计算机控制系统部分习题参考答案
计算机控制系统部分习题参考答案1
第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。
按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。
（2）直接数字控制（简记为DDC）。
（3）监督控制（简记为SCC）。
（4）分级控制。
（5）集散控制。
（6）计算机控制网络。
按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。
（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。
（3）有限拍控制。
（4）复杂规律控制。
（5）智能控制。
1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。
答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。
方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统1.9 简述采样定理及其含义。
答：采样定理：如果采样角频率=2/T大于2，即≥2，则采样的离散信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。
式中是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。
含义：要使采样信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采样角频率，使≥1.10 多路巡回检测时，采样时间，采样周期T和通道数N之间的关系。
答：采样时间是足够短的时间，y(kT)y(kT+),0<<。
应满足 T≥N。
1.12 设有模拟信号(0～5)V和(2.5～5)V，分别用8位、10位和12位A/D转换器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。
答：量化单位q=,量化误差根据以上公式可求得(05)V：量化误差(2.5)V：量化误差1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量(t)。
转换的精度取决模-数转换器的位数n，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。
1.19 计算机控制系统有哪些主要的性能指标？如何衡量？答：计算机控制系统主要有动态指标，稳态指标和综合指标1.20 如何衡量系统的稳定性？答：用相角裕量和幅值裕量来衡量计算机控制系统的稳定程度。
计算机控制系统作业参考答案
《计算机控制系统》作业参考答案作业一第一章1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。
答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。
图1.3-2 典型的数字控制系统1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。
答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型：①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。
②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。
③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算机提供最佳给定值和最优控制量等。
④分布式计算机控制系统。
以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT操作站相连。
1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。
与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点：(1)控制规律灵活，可以在线修改。
(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标.(3)抗干扰能力强，稳定性好。
计算机控制技术题库（附答案）
计算机控制技术题库（附答案）计算机控制技术练习题（附答案）⼀、填空题（每空2分，共20分）1．闭环负反馈控制的基本特征是。
2．闭环控制系统⾥，不同输出与输⼊之间的传递函数分母。
3．惯性环节的主要特点是，当其输⼊量发⽣突然变化时，其输出量不能突变，⽽是按变化。
4．静态误差系数是系统在典型外作⽤下精度的指标，静态误差系数越⼤，精度。
5．系统的相稳定裕度γM，定义为开环频率特性在截⽌频率ωc处。
6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。
7．零阶保持器是⼀个相位滞后环节，它的相频特性φ(ω)= 。
8．若已知闭环系统⾃然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取。
9．通常把叠加在被测信号上的⼲扰信号称为。
10．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。
⼆、选择题(每题2分，共10分)1．在计算机控制系统⾥，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。
