计算机控制系统习题讲解

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计算机控制系统部分习题参考答案1

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。

计算机控制系统课后习题答案1

计算机控制系统课后习题答案1

第一章课后参考答案1-1简述计算机控制系统的控制过程。

计算机控制系统的控制过程可以归纳为以下三个步骤:1)实时数据采集:对被控量进行采样测量,形成反馈信号;2)实时控制计算:根据反馈信号和给定信号,按一定的控制规律,计算出控制量;3)实时控制输出,向执行机构发出控制信号,实现控制作用。

1-2什么是实时性?有哪些因素影响系统的实时性?硬件:1)控制器计算速度2)传感器采集速度3)执行器反应时间4)A/D、D/A转换速度软件:1)操作系统调度2)中断响应处理方式(包括定时器)3)延时函数的设置实时性:即信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内即时完成的,超出这个时间就会失去控制时机,控制也就失去了意义。

1-3计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分作用是什么?计算机的硬件主要包括主机、输入输出通道和外部设备。

主机:主机是计算系统的核心,通过接口向系统的各个部分发出各种指令,对被控对象进行检测和控制。

输入输出通道:输入输出通道是计算机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

过程输入通道把生产对象的被控参数转换成计算机可以接收的数字信号,过程输出通道把计算机输出的控制命令和数据,转化成可以对生产对象进行控制的的信号。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

外部设备:外部设备是实现计算机和外界进行信息交换的设备,简称外设,包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器,其中操作台应具备显示功能,即根据操作人员的要求,能立即显示所要求的内容,还应有按键或开关,完成系统的启、停等功;操作台还要保证操作错误也不会造成恶劣后果,即应有保护功能。

1-4计算机控制系统的软件由哪几部分组成?各部分作用是什么?计算机控制系统软件分为系统软件、应用软件及数据库。

系统软件是有计算机生产厂家提供的专门用来使用和管理计算机的程序。

对用户来说,系统软件只是用来开发应用软件的工具,不需要自己设计。

微机计算机控制技术课后于海生第2版习题详解答案

微机计算机控制技术课后于海生第2版习题详解答案

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。

6.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何?它们之间有何区别和联系?(1)操作指导控制系统:在操作指导控制系统中,计算机的输出不直接作用于生产对象,属于开环控制结构。

计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理,计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时计算机就起到了操作指导的作用。

其原理框图如图 1.2 所示。

(2)直接数字控制系统(DDC系统):DDC系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行控制运算,然后通过输出通道控制执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求。

DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。

⑶计算机监督控制系统(SCC系统):SCC系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况,因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制,系统不能运行在最佳状态,而SCC系统不仅可以进行给定值控制,并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。

SCC系统的原理框图如图 1.4所示。

SCC是操作指导控制系统和 DDC系统的综合与发展。

2.数字量过程通道由哪些部分组成?各部分的作用是什么?数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。

数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成。

数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。

其中:输入调理电路转换滤波、保护、消除触点抖动,以及进行信号隔离等5. 模拟量输入通道由哪些部分组成?各部分的作用是什么?模拟量输入通道一般由 I/V 变换、多路转换器、采样保持器、A/D 转换器、接口及控制逻辑电路组成。

计算机控制技术课后习题答案

计算机控制技术课后习题答案

1。

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。

1.2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。

1。

5计算机控制系统的特点是什么?微机控制系统与常规的自动控制系统相比,具有如下特点:a.控制规律灵活多样,改动方便b.控制精度高,抑制扰动能力强,能实现最优控制c。

能够实现数据统计和工况显示,控制效率高d。

控制与管理一体化,进一步提高自动化程度1.6计算机控制系统的发展趋势是什么?大规模及超大规模集成电路的发展,提高了计算机的可靠性和性能价格比,从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。

为更好地适应生产力的发展,扩大生产规模,以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求,目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。

a。

普及应用可编程序控制器b。

采用集散控制系统c.研究和发展智能控制系统2.4数字量过程通道由哪些部分组成?各部分的作用是什么?数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道.数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成.数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。

计算机控制系统课后答案

计算机控制系统课后答案

计算机控制系统课后答案1. 概述计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统,它采用计算机硬件和软件的协同作用,对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的任务。

本文将回答计算机控制系统课后习题,以帮助读者加深对该课程的理解。

2. 习题答案2.1 什么是计算机控制系统?计算机控制系统是指利用计算机硬件和软件的协同作用,对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的系统。

