最新计算机控制系统复习题答案

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计算机控制技术期末复习试题附答案

计算机控制技术期末复习试题附答案

计算机控制技术期末复习试题附答案一、选择题1. 下面哪个不是计算机控制系统的组成部分?A. 控制器B. 传感器C. 运算器D. 计算机主机答案:D2. 控制器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:B3. 在控制系统中,传感器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:A4. 控制器与执行器之间的信息传递通常采用哪种形式?A. 电信号B. 光信号C. 音频信号D. 无线信号答案:A二、填空题1. 在控制系统中,PID是什么的缩写?答案:比例-积分-微分2. 当一个过程变量小于或大于设定值时,控制器需要发出一个____信号来调节执行器。

答案:控制3. 开环控制系统中,控制器完全依赖于____来判断并调节执行器。

答案:设定值三、解答题1. 请解释闭环控制系统和开环控制系统的区别。

答案:闭环控制系统和开环控制系统是两种基本的控制系统结构。

闭环控制系统通过传感器获得反馈信息,将反馈信息与设定值进行比较后进行调节,以使系统输出接近设定值。

开环控制系统则没有反馈环节,控制器仅仅根据设定值来调节执行器。

闭环控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性,能够减小外界干扰对系统的影响,但由于需要进行反馈调节,系统可能存在一定的响应延迟。