A 增⼤；B 减⼩；C 不变。
2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相⽐，有限字长所引起的量化误差。
A 较⼤；B 较⼩；C 相当。
3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是。
A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。
4．若以电机轴的转⾓为输⼊量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。
A 积分；B 微分；C 惯性。
5．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。
三、简答题（每⼩题5分，共20分）1．图1为⽔箱⽔位⾃动控制系统，试说明基本⼯作原理。
图12．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为⼏型系统，系统的开环放⼤系数为多少?3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互⽭盾的关系。
4．试表述采样定理，并说明若⼀⾼频信号采样时不满⾜采样定理，采样后将会变成何种信号。
计算机控制系统：计算机控制系统概述习题与答案
1、智能仪表接入计算机有两种途径，一种是485串行方式，另一种是（）。
A.FDDI网B.互联网InternetC.ATM网D.以太网Ethernet正确答案：D2、以太网络最典型的应用形式为顶层采用Ethernet，网络层和传输层一般采用国际标准（）协议。
A. NetBEUIB.TCP/IPC.IPX/SPXD.RS-232-C正确答案：B3、D/A转换器误差的主要来源是（）和保持器（采样点之间插值）的形式以及规定的时间间隔T来决定。
A.信号种类B.转换器种类C.信号大小D.转换器字长正确答案：D1、计算机控制系统的性能指标主要有（）。
A.稳定性B.综合指标等C.稳态指标D.动态指标正确答案：A、B、C、D2、计算机控制系统的主要特点是（）。
A.结构混合B.结构唯一C.信号混合D.信号唯一正确答案：A、C3、计算机控制系统的基本类型有（）。
A.计算机监督控制系统B.总线控制系统C.集散控制系统D.集中式计算机控制系统正确答案：A、B、C、D三、判断题1、计算机控制系统主要从信号变换、对象建模与性能分析、控制算法设计、控制系统仿真、控制系统实现等5个方面系统讲述计算机控制系统分析和设计的基本理论和方法。
（）正确答案：√2、计算机控制实验的基本要求是对课本中所涉及的计算机控制系统的相关理论进行仿真和控制实验研究，包括基础型实验，扩展型实验和研究型实验。
（）正确答案：√3、分级控制系统由现场总线控制、计算机监督控制、直接数字控制三级组成。
（）正确答案：×4、实验平台的“场所便利化”是指被控对象和控制系统小型化，安全性高、成本低，便于使用者携带和使用，在家中和宿舍等场所即可完成各种实验。
（）正确答案：√5、实验平台的“场所便利化”是指被控对象和控制系统小型化，安全性高、成本低，便于使用者携带和使用，在家中和宿舍等场所即可完成各种实验。
（）正确答案：√6、计算机控制系统就是由模拟器件参与并作为核心环节的自动控制系统，即应用模拟器件参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。
计算机控制技术复习题（含部份答案）
计算机控制技术复习题（含部份答案）⼀. 填空题：1、计算机控制系统的⼯作过程为：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
2、计算机控制系统硬件由⼯业控制机、计算机、过程输⼊输出通道和⽣产过程组成。
3、选择D/A转换器时应着重考虑的是：精度、分辨率。
4、接地技术中接地⽅式有：⼯作接地、保护接地等两种。
5、计算机控制系统按总体结构来分有：开环控制系统、闭环控制系统两⼤类6、计算机控制系统是指采⽤了数字计算机和其他⾃动化设备的⾃动控制系统。
7、计算机控制系统软件由控制部分和被控对象组成。
8、计算机控制系统输⼊/输出通道分为四类，分别是模拟量输⼊通道、模拟量输出通道、数字量输⼊通道，数字量输出通道。
9、过程通道中存在的⼲扰有：串模⼲扰、共模⼲扰。
10、局域⽹常见的⽹络拓朴结构有：星型、环型、总线型等。
11、计算机控制系统是指利⽤计算机来实现⽣产过程⾃动控制的系统。
14、衡量⼀个D/A转换器性能的主要参数有：分辨率、转换时间、精度、线性度。
15、数据处理的内容有：线性化处理标度变换。
16、闭环负反馈控制的基本特征是：测量偏差、纠正偏差。
17、⼀阶惯性环节的主要特点是当输⼊量突然变化时，输出量不能突变，⽽是按指数规律变化。
18、静态误差系数是系统在典型外作⽤下精度的指标，静态误差系数越⼤，精度越⾼。
19、离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统的结构和参数有关，还与系统的采样周期有关。
20、若已知闭环系统的⾃然频率为ωn ，经验上，采样频率ωs应取≥10ωn。
21、通常把叠加在测量信号上的⼲扰信号称为串模⼲扰。
22、为使得传感器特性与A/D变换的特性相匹配，通常在传感器和A/D变换器之间加⼊调理电路。
23、计算机控制系统中常⽤的控制器有可编程控制器、⼯控机、DSP、智能调节器等。
24、计算机控制系统中，被测信号有单端对地输⼊和双端不对地输⼊两种⽅式。
25、信号接地⽅式应采⽤单点接地⽅式，⽽不采⽤多点接地⽅式。