其核心是计算机的控制程序,通过对输入信号的处理和对输出信号的控制,实现对被控对象的精准控制。

2.2 计算机控制系统的组成计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成:•输入设备:用于采集被控对象的状态信息,将其转化为数字信号输入到计算机中。

•输出设备:将计算机产生的控制信号转化为可被被控对象接受的信号。

•中央处理单元(CPU):负责执行控制程序,对输入信号进行处理和判断,并产生相应的控制信号。

•存储器:用于存储控制程序和控制数据。

•总线:用于传输控制信号和数据,连接CPU、存储器和输入输出设备。

2.3 计算机控制系统的特点•精确性:计算机控制系统能够对被控对象进行精确的控制,实时调整控制参数,确保控制过程的稳定性和准确性。

•灵活性:通过编写不同的控制程序,可以实现对不同对象的控制,具有很高的灵活性。

•可靠性:计算机控制系统具有自主诊断和故障处理能力,当出现故障时,能够自动检测、定位和修复错误,提高了系统的可靠性。

•扩展性:计算机控制系统可以根据需要增加或替换硬件设备,增加系统的功能和性能。

•可维护性:计算机控制系统通常使用模块化设计,方便对系统进行维护和升级。

2.4 计算机控制系统的应用领域计算机控制系统广泛应用于工业自动化领域,例如:•工业生产线控制:计算机控制系统可以对生产线上的各个环节进行监控和控制,提高生产效率和产品质量。

•交通信号控制:计算机控制系统可以对交通信号灯进行精确控制,实现交通流量的调度和优化。

•智能家居系统:计算机控制系统可以对家庭设备进行智能控制,实现远程操控和自动化管理。

《计算机控制系统》课后题答案

《计算机控制系统》课后题答案
图1.16 操作指导系统框图
1.14简述直接数字控制系统的结构和特点。
解答:直接数字控制系统DDC结构如图1.17所示。这类控制是计算机把运算结果直接输出去控制生产过程,简称DDC系统。这类系统属于闭环系统,计算机系统对生产过程各参量进行检测,根据规定的数学模型,如PID算法进行运算,然后发出控制信号,直接控制生产过程。它的主要功能不仅能完全取代模拟调节器,而且只要改变程序就可以实现其他的复杂控制规律,如前馈控制、非线性控制等。它把显示、打印、报警和设定值的设定等功能都集中到操作控制台上,实现集中监督和控制给操作人员带来了极大的方便。但DDC对计算机可靠性要求很高,否则会影响生产。
2 (1.3)
式中, 为输出的满幅值电压, 是二进制的最高有效位, 是最低有效位。
以4位二进制为例,图1.12给出了一个说明实例。在图1.12中每个电流源值取决于相应二进制位的状态,电流源值或者为零,或者为图中显示值,则输出电流的总和为:
(1.4)
我们可以用稳定的参考电压及不同阻值的电阻来替代图1.12中的各个电流源,在电流的汇合输出加入电流/电压变换器,因此,可以得到权电阻法数字到模拟量转换器的原理图如图1.13所示。图中位切换开关的数量,就是D/A转换器的字长。
图1.18 SCC加调节器的系统框图
(2)SCC加DDC的系统
在这种系统中,SCC计算机的输出直接改变DDC的设定值,两台计算机之间的信息联系可通过数据传输直接实现,其构成如图1.19所示。
这种系统通常一台SCC计算机可以控制数个DDC计算机,一旦DDC计算机发送故障时,可用SCC计算机代替DDC的功能,以确保生产的正常进行。
图1.17 直接数字控制系统
1.15简述计算机监督控制系统的结构和特点。

计算机控制技术课后题答案整理版(1到5章基本都有了)

计算机控制技术课后题答案整理版(1到5章基本都有了)

第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的?画出方框图并说明各部分的作用。

答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成;框图P3。

1)工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。

2)PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道,在两者之间起到纽带和桥梁的作用。

3)生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。

2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。

(2)实时性一般要求计算机具有多任务处理能力,以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务,加快程序执行速度;在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时,可以随时响应事件的中断请求。

3.计算机控制系统有哪几种典型形式?各有什么主要特点?(1)操作指导控制系统(OIS)优点:结构简单、控制灵活和安全。

缺点:由人工控制,速度受到限制,不能控制对象。

(2)直接数字控制系统(DDC) (属于计算机闭环控制系统)优点:实时性好、可靠性高和适应性强。

(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最有工况。

(4)集散控制系统优点:分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

(5)现场总线控制系统优点:与DOS相比降低了成本,提高了可靠性。

(6)PLC+上位系统优点:通过预先编制控制程序实现顺序控制,用PLC代替电器逻辑,提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。

