k u k y k x k ().()(),()()(),+=-⎡⎣⎢⎤⎦⎥+⎡⎣⎢⎤⎦
⎥=1010210110
求：（1）系统是否可控？是否可观？ （2）取状态反馈u(k)=-Kx(k)+r(k)，求常值反馈阵K ，使闭环极点为 z 1,2 ＝ 0 。

（3）设x(0) = 0, r(k) = 1, k ≥ 0，求 x(k)＝？
（4）闭环系统对r(k)是否可控？为什么？
（5）对于本例应如何选择观测器极点达到闭环要求？
四、实现综合题 ……………………………………………………………( 30 分)
4．1（15分） 已知：D z s ()=+11
， 求：（1）用Tustin 方法离散，零极直接编排实现。

（2）采用截尾量化方式，分析采样周期与量化误差的关系（只考虑乘法量化）。

（3）若同时考虑A/D 和乘法量化，T ＝0.5秒，求输出端总的量化误差。

（4）计算机系统至少取多少位字长可使总量化误差 < 1% ?
4．2（15分）
已知： D z z z z z ().....=++-+----065088036112804212
12
求：（1）画出零极实现框图（延迟环节最少）
（2）配置比例因子、选择合适的限幅值及溢出保护点。

（3）画出减少输入输出之间计算时延的实时控制框图。