计算机控制系统复习题答案仅供参考
（大部分答案都来自百度文库，不确定是否正确，自己最后验证一下，简答题有些题的答案可以简化的，自己适当省略就好）1. 简述采样定理的基本内容。
答：采样定理:如果连续信号)(t f 具有有限频谱，其最高频率为max ω,)(t f 进行周期采样且采样角频率s max 2ωω≥时，连续信号)(t f 可以由采样信号)(*t f 唯一确定，亦即可以从)(*t f 无失真地恢复)(t f 。
（百度文库答案） 2. 线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i ｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z 平面的单位圆内。
（百度文库答案）3. 脉冲响应不变法的基本思想是什么？答：脉冲响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的脉冲响应g D (kT )是模拟控制器的脉冲响应采样值g (kT )的T 倍。
（百度文库答案）4. 写出增量型PID 的差分控制算式。
（书本P38-39页）答：增量型PID 控制算式可以写为D 1P 112I [(2)]i i i i i i i i T T u u K e e e e e e T T----=+-++-+（百度文库答案） 5. 如何消除比例和微分饱和现象？答：“积分补偿法”。
其中心思想是将那些因饱和而未能执行的增量信息积累起来，一旦有可能再补充执行。
这样，动态过程也得到了加速。
即，一旦u ∆超限，则多余的未执行的控制增量将存储在累加器中；当控制量脱离了饱和区，则累加器中的量将全部或部分地加到计算出的控制增量上，以补充由于限制而未能执行的控制。
（百度文库答案）6. 什么是采样或采样过程？何为线性离散系统的脉冲传递函数的定义？答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。
答：线性离散系统的脉冲传递函数定义为零初始条件下，系统或环节的输出采样函数z 变换和输入采样函数z 变换之比。
计算机控制系统清华大学出版社何克忠李伟习题参考答案
第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。
按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。
（2）直接数字控制（简记为DDC）。
（3）监督控制（简记为SCC）。
（4）分级控制。
（5）集散控制。
（6）计算机控制网络。
按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。
（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。
（3）有限拍控制。
（4）复杂规律控制。
（5）智能控制。
1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。
答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。
方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统1.9 简述采样定理及其含义。
答：采样定理：如果采样角频率ωω=2π/T大于2ωmax，即ωω≥2ωmax，则采样的离散信号ω∗(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。
式中ωmax是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。
含义：要使采样信号ω∗(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采样角频率，使ωω≥2ωmax1.10 多路巡回检测时，采样时间τ，采样周期T和通道数N之间的关系。
答：采样时间是足够短的时间，y(kT)≈y(kT+?t),0<?t<ωω。
应满足 T≥Nωω。
1.12 设有模拟信号(0～5)V 和(2.5～5)V ，分别用8位、10位和12位A/D 转换器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。
答：量化单位q=ωωωω∗−ωωωω∗2ω−1≈ωωωω∗−ωωωω∗2ω,量化误差ε=q /2根据以上公式可求得(0~5)V ：(2.5~5)V ：1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量ω∗(t)。
转换的精度取决模-数转换器的位数n ，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。
计算机控制系统总习题(及答案)
u(k )T 2T2 T 2T2 u(k 1)
e(k )(T 2T1 ) (T 2T1 )e(k 1)
T 2T2 T 2T1 T 2T1 u (k ) u(k 1) e(k ) e(k 1) T 2T2 T 2T2 T 2T2
2 1
2
1
1
z 3z Y ( z) 1 3z Y ( z) 2 2 z 2 3z z z 3z 2 Y ( z) A B z z 1 z 2 z z Y ( z ) 2 5 z 1 z2
2
z k 因为 Z [ ]a za
E( z) R( z)e ( z)
1 (1 z 1 ) 1 1 z 1
z 1 Y ( z ) R( z )( z ) 1 z 1
z 1 z 2 z 3 ...