附加:计算机控制系统的发展趋势是什么?大规模及超大规模集成电路的发展,提高了计算机的可靠性和性能价格比,从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。

为更好地适应生产力的发展,扩大生产规模,以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求,目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。

计算机控制系统试题及答案

计算机控制系统试题及答案

计算机控制系统试题及答案(内容部分,字数超过5000字)试题一:1. 什么是计算机控制系统?描述其基本原理和组成部分。

答案:计算机控制系统是一种通过计算机对工业或生产过程进行自动化控制的技术系统。

其基本原理是通过获取传感器的输入信号,经过计算机处理并产生相应的控制命令,再通过执行器输出控制信号来实现对系统的控制。

计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成:- 传感器:用于将被控对象(如温度、压力等)转化为电信号,为计算机提供输入数据。

- 计算机:作为系统的核心,负责数据处理、控制策略计算等工作。

- 控制器:根据计算机处理后的控制信号,通过执行器发送控制信号给被控对象。

- 执行器:根据控制信号,对被控对象进行操作,实现控制目标。

- 通信网络:为各个组件之间提供数据传输的通道。

2. 请简要介绍常见的控制系统分类。

答案:常见的控制系统分类包括:- 开环控制系统:控制器的输出不受被控对象的反馈作用影响。

这种系统只能根据预先设定的控制策略进行控制,无法根据系统实际情况进行调整,容易受到外界干扰的影响。

- 闭环控制系统:控制器的输出受到被控对象的反馈作用影响。

通过对被控对象输出信号的反馈进行比较和调整,实现系统对目标状态的精确控制。

闭环控制系统具有较高的鲁棒性和适应性,但也容易引起稳定性问题。

- 自适应控制系统:根据被控对象的实时变化情况,自动调整控制器的控制策略和参数,以实现对系统的最优控制。

自适应控制系统能够适应不断变化的工作环境,提高控制质量和效率。

- 模糊控制系统:通过引入模糊逻辑,将系统输入和输出之间的关系表示为模糊规则,并通过推理和模糊推理机制得到控制器的输出,实现对复杂非线性系统的控制。

模糊控制系统具有较强的鲁棒性和适应性,能够处理一些难以建立精确数学模型的控制问题。

3. 请简述PID控制器的基本原理及其优缺点。

答案:PID控制器是一种常用且经典的控制器。

其基本原理是根据系统误差的大小及其变化率来产生控制信号。

计算机控制系统课后答案 (3)

计算机控制系统课后答案 (3)

计算机控制系统课后答案问题1:什么是计算机控制系统?计算机控制系统是指利用计算机技术对物理过程或机械设备进行监控、控制和管理的系统。

它由计算机硬件、软件和工程配套设备等多个组成部分构成。

计算机控制系统具有实时性好、反应速度快、准确性高等特点,广泛应用于各种工业自动化领域。

问题2:计算机控制系统的组成部分有哪些?计算机控制系统由以下几个部分组成:1.传感器和执行器:传感器用于感知物理过程的状态和参数,并将其转换为电信号,以便计算机能够处理。