开环控制系统较为简单,但容易受到干扰的影响,对系统稳定性要求较高。

四、简答题1. 请简述计算机控制技术在工业自动化中的应用。

答案:计算机控制技术在工业自动化中广泛应用,其主要作用是实现对生产过程的自动控制。

通过传感器获取实时数据,计算机控制系统可以实时监测和控制生产过程中的各项参数,将实际数值与设定值进行比较,并通过执行器调节控制。

这种自动化控制能够提高生产效率、降低成本,同时还可以减少人为操作中的误差,提高产品的质量稳定性。

在工业生产中,计算机控制技术广泛应用于各种制造过程中,如汽车制造、电子设备制造、化工生产等。

通过计算机控制技术,可以实现生产过程中的自动监测、自动调节、自动报警等功能,从而提高生产效率,降低生产成本,提高产品的一致性和稳定性。

计算机控制系统答案

计算机控制系统答案

计算机控制系统(答案)一、单选题(共126题)【1】.A【2】.D【3】.C【4】.D【5】.A【6】.B【7】.C【8】.C【9】.B【10】.B【11】.A【12】.D【14】.B 【15】.A 【16】.A 【17】.C 【18】.D 【19】.B 【20】.B 【21】.C 【22】.A 【23】.D 【24】.C 【25】.C 【26】.B 【27】.D【29】.D 【30】.D 【31】.A 【32】.D 【33】.B 【34】.C 【35】.B 【36】.C 【37】.B 【38】.A 【39】.B 【40】.A 【41】.B 【42】.C【44】.B 【45】.A 【46】.A 【47】.D 【48】.A 【49】.C 【50】.A 【51】.A 【52】.D 【53】.B 【54】.A 【55】.B 【56】.A 【57】.B【59】.C 【60】.B 【61】.B 【62】.C 【63】.A 【64】.D 【65】.B 【66】.D 【67】.D 【68】.C 【69】.D 【70】.D 【71】.D 【72】.D【74】.A 【75】.B 【76】.D 【77】.A 【78】.D 【79】.B 【80】.D 【81】.D 【82】.A 【83】.C 【84】.A 【85】.A 【86】.A 【87】.A【89】.A 【90】.B 【91】.A 【92】.D 【93】.C 【94】.C 【95】.C 【96】.A 【97】.D 【98】.B 【99】.B 【100】.A 【101】.B 【102】.A【104】.D 【105】.C 【106】.D 【107】.A 【108】.C 【109】.D 【110】.B 【111】.D 【112】.C 【113】.C 【114】.B 【115】.D 【116】.D 【117】.B【119】.D【120】.B【121】.C【122】.A【123】.A【124】.A【125】.C【126】.B二、多选题(共93题) 【127】.AD【128】.ACD【129】.ABC【130】.ABCD【131】.ABC【132】.BC【133】.AB 【134】.ABC 【135】.BC 【136】.AC 【137】.BD 【138】.CD 【139】.ABCD 【140】.BC 【141】.CD 【142】.ABC 【143】.ABD 【144】.CD 【145】.CD 【146】.BCD 【147】.ABC【148】.AB 【149】.BCD 【150】.ABC 【151】.ABC 【152】.ABC 【153】.ACD 【154】.AC 【155】.BCD 【156】.ABD 【157】.ABD 【158】.BD 【159】.ABD 【160】.ABC 【161】.BC 【162】.BCD【163】.BD 【164】.AB 【165】.BCD 【166】.BCD 【167】.ABC 【168】.BCD 【169】.BCD 【170】.ABC 【171】.ABD 【172】.BC 【173】.ACD 【174】.CD 【175】.BD 【176】.AB 【177】.AB【178】.BD 【179】.ACD 【180】.BD 【181】.ACD 【182】.ABC 【183】.ACD 【184】.AC 【185】.BC 【186】.CD 【187】.CD 【188】.AC 【189】.ABC 【190】.AC 【191】.BC 【192】.BC【193】.BD 【194】.ACD 【195】.ABD 【196】.ABC 【197】.ABC 【198】.AB 【199】.AC 【200】.ABC 【201】.BC 【202】.BCD 【203】.ACD 【204】.ABD 【205】.AC 【206】.BCD 【207】.BC【208】.ABC【209】.BC【210】.AD【211】.CD【212】.ABC【213】.ABC【214】.AB【215】.AC【216】.BCD【217】.BC【218】.AC【219】.AD三、判断题(共65题) 对的打“√” 错的打“×” 【220】.√【221】.√【222】.√ 【223】.√ 【224】.√ 【225】.√ 【226】.×【227】.×【228】.×【229】.×【230】.×【231】.√ 【232】.×【233】.√ 【234】.√ 【235】.√ 【236】.√【237】.√ 【238】.×【239】.√ 【240】.√ 【241】.×【242】.√ 【243】.√ 【244】.×【245】.√ 【246】.×【247】.√ 【248】.×【249】.×【250】.√ 【251】.×【252】.√ 【253】.×【254】.√ 【255】.√ 【256】.√ 【257】.√ 【258】.×【259】.×【260】.×【261】.×【262】.×【263】.√ 【264】.×【265】.√ 【266】.√【267】.×【268】.×【269】.×【270】.×【271】.√ 【272】.√ 【273】.√ 【274】.×【275】.√ 【276】.×【277】.√ 【278】.√ 【279】.√ 【280】.√ 【281】.×【282】.×【283】.×【284】.√四、填空题(共77题) 【285】.2 5【286】.6 50【287】.最大负荷30【288】.工频,逐次比较型【289】.广播式,存储转发式【290】.实时数据库,现场控制站【291】.1 0【292】.动态平滑性,0~255【293】.16,32【294】.低压绝缘0.5【295】.可编程功能键,任何【296】.MTBF,4000【297】.采样定理,小于【298】.网络文件服务器,数据加密【299】.黑黄【300】.发电机励磁机【301】.变送器模件【302】.150.5【303】.2 正常水位线【304】.60 0.05【305】.补偿器补偿导线【306】.20 1【307】.线路电阻模件【308】.中心3【309】.二硫化钼铅粉【310】.自适应,自适应【311】.接触电阻动作和释放时间【312】.55【313】.主管道导压管【314】.1 在线运行【315】.IEEE ISO【316】.网络文件,工作站shell 【317】.相互冗余,网络节点【318】.断偶短路或断路【319】.不燃阻燃【320】.记录台帐处理过程【321】.6070【322】.内部结构安装尺寸【323】.路由器,OSI【324】.0.5 4.1【325】.110【326】.EPROM,RAM 【327】.接地浮空【328】.温度压力【329】.4螺丝【330】.150 排污【331】.启动部分,入侵型病毒【332】.人机界面,网络节点【333】.时间,采样速率【334】.100 100【335】.模入容量,采样速度【336】.KCA JX【337】.分辨,组件式【338】.MTBF,4320【339】.10 5【340】.一点接地屏蔽线与地【341】.用户自定义显示,功能库【342】.0.5 0.3【343】.被测电压,基准电压【344】.A/D转换器,采样周期【345】.网络;信息交换【346】.周期,随机【347】.黑灰【348】.图形命令,图形命令【349】.线路中串接检测元件【350】.横装400【351】.2 500【352】.短路1【353】.5200【354】.12【355】.500250【356】.实时多任务,现场控制站【357】.系统组态,管理监视【358】.速度,机器语言【359】.动压静压【360】.2人以上50【361】.关中断,时钟处理五、简答题(共74题)【362】.1)调用CRT画面响应时间;2)CRT画面显示数据刷新时间;3)开关量采集的实时性;4)控制器模件模拟量处理周期;5)控制器模件开关量处理周期;【363】.CGA有图形和字符两种控制方式。