9 z 1 (1 0.111z 1 ) G( z ) (1 z 1 )(1 0.0000454 1 ) z
( z ) z 1 1 ( z ) D( z ) G ( z ) 1 ( z )
(1 z 1 )(1 0.0000454 1 ) z z 1 . 1 1 9 z (1 0.111z ) (1 z 1 ) 0.1111 0.0000454 1 ) ( z (1 0.111z 1 )
v j i 1
1 ( z ) z d [ (1 bi z 1 )]F2 ( z ) f 21 z
u
i 1
根据上两式，有
e ( z) 1 ( z)
1 f 21 z 1 (1 z 1 )
根据多项式相等，其系数相等的的性质，有
(整理后的)计算机控制系统复习题答案
3）将该算法分成算法I与算法II，画出编程的流程图。
解：（1）： ,所以 (5分)
（2）：环节稳态增益： ；环节高频增益： 。
所以配置比例因子为2-2。环节结构图如下
u1(k)=0.33u1(k-1)+2-2[e(k)+0.33e(k-1)]；
9.零阶保持器频率特性将会引起-T/2的相位延迟。
10．离散系统频率特性的主要特点是它的幅相特性是采样频率的周期函数。
11．当系统的极点位于z平面的正实轴上时，对应的脉冲响应是单调的，位于负实轴上的极点对应的脉冲响应是交替振荡的。
12.从控制算法的等效离散化角度出发，希望采样周期的取值越小越好；从量化分析的角度出发，希望采样周期的取值不要过小。
5．与连续系统不同，采样系统由于采样开关的位置不同，所得闭环系统脉冲传递函数不同。
6．若连续系统为 ，当采样周期T等于 时，采样系统是不可控和不可观的。
7．为了避免量化非性引起控制器产生死区或极限环，设计时应尽量使控制器的极点远离单位圆。
8．z平面上正实轴上极点对应的脉冲响应是单调的，其他位置的极点对应的脉冲响应是振荡的。
分析计算题：
三、1.(10分)连续传递函数 ，采用一阶向前差分方法离散，试写出D(z)表达式，求使D(z)稳定的采样周期T的极限值。
；(5分)
稳定性要求 ,所以有
，故 ； ，故T<2/5=0.4 (5分)
四、1.(10分)已知控制器 ，采用第一种直接编排法实现，试画出实现结构图。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。
解：（1）判断离散系统的可控可观性。
最新《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)
《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx《计算机控制技术》（机械工业出版社范立南、李雪飞）习题参考答案第1章1.填空题(1) 闭环控制系统,开环控制系统（2) 实时数据采集，实时决策控制,实时控制输出(3) 计算机，生产过程(４) 模拟量输入通道,数字量输入通道,模拟量输出通道，数字量输出通道(5）系统软件，应用软件2．选择题(1) A (2) Ｂ（３) C （４） A (5）Ｂ3．简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D／Ａ转换器等器件，就构成了计算机控制系统,其基本框图如图所示.计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机)和生产过程两大部分组成。
工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
(2）操作指导控制系统:其优点是控制过程简单,且安全可靠。
适用于控制规律不是很清楚的系统,或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。
其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快,控制的回路也不能太多,不能充分发挥计算机的作用。
ﻩ直接数字控制系统:设计灵活方便,经济可靠。
能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。
监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制,还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。
其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制．SCC+DＤＣ的控制系统，更接近于生产实际，系统简单,使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难.集散控制系统：又称分布式控制系统,具有通用性强、系统组态灵活,控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中,调试方便,运行安全可靠,提高生产自动化水平和管理水平,提高劳动生产率等优点．缺点是系统比较复杂.计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。
计算机控制系统习题3
计算机控制系统习题3《计算机控制系统》习题3一、单项选择题1．双线性变换的一个特性是，连续传递函数经过双线性变换后所得Z传递函数的稳态增益（）。
A、增大B、不变C、减小2. 用于定量描述计算机控制系统的实时性的术语是（）。
A、响应时间B、实时时钟C、实时中断能力D、实时管理程序3. 一个8位的A/D转换器，其量化精度约为（）。
A、1%B、0.5%C、0.4%D、0.2%4. 热继电器在电路中做电动机的（）保护。
A、短路B、过载C、过流D、过压5. 满量程为10V的8位DAC芯片的分辨率为（）。
A、39mvB、153mvC、78mvD、156mv6. 计算机控制系统中，采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将（）。
A、增大B、减小C、不变7. S平面的原点，映射到Z平面,相应的点为（）。
A、原点B、位于Z平面单位圆外一点C、Z平面单位圆内一点D、Z=18. 采样控制系统的稳定性与输入信号的大小和形式（）, 采样控制系统的稳态误差与输入信号的形式、类型（）。
A、有关，有关B、无关，有关C、无关，无关D、有关，无关二、多项选择题1.以下属于数字滤波的优点的是（）。
A、可靠性高B、灵活方便C、能处理低频信号D、功能强大2.以下是数字积分法的特点的是（）。
A、运算速度快B、脉冲分配均匀C、易于实现多轴联动D、能描绘多种函数曲线3.下列的抗干扰方法中，属于硬件滤波的有（）。