执行器根据计算机的指令来执行控制动作,控制物理过程或机械设备的运行。

2.计算机硬件:包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出接口等。

计算机硬件负责接收传感器采集的数据,并根据预设的算法进行处理和判断,进而控制执行器的动作。

3.计算机软件:包括控制算法、界面程序等。

控制算法根据输入的传感器数据进行计算和判断,生成相应的控制指令。

界面程序提供控制系统的人机交互界面,使操作员能够对系统进行监控和控制。

4.工程配套设备:包括可编程逻辑控制器(PLC)、仪表仪器等。

这些设备与计算机系统相连,作为中间装置,用于完成不同领域的控制任务。

问题3:计算机控制系统的工作原理是什么?计算机控制系统的工作原理是通过传感器采集物理过程的状态和参数,将其转换为电信号输入到计算机系统中。

计算机根据预设的控制算法,对输入的数据进行处理和判断,生成相应的控制指令。

这些控制指令通过输出接口发送给执行器,执行器根据指令来执行相应的控制动作,从而实现对物理过程或机械设备的控制。

计算机的工作过程可以理解为以下几个步骤:1.信号采集:传感器采集物理过程的状态和参数,并将其转换为电信号。

2.信号处理:计算机系统接收传感器的电信号,对其进行滤波、放大、数字量化等处理,以获取准确的数据。

3.控制计算:根据输入的数据,计算机系统进行控制算法的计算和判断,生成相应的控制指令。

4.控制输出:控制指令通过输出接口发送给执行器,执行器根据指令来执行相应的控制动作。

计算机控制系统习题答案

计算机控制系统习题答案

( c )由系统结构图
C ( z ) NG2 ( z ) R ( z ) DD 2 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) E ( z ) DD1 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) E ( z ) R( z ) C ( z ) NG2 ( z ) R( z ) DD 2 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) DD1 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) R ( z ) C ( z ) C ( z) NG2 ( z ) R( z ) DD 2 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) DD1 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) R ( z ) 1 DD1 ( z )Gh ( z )G1G2 ( z ) 1 DD1 ( z )GhG1G2 ( z )
1
计算机监督控制 SCC 系统有两种类型,一种是 SCC+模拟调节器,另一种是 SCC+DDC 控制系统。SCC 的优点是不仅可进行复杂控制规律的控制,而且工作可靠性高,当 SCC 出现故障时,下级仍可继续执行控制任务。 1.4 实时、在线方式和离线方式的含义是什么? 解答:(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。 1.5 如果按应用场合分类,计算机控制系统大致可以分为几类?各有什么主要特点? 解答: (1)数据采集与监视控制系统。特点:机构简单,控制灵活安全,特别适应于未 摸清控制规律的系统,常被用于计算机控制系统研究的初级阶段,或用于试验新的数学 模型和调制新的控制程序等。 (2)直接数字控制系统。特点:a、控制灵活。只要改变算法程序,就可以方便地改变 控制方法,无需改变系统任何硬件。b、可以有效地实现较复杂的控制,用来改善控制 品质。c、可以实现多回路控制,费用比模拟系统节省。 (3)计算机监督控制系统。特点:SCC 的优点是不仅可进行复杂控制规律的控制,而 且工作可靠性高,当 SCC 出故障时,下级仍可继续执行控制任务。 (4)分布式计算机控制系统。特点:a、分布式结构。b、具有较高的可靠性。c、设计, 开发与维护,操作方便。 1.6 为什么说计算机集成制造系统是工业自动化的发展趋势? 解答:大规模及超大规模集成电路的发展,提高了计算机的可靠性和性能价格比,从而 使计算机控制系统的应用也越来越广泛。为更好地适应生产力的发展,扩大生产规模, 以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求。

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

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。

计算机控制系统课后习题附标准答案

计算机控制系统课后习题附标准答案

1计算机控制系统概述习题参考答案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1.1微机控制系统组成框图(1)主机:这是微型计算机控制系统的核心,通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令,同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。

主机的主要功能是控制整个生产过程,按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作,根据运算结果作出控制决策;对生产过程进行监督,使之处于最优工作状态;对事故进行预测和报警;编制生产技术报告,打印制表等等。

(2)输入输出通道:这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。

过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进行控制的信号。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

(完整版)《计算机控制技术》教材习题解答1

(完整版)《计算机控制技术》教材习题解答1

《计算机控制技术》习题解答第一章1.1什么是计算机控制系统?计算机控制系统由哪几部分组成?答:计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控制计算机,简称工业控制机)来实现生产过程自动控制的系统。

计算机控制系统的组成:计算机控制系统由计算机(工业控制机)和生产过程两大部分组成。

1.2、微型计算机控制系统的特点是什么?微机控制系统与常规的自动控制系统相比,具有如下特点:a.控制规律灵活多样,改动方便b.控制精度高,抑制扰动能力强,能实现最优控制c.能够实现数据统计和工况显示,控制效率高d.控制与管理一体化,进一步提高自动化程度1.3 计算机控制系统结构有哪些分类?指出这些分类的结构特点和主要应用场合。

答:(1)操作指导控制系统优点:结构简单,控制灵活,安全。

缺点:由人工操作,速度受到限制,不能控制多个对象。

(2)直接数字控制系统(DDS)优点:实时性好,可靠性高,适应性强。

(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最优工况。

(4)分散控制系统(DCS)优点:分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

(5)现场总线控制系统(FCS)优点:与DCS相比,降低了成本,提高了可靠性。

国际标准统一后,可实现真正的开放式互联系统结构。

1.4.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。

1.5.实时、在线方式和离线方式的含义是什么?答:所谓实时,是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去了意义。

在计算机控制系统中,生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式;生产过程不和计算机相连,且不受计算机控制,而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。

计算机控制技术课后习题答案

计算机控制技术课后习题答案

计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:P2(1)实时数据采集:对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入(2)实时决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按预定的控制规律,决定将要采取的控制策略。