计算机控制试题及答案

计算机控制试题及答案

计算机控制试题及答案一、单项选择题(每题1分,共10分)1. 计算机控制系统中,以下哪个不是典型的控制策略?A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 模糊控制答案:D2. 在计算机控制系统中,系统响应时间指的是:A. 系统从接收到控制命令到开始执行的时间B. 系统从接收到控制命令到完成执行的时间C. 系统从接收到控制命令到输出结果的时间D. 系统从接收到控制命令到输出稳定结果的时间答案:D3. 以下哪个不是计算机控制系统的优点?A. 精度高B. 响应快C. 易于维护D. 能耗高答案:D4. 在计算机控制系统中,闭环控制系统与开环控制系统的主要区别在于:A. 是否有反馈B. 是否有传感器C. 是否有执行器D. 是否有控制器答案:A5. 计算机控制系统的稳定性分析通常采用哪种方法?A. 频率响应法B. 时域分析法C. 状态空间法D. 所有上述方法答案:D6. 在计算机控制系统中,以下哪个参数不是系统性能指标?A. 稳态误差B. 响应时间C. 系统复杂度D. 带宽答案:C7. 以下哪个不是计算机控制系统的组成部分?A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 电源答案:D8. 计算机控制系统中,以下哪个不是典型的干扰?A. 电源波动B. 温度变化C. 机械振动D. 人为操作答案:D9. 在计算机控制系统中,以下哪个不是控制器的设计方法?A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 机械控制答案:D10. 计算机控制系统的实时性要求是指:A. 系统响应时间必须小于一个固定的阈值B. 系统响应时间必须大于一个固定的阈值C. 系统响应时间必须等于一个固定的阈值D. 系统响应时间可以是任意值答案:A二、多项选择题(每题2分,共10分)1. 计算机控制系统的输入设备包括:A. 传感器B. 键盘C. 鼠标D. 扫描仪答案:A2. 计算机控制系统的输出设备包括:A. 显示器B. 打印机C. 执行器D. 扬声器答案:C3. 计算机控制系统的设计目标通常包括:A. 稳定性B. 快速性C. 准确性D. 经济性答案:A, B, C, D4. 计算机控制系统的干扰可能来自:A. 电源B. 环境C. 人为操作D. 系统内部答案:A, B, C, D5. 计算机控制系统的稳定性分析方法包括:A. 根轨迹法B. 奈奎斯特准则C. 李雅普诺夫方法D. 频域分析答案:A, B, C, D三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述计算机控制系统的工作原理。

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)答案在后面一、单选题(共126 题)【 1 】. 不属于规程中关于“取源部件的检修”这一节内容的是______。

A.机械量传感器的检修与质量要求B.取压部件的检修与质量要求C.电接点筒的检修与质量要求D.水位测量筒检修与质量要求答案:()、【 2 】. 检修后的机柜,应无裸露线头遗留;但因检修完工验收时的疏忽,机组启动后热工人员小王巡检到FSSS柜时,发现柜内有裸露线头遗留,此时小王______。

A.应先用绝缘物将裸露线包扎后放入接线槽中,待机组运行稳定后,再查明原因处理B.为防止处理过程中发生异常,可暂不作任何处理,待机组运行稳定后,再查明原因处理C.应先用绝缘物包扎裸露线,然后立即汇报,等待指示D.应立即汇报,设备主人应立即查明原因予以恢复;若为无用线,及时用绝缘物将裸露线包扎后放入接线槽中答案:()【 3 】. 关于测量管路,你认为下列说法正确的是______。

,A.为避免测量管路排污时对测量造成影响,各测量导压管均应分隔保温B.所有水位测量管路均应装设排污阀C.水位、流量等差压测量管路的正负压导压管应尽量靠近敷设D.所有测量管路均应装设二次阀答案:()【 4 】. 对于-5V~+5V之间变化的模拟量信号进行数据采集,需采用______编码方式。