A、RC滤波B、光电隔离滤波C、平均值滤波D、中值滤波E、惯性滤波4.下述选项中，属于应用软件的有（）。
A、汇编语言B、发电机故障分析软件C、DOS软件D、变电站综自软件E、惠普打印机驱动软件5.下列的抗干扰方法中，（）可以抑制共模干扰。
A、带通滤波B、光电隔离C、浮地屏蔽D、终端屏蔽6.计算机控制系统中常用的离散化方法是（）。
A、连续变换法B、双线性变换法C、脉冲函数法D、零极点匹配法7.下述选项中，属于外部总线的有（）。
A、PCI总线B、PC总线C、USB总线D、ISA总线E、RS-488串行总线8.计算机控制系统中常用的离散化方法是（）。
计算机控制系统习题及部分解答
g0=(1/T)*5*abs(1/(10+(GW+ws)*i)); G11=[g0];
g0=(1/T)*5*abs(1/(10+(GW-ws)*i)); G12=[g0];
g0=(1/T)*5*abs(1/(10+(GW+2*ws)*i)); G21=[g0];
g0=(1/T)*5*abs(1/(10+(GW-2*ws)*i)); G22=[g0];
题图 1-6 飞机连续模拟式姿态角控制系统结构示意图
第2章 习 题
2-1 下述信号被理想采样开关采样，采样周期为 T，试写出采样信号的表达式。
(1) f (t) = 1(t)
(2) f (t) = te−at
(3) f (t) = e−at sin(ωt)
解：
∞
∑ (1) f *(t) = 1(kT )δ (t − kT ) ； k =0 ∞
结果表明，不满足采样定理，高频信号将变为低频信号。
2-8
试证明
ZOH
传递函数
Gh
(s)
=
1
−
e− s
sT
中的 s＝0 不是 Gh
(s)的极点，而
Y
(
s
)
=
1
− e− s2
sT
中，只有一个单极点 s＝0。
证明：
Gh
(s)
=
1
−
e s
−
sT
≈ 1− (1− sT
+ (−sT )2 / 2 + ⋅ ⋅⋅ = T − T 2s + ⋅⋅ ⋅⋅
计算。采样幅频曲线可以用如下 MATLAB 程序绘图：
T=0.1;
计算机控制系统习题及答案
1.采样频率越高，采样数据描绘的曲线实际曲线。
为了提高控制精度，应尽可能。
2.在三相步进电机系统中，为了提高控制力矩，常常采用方法来实现。
3.在PID调节器中，比例系数KP的确定比微分和积分系数更重要，因为它关系到______。
4.采样/保持器有两种工作方式。
在采样方式中，采样-保持器的输出__________在保持状态时，采样-保持器的输出______。
5.在PID控制系统中，I的作用主要是______，它一般不单独使用的原因是__ _。
6.线性插值法最根本的问题是____________________。
7.CD4051是________路________向多路开关，当其INH端接_____伏时，芯片被选通。
8.在计算机控制系统中，采样周期T的确定很重要，因为它关系到_______,T太大_______。
9.步进电机的步距角指________,齿距角指______，拍是指________。
10.3相（A、B、C）步进电机有3种通电方式，是，和。
二、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5 小题，共10分）1. 在显示系统中，若为动态显示，需将待显示数变成显示码才能输出到显示器进行显示。
若在显示电路中增加一级锁存器，则可直接将待显示数输出到显示器进行显示。
（）2. DAC0832是常用的8位D/A转换器，内部设有两级缓冲器，目的是使转换数椐得到充分缓冲，确保转换精度。
（）3. 由于各种传感器提供的电压信号范围很宽，需要通过可编程增益放大器，对信号进行调整，使A/D转换器满量程信号达到均一化。
（）4. 某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理，发现总有一些杂波无法滤掉，原因是采样时间间隔太大（）。
5. 在工业过程控制系统中，由于被控对象所处环境复杂，常使采样值偏离实际值。
所以一般要加入滤波环节，且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用。
（）三、简答题（本题共6 小题，共35 分）1.（本题6 分）简要说明多路开关的主要特点。
计算机控制系统_清华大学出版社_何克忠_李伟_习题参考答案
第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。
按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。
（2）直接数字控制（简记为DDC）。
（3）监督控制（简记为SCC）。
（4）分级控制。
（5）集散控制。
（ 6）计算机控制网络。
按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。
（2）比例积分微分控制（简称PID 控制）。
（3）有限拍控制。
（4）复杂规律控制。
（5）智能控制。
1.2计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。
答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。
方框图： P115 图 1.21输出反馈计算机控制系统1.9简述采样定理及其含义。
答：采样定理：如果采样角频率=2 /T 大于2，即≥ 2，则采样的离散信号(t) 能够不失真地恢复原来的连续信号y(t) 。
式中y(t) 的频谱特性中的最高角频率。
含义：要使采样信号(t) 能够不失真地恢复原来的连续信号是连续信号y(t) ，必须正确选择采样角频率，使≥1.10多路巡回检测时，采样时间，采样周期T和通道数N之间的关系。
答：采样时间是足够短的时间，y(kT) y(kT+ ),0< <。
应满足T≥N。
1.12设有模拟信号(0～5)V和(2.5～5)V，分别用8位、10位和12位A/D转换器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。
答：量化单位 q=, 量化误差根据以上公式可求得 (05)V：转换位数81012量化单位 q/mV19.53 4.88 1.229.76 2.440.61量化误差(2.5)V：转换位数81012量化单位 q/mV9.76 2.440.614.88 1.220.30量化误差1.14试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？答：数模转换器把数字量u(kT) 转换成离散的模拟量(t) 。