(3)实时控制:根据控制决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。

2 .计算机控制系统是由哪几部分组成?画出方块图并说明各部分的作用。

P3答:(1)计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。

(2)方块图如下图所示:图计算机控制系统的组成框图作用:①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。

其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序,它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台;支持软件用于开发应用软件;应用软件是控制和管理程序;②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。

③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。

3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?P2(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。

(2)在计算机控制系统中要考虑实时性,因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间;该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应,否则,将对生产过程造成影响甚至造成损害。

4. 计算机控制系统有哪几种典型形式?各有什么主要特点?P4~7(1)操作指导系统(OIS)优点:结构简单、控制灵活和安全。

缺点:由人工控制,速度受到限制,不能控制多个对象。

(2)直接数字控制系统(DDC)优点:实时性好、可靠性高和适应性强。

(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最有工况。

计算机控制习题解答-独家

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计算机控制系统习题集目录一各章习题 (1)二填空题练习 (6)三简答题练习 (8)四综合题练习 (11)一各章习题1.1 第1章绪论1. 计算机控制系统的硬件主要包括哪几个部分?2. 什么是过程控制通道,过程控制通道主要有哪几种?3. 根据计算机控制系统的发展历史和在实际应用中的状态,计算机控制系统可分为哪6类,各有何特点?4. 计算机控制系统从深度和广度两方面各有何发展趋势。

1.2 第2章计算机控制系统中的检测设备和执行机构1. 什么叫传感器及变送器?2. 简述压力检测的主要方法和分类。

3. 简述温度检测的主要方法和分类。

4. 简述热电偶测温的原理。

2. 物位仪表分为哪几类?6. 简述电容式差压变送器的工作原理。

7. 简述常用执行机构和执行器的工作原理。

8. 简述TT302温度变送器的结构和工作原理。

9. 简述交流、直流伺服电机的工作原理。

10.简述步进电机的工作原理。

1.3 第3章计算机总线技术1.什么叫总线?为什么要制定计算机总线标准?2.计算机总线可以分为哪些类型?3.评价总线的性能指标有哪些?4.STD总线有哪些特点?5.常用的PC总线有哪些?各有什么特点?6.简述PCI总线的性能特点。

7. 简述IEEE-488总线的工作过程。

8. 详述RS-232C 、RS-485和RS-422总线的特点和性能。

9. RS-232C 总线常用的有哪些信号?如何通过该接口实现远程数据传送?10. 什么是平衡方式和不平衡传输方式?试比较两种方式的性能。

11. USB 数据传输方式有哪几种?USB 协议中是如何区分高速设备和低速设备的?12. 简述USB 总线的枚举过程1.4 第4章 过程通道与人机接口1.什么是过程通道?过程通道由哪几部分组成?2.画出数字量输入输出通道的结构。

3.在数字量输入调理电路中,采用积分电容或RS 触发器是如何消除按键抖动的?4.数字量输出驱动电路有哪三种形式?各有什么特点?5.画出D/A 转换器原理框图,并说明D/A 转换的原理。

计算机控制系统习题及部分解答

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;

计算机控制系统课后习题答案

计算机控制系统课后习题答案

2.1 在计算机控制系统中,为了获取系统的运行状态或设定信息,经常需要进行开关量信号的输入。

2.2 把从控制对象检测到的模拟信号,转换成二进制数字信号,经I/O接口送入计算机。

2.3 在计算机控制系统中,经常需要控制执行机构的开/关(如对电磁阀的控制)或启/停(如各种交、直流电机的控制),某些控制算法(如脉宽调制方法,最优控制中的乒乓控制算法等)也需要控制执行机构在一定时间T内全负荷工作一段时间t(0≤t≤T),这些控制可通过计算机开关量输出通道来实现。

2.4 把计算机输出的数字量转换成模拟量。

2.5 光电耦合器的作用:从工业现场获取的开关量或数字量的信号电平往往高于计算机系统的逻辑电平,即使输入开关量电压本身不高,也有可能从现场引入意外的高压信号,因此必须采取电隔离措施,以保障计算机系统的安全。