A.二进制编码编码【C.单极性编码D.双极性编码答案:()【 5 】. A/D转换器接受输入信号的时间间隔,称为______;A/D转换器的转换时间与______的大小有关。

A.孔径时间模拟输入电压值B.采样时间模拟输入电流值C.转换时间接受输入信号的时间间隔D.采样周期量化误差】答案:()【 6 】. 关于计算机控制系统的总电源,下面说法不符合规程要求的是______。

A.应由来自二路不同的电源系统冗余供电,电源自动投入装置应切换可靠B.正常运行时应由UPS提供,其容量应有大于40%的余量,质量符合要求C.若采用隔离变压器进行电源隔离时,检查隔离变压器应无异常发热,二次侧接地应良好D.供电回路中不应接有任何大功率用电设备,未经批准不得随意接入新负荷答案:(){【7 】. 设12位A/D转换器的满量程电压FSR为10V,则该A/D转换器的量化单位是______。

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:计算机控制系统概述习题与答案

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。

计算机控制系统复习点及答案

计算机控制系统复习点及答案

加黑的为老师讲的重点内容,君可以自由选择怎样去看待它。

一、概念方面(只有判断题加选择题)1、比较计算机控制系统与模拟控制系统的效果。

(结构、信号、功能、时限、工作方式)。

P9~111、计算机控制系统:a、结构:调节器是计算机;b、信号:离散的数字信号;c、功能:以软代硬,可以灵活实现多种控制方案;d、时限:具有实时性;e、工作方式:两种工作方式,在线工作方式和离线工作方式。

2、模拟控制系统从:a、结构:调节器是模拟电路;b、信号:连续的模拟信号;c、功能:各功能电路信息获取、驱动、执行都模拟电路完成;d、时限:信号之间的同步采用延时;e、工作方式:只能在线工作。

△2、计算机控制系统的组成。

典型情况下其中包含模拟量、数字量、连续量、离散量等类型。

P5~6计算机控制系统体系由数字硬件、模拟硬件、系统软件、应用软件四大系统组成。

△3、DAS、DDC、DCS、FCS、CMIS、FCS、SCC的含义。

1、数据采集与处理系统(DAS);2、操作指导控制系统(OGC);3、直接数字控制系统(DDC);4、监督计算机控制系统(SCC);5、集散控制系统(DCS);6、现场总线控制系统(FCS)。

4、过程通道的作用、类型、构成。

P7(可能是简答题之一)作用:处于工业生产过程与主机接口之间,担负着生产过程与交换信息的任务;类型:模拟过程输入/输出通道;开关量过程输入/输出通道;构成:外部通道、检测及变送称为过程通道。

△5、并行I/O口可以实现开关量的检测与控制,开关量的检测用I口,开关量的控制用O口。

如钮子开关、行程开关、接近开关、按钮、继电器触点的状态属于开关量的检测用I口;光电耦合器、三极管、二极管的状态属于开关量的控制用O口。

△6、开关量通过输出口控制由于O口电流只有几个mA,因此需要驱动器。

7、固态继电器(SSR)分为直流SSR和交流SSR。

8、LED数码管有共阴极和共阳极,字型码互反,显示电路有动态显示、静态显示。

(完整word版)计算机控制系统复习题答案

(完整word版)计算机控制系统复习题答案

《计算机控制系统》课程复习题答案一、知识点:计算机控制系统的基本概念。

具体为了解计算机控制系统与生产自动化的关系;掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性;理解计算机控制系统的分类和发展趋势。

回答题:1.画出典型计算机控制系统的基本框图;答:典型计算机控制系统的基本框图如下:2.简述计算机控制系统的一般控制过程;答:(1) 数据采集及处理,即对被控对象的被控参数进行实时检测,并输给计算机进行处理;(2) 实时控制,即按已设计的控制规律计算出控制量,实时向执行器发出控制信号。

3.简述计算机控制系统的组成;答:计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成,计算机系统又由硬件和软件组成。

4.简述计算机控制系统的特点;答:计算机控制系统与连续控制系统相比,具有以下特点:⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。