转换的精度取决模 - 数转换器的位数n，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。
《计算机控制技术》习题参考答案(完整版)
《计算机控制技术》（机械工业出版社范立南、李雪飞）习题参考答案第1章1．填空题(1) 闭环控制系统，开环控制系统(2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出(3) 计算机，生产过程(4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道(5) 系统软件，应用软件2．选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3．简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。
计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。
工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
(2)操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。
适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。
其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。
直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。
能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。
监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。
其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。
SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。
集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。
缺点是系统比较复杂。
计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。
计算机控制答案
第一章计算机控制系统概述习题及参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。
图微机控制系统组成框图(1)主机：(2)输入输出通道(3)外部设备(4)检测与执行机构4.微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。
软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。
整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。
就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。
(1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。
对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。
系统软件包括：a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等；b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序；c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数据管理系统等；d.信息处理：指文字翻译、企业管理等。
(完整版)《计算机控制系统》课后题答案-刘建昌等科学出版社(可编辑修改word版)
第一章计算机控制系统概述习题与思考题1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？举例说明。
解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，被称为计算机控制系统。
与模拟系统相比，计算机控制系统具有设计和控制灵活，能实现集中监视和操作，能实现综合控制，可靠性高，抗干扰能力强等优点。
例如，典型的电阻炉炉温计算机控制系统，如下图所示：炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后，变成电信号（毫伏级），再经变送器变成标准信号（1-5V 或4-20mA）从现场进入控制室；经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，与计算机内部的温度给定比较，得到偏差信号，该信号经过计算机内部的应用软件，即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A 转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制双向晶闸管对交流电压（220V）进行PWM 调制，达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小，从而调节炉温变化，最终达到计算机内部的给定温度。
由于计算机控制系统中，数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的，所以很容易实现多种控制算法，修改控制算法的参数也比较方便。
还可以通过软件的标准化和模块化，这些控制软件可以反复、多次调用。
又由于计算机具有分时操作功能，可以监视几个或成十上百个的控制量，把生产过程的各个被控对象都管理起来，组成一个统一的控制系统，便于集中监视、集中操作管理。
计算机控制不仅能实现常规的控制规律，而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断功能，可以综合生产的各方面情况，在环境与参数变化时，能及时进行判断、选择最合适的方案进行控制，必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预，这些都是传统模拟控制无法胜任的。