常用的隔离措施是采用光电耦合器件实现的。

光电耦合器的用法:下图为原理图。

当输入侧(即发光二极管)流过一定的电流IF时,发光二极管开始发光,它触发光敏三极管使其导通;当撤去该电流时,发光二极管熄灭、三极管截止。

这样,就实现了以光路来传递信号,保证了两侧电路没有电气联系,从而达到了隔离的目的。

2.5 光电耦合器的注意事项:①输入侧导通电流要使光电隔离器件导通,必须在其输入侧提供足够大的导通电流,以使发光二极管发光。

不同的光电隔离器件的导通电流也不同,典型的导通电流IF=10mA。

②频率特性受发光二极管和光敏元件响应时间的影响,光电隔离器件只能通过一定频率以下的脉冲信号。

因此,在传送高频信号时,应该考虑光电隔离器件的频率特性,选择通过频率较高的光电隔离器。

③输出端工作电流光电隔离器输出端的灌电流不能超过额定值,否则就会使元件发生损坏。

一般输出端额定电流在mA量级,不能直接驱动大功率外部设备,因此通常从光电隔离器至外设之间还需设置驱动电路。

2.5 光电耦合器的注意事项:④这是指光电隔离器处于截止状态时,流经输出端元件的电流,此值越小越好。

计算机控制系统习题与知识点总结归纳

计算机控制系统习题与知识点总结归纳

计算机控制系统(1) 计算机控制系统软件部分通常包括系统软件和应用软件两类。

系统软件为计算机提供最基本的操作和控制,如操作系统;应用软件则是针对特定的应用需求设计的,如控制程序或算法。

(2) 计算机控制系统总线通常可以分为数据总线、地址总线、控制总线,以及电源、地、时钟等。

数据总线负责传输数据,地址总线决定数据传输的目的地,控制总线控制数据传输的方式和时机。

(3) 接口电路最基本和必需的两种功能是信号匹配和数据缓冲。

信号匹配确保不同设备间的信号兼容,数据缓冲则是为了调和设备间的数据传输速率差异。

(4) LED显示亮度与电流有关。

通常情况下,流经LED的电流越大,其发光亮度也越高。

(5) 键盘主要有三种工作方式:中断方式、轮询方式和扫描方式。

中断方式在按键活动时产生中断信号;轮询方式通过不断查询键盘状态来检测按键活动;扫描方式则是通过逐行或逐列扫描来检测哪个键被按下。

(6) 除了比例系数、积分时间常数和微分时间常数外,采样时间也是数字控制系统要合理选择的一个重要参数。

采样时间的选择关系到系统的稳定性和响应速度。

(7) 电磁干扰通常包括辐射干扰、传导干扰和静电放电。

这些干扰可以通过空间传播或者电缆、电路等传导途径影响设备的正常运行。

(8) 辐射耦合是电磁骚扰通过其周围的媒介以电磁波的形式向外传播的一种方式。

(9) 瞬态干扰根据波形和产生的原因,分为冲击干扰、瞬变干扰和振荡干扰三类。

这些干扰通常由电源切换、雷电等原因引起。

(10)计算机控制系统中在线自诊断方法指的是系统在运行过程中自动检测和诊断故障,以确保系统的可靠性和稳定性。

这种方法通常包括故障检测、诊断和恢复等功能。

判断题(1)变压器隔离不适用于含有直流分量的信号传输。

√解析:变压器无法传输直流信号,因为它依赖于交流信号中电流的变化来产生磁通并感应出二次侧的电压。

直流分量没有这种变化,因此变压器不能用于含有直流分量的信号传输。

(2)算数平均值滤波中,随着N值的增大,平滑度将提高,灵敏度降低。

计算机控制习题集答案详解

计算机控制习题集答案详解

1控制分类:恒值系统:他们的给定值都是恒定值。

随动系统:给定值是实现位置的时间函数的系统。

程序控制系统:控制指令已预先知道的系统。

镇定系统:根据偏差产生控制作用,对系统进行自动调节,使被控量保持恒定。

2控制构成概念:将控制器由数字控制器来实现,就组成了一个典型的计算机控制系统。

3控制过程:实时数据采集、实时决策、实时控制、信息管理。

4控制系统的组成:硬件、软件、计算机控制系统网络。

5控制系统的概念:计算机控制实质上是自动控制技术和微机技术的结合。

性能指标:实现复杂的控制规律,提高控制质量,增加产品数量;能游戏奥的客服随机扰动;控制规律灵活、多样;控制和管理结合,自动程度进一步提高。

6(1)数据采集系统主要任务和作用:把生产过程中反映生产状态的各种参数送入计算机、处理。

所得结果不仅作为操作指导信息输出显示,还可以进行打印、储存、传送等操作。

此外,数据采集系统还可以根据计算结果判断生产状态是否正常,如果发现异常,还会自动报警。

(2)数据采集系统组成:用于系统控制的计算机、完成数据输入输出任务的过程通道,连接计算机和过程通道的接口电路,实现数据显示、打印、存储等功能的输出和报警装置,用于系统控制欲数据处理的使用软件 7过程通道的作用和分类 作用:进行信息传递和转换的连接通道。