在计算机控制系统中，可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能，使计算机控制系统具有很强的可维护性。
另一方面，计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的，程序代码存储于计算机中，一般情况下不会因外部干扰而改变，因此计算机控制系统的抗干扰能力较强。
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计算机控制系统部分习题参考答案
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第一章
1.1 计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？
答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。
按功能计算机控制系统的分类：（1）数据处理系统。
（2）直接数字控制（简记为DDC）。
（3）监督控制（简记为SCC）。
（4）分级控制。
（5）集散控制。
（6）计算机控制网络。
按照控制规律计算机控制系统的分类：（1）程序和顺序控制。
（2）比例积分微分控制（简称PID控制）。
（3）有限拍控制。
（4）复杂规律控制。
（5）智能控制。
1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。
答：计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。
方框图：P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统
1.9 简述采样定理及其含义。
答：采样定理：如果采样角频率=2/T大于2，即≥2，则采样的离散信
号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。
式中是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。
含义：要使采样信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)，必须正确选择采
样角频率，使≥
1.10 多路巡回检测时，采样时间，采样周期T和通道数N之间的关系。
答：采样时间是足够短的时间，y(kT)y(kT+),0<<。
应满足 T≥N。
1.12 设有模拟信号(0～5)V和(
2.5～5)V，分别用8位、10位和12位A/D转换器，试计算
并列出各自的量化单位和量化误差。
答：量化单位q=,量化误差
根据以上公式可求得(05)V：
转换位数8 10 12 量化单位q/mV 19.53 4.88 1.22
9.76 2.44 0.61
量化误差
(2.5)V：
转换位数8 10 12 量化单位q/mV 9.76 2.44 0.61
4.88 1.22 0.30
量化误差
1.14 试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？
答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量(t)。
转换的精度取决
模-数转换器的位数n，当位数足够多时，转换可以达到足够高的精度。
1.19 计算机控制系统有哪些主要的性能指标？如何衡量？
答：计算机控制系统主要有动态指标，稳态指标和综合指标
1.20 如何衡量系统的稳定性？
答：用相角裕量和幅值裕量来衡量计算机控制系统的稳定程度。
1.21 动态特性可以由哪些指标来衡量？
答：（1）超调量（2）调节时间（3）峰值时间（4）衰减比（5）振荡次数N
第二章
2.3 根据Z变换的定义，由Y(z)求出y(kT):
1.已知Y(z)=0.3+0.6+0.8+0.9+0.95+
解：y(0)=0.3,y(T)=0.6,y(2T)=0.8,y(3T)=0.9,y(4T)=0.95,y(5T)=1
2.已知Y(z)=-+-
解：y(0)=0,y(T)=1, y(2T)=-1, y(3T)=1, y(4T)=-1, y(5T)=1, y(6T)=-1
2.5 已知离散系统的差分方程，试求输出量的Z变换：
1.y(kT)=u(kT)+u(kT-T)-y(kT-T) u(kT)为单位阶跃序列
解：Y(z)=U(z)+U(z)-Y(z)
=(+)U(z)-Y(z)
=
2.6 已知时间序列，试求相应的Z变换：
1.3(kT)
解：Y(z)==3
参考：
5. ,|a|<1
解：Y(z)=+++++…… =
2.9 试求下列函数的Z反变换：
1.0.5z/(z-1)(z-0.5)
解：=+
=(z-1) ,z=1 =1
=(z-0.5) ,z=1 =-1
Y(z)=-
y(kT)=1-
2.10 已知系统的方框图，试求输出量的Z变换Y(z):
7.解：y(t)=[]
=K[(1-)+]
由：=得A=,B=-;
代入上式中得：y(t)=[(1-)(-)]
Y(z)=[]
15.解：Y(z)=NG(z)-
=
=
2.14 S平面与Z平面的映射关系z=
1.S平面的虚轴，映射到Z平面为以原点为中心的单位圆周。
2.19 已知单位反馈系统的开环Z传递函数，试判断闭环系统的稳定性。
1.(z)=
解：系统的特征方程为：1+=0;得-Z+0.632=0
由Z=代入上式 2.632+0.736+0.632=0
劳斯表： 2.632 0.632
0.736 0
0.632
劳斯表第一列元素都为正，系统稳定。
第三章
3.1 已知线性离散系统的差分方程，试导出离散状态空间表达式：
1.y(kT+2T)+0.2y(kT+T)+0.5y(kT)=u(kT)
解：参考P93页例3.1
F=
3.2 已知线性离散系统的方框图，试求出对应于各G(s)的闭环系统的离散状态空间表达式。
1.G(s)=K/(s+a)
解：G(s)=
HG(z)=
3.4 已知系统的方框图，试求线性离散系统的Z传递矩阵：
1.x(kT+T)=[ ]x(kT)+u(kT)
解：
3.5 已知系统的方框图，试导出系统的离散状态空间表达式，并求y(kT)：
1.r(t)=1(t),T=1s,(0)=(0)=0
解：参考P110例3.13 P112例3.14
HG(s)=
HG(z)=+
3.6 已知线性离散系统的状态方程，试判断系统的稳定性：
1.x(kT+T)=[]x(kT)
解：参考P114例3.15。