分为: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 8量化:就是用一组数码来逼近离散模拟信号的幅值,将其转化为数字信号的。

量化过程:将离散采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程,其中进行量化处理的装置为模/数/(A/D)转换器。

12min max --=n f f q ,量化误差的最大值为2q ± 模拟信号fmax=10V ,fmin=0V ,取n=8,则q ≈4mV ,量化误差最大值emax ≈±2mv9采样过程:将连续的模拟信号,通过采样开关按一定时间间隔的闭合和断开,将其抽样成一连串离散脉冲信号的过程10孔径时间:在模拟量输入通道中,A/D 转换器将模拟信号转换成数字量总需要一定时间,完成一次A/D 转换的时间称为孔径时间。

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

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。

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无纹波最少拍: (1)单位阶跃输入信号
-10 -1
9z -1 (1+0.11z -1 ) G(z)= 广义被控对象: (1-z -1 )(1-e -10 z -1 )
广义对象零极点分布:
6
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计算机控制系统习题参考答案
计算机控制系统习题参考答案
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
计算机控制系统习题讲解 第二章 线性离散系统的数学描述和分析方法 P42
2-2 已知函数 f(t) ,求取 Z 变换 F(z) 。 1) f(t)= a m t
F(z)=Z[a mt ]=Z[(a m ) t ]=Z[(e mlna ) t ] =Z[e =
2)
mlna t
1
-at
-at
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计算机控制系统习题参考答案
1 2 F(z)=Z[t ]=2 Z[ t ] 2 T 2 z(z+1) T 2 z(z+1) =2 3 2(z-1) (z-1)3
2
-at f(t)=te 4)
2
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计算机控制系统习题参考答案
有纹波最少拍:步骤 P76 ① 广义被控对象 G(z) 查 270 页表
1-e-Ts 1-e-Ts 10 G(z)=Z[ G0 (s)]=Z[ ] s s s(0.1s+1) 10 10 1 1 =(1-z )Z[ 2 ]=10(1-z )Z[ 2 ] s (0.1s+1) s (s+10)
取 F1(z)、F2(z)为最低阶,即 F1(z)=1,F1(z)=1
-1 Φ (z)=(b z ) 1 -1 得 Φ (z)=(1-z ) e ③ 根据 Φ(z)=1-Φ e (z) 得 b1=1 -1 Φ (z)=z -1 则 Φ (z)=1-z e
0.11z -1 0.012z -2 0.001z -3 L
控制序列为 0,0.11,-0.012,0.001…故收敛
5
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计算机控制系统习题参考答案
⑥ 检验输出响应的跟踪性能
1 Y(z)=Φ(z)R(z)=z -1 1-z -1 -2 -3 z z z L
-1 -10 -1 (1-z )(1-e z ) 1 -1 -1 =0.9z (1+0.11z ) -1 -1 -1 9z (1+0.11z ) 1-z
1-e-10 z -1 0.1 0 z -1 0 z -2 L 10
控制序列为 0.1,0,0,…故收敛。 (输出序列从 0 时刻开始) ⑥ 检验输出响应的跟踪性能
⑤ 检验控制序列的收敛性
Φ(z) 1 U(z)=D(z)E(z)= R(z)=Φ(z) R(z) G(z) G(z)
-1 -10 -1 -1 (1-z )(1-e z ) z =z -1 -1 -1 -1 9z (1+0.11z ) 1-z
z -1 (1-e-10 z -1 ) z -1 -1 -1 9(1+0.11z ) 9+z 1 -1 1 -2 1 -3 z 2 z 3 z ... 9 9 9
10
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计算机控制系统习题参考答案
取 F1(z)、F2(z)为最低阶,即 F1(z)=1;F2(z)=1+c1z-1
-1 -1 2 (z)=(b z +b z )(1+0.11z ) Φ 1 2 -1 2 1 则 Φ (z)=(1-z ) (1+c z ) 1 e
(2)单位速度输入信号
-10 -1 -1
9z -1 (1+0.11z -1 ) G(z)= ① 广义被控对象 (1-z -1 )(1-e -10 z -1 )
广义对象零极点分布: 圆外极点 无, i=0 圆内外零点 p1=-0.11,j=1 延时因子 z-1, r=1
z1 R(z)= 输入函数 (1-z -1 ) 2
10 z 1 (1 e-10 ) z 1 = -1 1-z (1-e-10 z -1 ) 9z -1 (1+0.11z -1 ) = (1-z -1 )(1-e-10 z -1 )
3
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计算机控制系统习题参考答案
-1
输出量序列为 0,1,1,1,…故可得稳定的系统输 出。 ⑦ D(z)的控制算法
1-e z U(z)=E(z)D(z)= E(z) -1 1+0.11z U(z)+0.11z -1U(z)=E(z)-e-10 z -1E(z) U(z)=E(z)-e-10 z -1E(z)-0.11z -1U(z) u(k)=e(k)-3.9*10-5e(k-1)-0.11u(k-1)
-1 -1 2 Φ (z)=(b z +b z )(1+0.11z )F1 (z) 1 2 -1 2 Φ (z)=(1-z ) F2 (z) e
1 Y(z)=Φ(z)R(z)=0.9z (1+0.11z ) -1 1-z 0.9z -1 0.099 z 2 -1 -2 -3 =0.9z +z +z +L -1 1-z
-1 -1
输出量序列为 0,0.9,1,1,…故可得稳定的系统 输出。 ⑦ D(z)的控制算法
9
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]=Z[e z =
-(-mlna)t
]
1 1-e
m lna T 1
1 1-a z
mT -1
f(t)=1-e-at
F(z)=Z[1-e ]=Z[1]-Z[e ] 1 1 (1-e-aT )z-1 = -1 - -aT -1 = -1 -aT -1 1-z 1-e z (1-z )(1-e z )
2 f(t)=t 3)
直接查表
-aT Tze F(z)=Z[te-at ]= (z-e-aT )2
第四章
计算机控制系统的常规控制技术 P94
10 G= 4-9 已知被控对象的传函为 0 s(0.1s+1) ,采样周期 T=1s,
采用零阶保持器,单位负反馈系统。要求: (1)针对单位阶跃输入信号设计最少拍无纹波系统的 D(z), 并计算输出响应 y(kT)、 控制信号 u(kT)和误差 e(kT) 序列。 (2)针对单位速度输入信号设计最少拍无纹波系统的 D(z), 并计算输出响应 y(kT)、 控制信号 u(kT)和误差 e(kT) 序列。 解:
② 确定期望的闭环结构
p=2
-(r-1) -1 -1 -1 -1 -1 -1 Φ (z)=z (bz +b z + L +b z )(1+ z )(1+ z ) L (1+ z 1 2 p 1 2 j )gF(z) 1 -1 p -1 -1 -1 Φ (z)=(1-z ) (1+ z )(1+ z ) L (1+ z 1 2 i )gF(z) 2 e
圆外极点 无, 圆内外零点 p1=-0.11, 延时因子 z-1,
i=0 j=1 r=1
R(z)= 输入函数
1 1-z -1 的阶次 p=1
② 确定期望的闭环结构 根据公式(4-2-20) :
-(r-1) -1 -1 -1 -1 -1 -1 Φ (z)=z (b z +b z + L +b z )(1+ z )(1+ z ) L (1+ z 1 2 p 1 2 j )gF(z) 1 -1 p -1 -1 -1 Φ (z)=(1-z ) (1+ z )(1+ z ) L (1+ z 1 2 i )gF 2 (z) e
计算机控制系统习题参考答案
1-e-10 z -1 U(z)=E(z)D(z)= E(z) -1 10+z -1 -10 -1 10U(z)+z U(z)=(1-e z )E(z) U(z)=0.1E(z)-0.1e z E(z)-0.1z U(z) u(k)=0.1e(k)-4.54*10-6 e(k-1)-0.1u(k-1)
(1-e-10 z -1 ) 10(1+0.1z1 )
⑤ 检验控制序列的收敛性
8
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计算机控制系统习题参考答案
Φ(z) 1 U(z)=D(z)E(z)= R(z)=Φ(z) R(z) G(z) G(z)
4
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计算机控制系统习题参考答案
④ 确定控制器结构
Φ(z) Φ(z) 1 D(z)= Φ e (z)G(z) Φ e (z) G(z)
z -1 (1-z -1 )(1-e-10 z -1 ) -1 -1 1-z 9z (1+0.11z -1 ) 1-e-10 z -1 1 -1 1+0.11z 1+0.11z -1
广义对象零极点分布: 圆外极点 无, 圆外零点 无, 延时因子 z-1,
i=0 j=0 r=1
1 R(z)= -1 的阶次 p=1 输入函数 1-z
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