⑵计算机控制系统修改控制规律,只需修改程序,一般不对硬件电路进行改动,因此具有很大的灵活性和适应性。

⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。

⑷计算机控制系统并不是连续控制的,而是离散控制的。

⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式,同时控制多个回路。

⑹采用计算机控制,便于实现控制与管理一体化。

5.简述计算机控制系统的类型。

答:(1)操作指导控制系统;(2)直接数字控制系统;(3)监督计算机控制系统(4)分级计算机控制系统二、知识点:计算机控制系统的硬件基础。

具体为了解计算机控制系统的过程通道与接口;掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用,掌握输入/输出接口电路:并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法,能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。

回答题:1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。

2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。

3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。

答:W78系列,如W7805、7812、7824等;W79系列,如W7805、7812、7824等4.使用光电隔离器件时,如何做到器件两侧的电气被彻底隔离?答:光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。

计算机控制系统复习题答案仅供参考

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。

2023大学_计算机控制技术试题及答案

2023大学_计算机控制技术试题及答案

2023计算机控制技术试题及答案2023计算机控制技术试题及答案(一)一、填空题(共20分,每题2分)1、计算机系统由和两大部分组成。

2、集散控制系统(DCS)的结构模式为:3、变送器输出的信号为或的统一信号。

4、模拟输出通道的结构型式主要取决于的构成方式。

5、数控系统一般由数控装置、、和检测装置等。

6、设线性定常系统的输出方程为y(t)=Cx(t),y(t)以最少的N拍跟踪参考输入r(t),必须满足条件7、常用的状态观测器有3种:、、8、“若A则B,否则C”,用模糊关系表示为9、在一些对程序流向起决定作用的指令前插入两条指令,以保证弹飞的程序迅速纳入正确轨道。

10、采用双绞线作信号引线的目的是二、选择题(共15分,每题3分)1、如果模拟信号频谱的最高频率为fmax,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、f2fmaxB、f12fmaxC、f2fmaxD、ffmax 212、一个10位的A/D转换器(量化精度0、1%),孔径时间10s,如果要求转换误差在转换精度类,则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为( )A、15HzB、16HzC、17HzD、14Hz3、设加工第一象限直线OA,起点为O(0,0),终点为A(6,3),进行插补计算所需的坐标进给的总步数Nxy为( )A、7B、8C、9D、104、( )数字滤波方法适用于周期性干扰。

A、平均值滤波法B、中位值滤波法C、限幅滤波法D、惯性滤波法5、已知偏差e(k),积分分离阈值,以下正确的是( )A、当e(k)时,采用PI控制B、当e(k)时,采用PD控制C、当e(k)时,采用PD控制D、当e(k)时,采用PI控制三、名词解释(共30分,每题6分)1、接口过程通道量化自动校准 HMI四、简答题(共20分,每题5分)1、什么是计算机控制系统?它的工作原理是怎样的?2、什么是共模干扰?如何抑制?3、直线插补计算过程有哪几个步骤?4、程序设计通常分为哪五个步骤?5、如何消除积分饱和?2023计算机控制技术试题及答案(二)一、填空题(合计20分,每题2分)1、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个组成部分。

计算机控制系统复习题及答案

计算机控制系统复习题及答案

计算机控制系统复习题及答案《计算机控制系统》课程复习资料⼀、简答题:1.什么是计算机控制系统?它由哪⼏部分组成?各有什么作⽤。

2.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?3.计算机控制系统中的保持器有何作⽤,简述保持器的特点?4.简述PID调节器的作⽤,有哪⼏种改进型数字PID算法?5.计算机控制系统有哪四种形式的信号?各有什么特点?6.简要说明什么是计算机控制系统?模拟调节器与数字调节器有何区别?⼆、分析和计算题:1.已知⼀系统的闭环脉冲传递函数为-1-1-20.1z Y(z)Gc(z)==1-0.4z+0.8z R(z),其中输⼊为单位阶跃信号,求输出y(KT)。

2.已知⼀系统的闭环脉冲传递函数为-1-10.53+0.1zGc(z)=1-0.37z当输⼊为单位阶跃信号时,求输出y(KT)及y(∞)。

3.⽤长除法或Z反变换法或迭代法求闭环系统2z+0.5Gc(z)=8(z+0.1z-0.12)的单位阶跃响应。

4.已知低通数字滤波器0.5266zD(z)=z-0.4734,求D(z)的带宽ωm;并求当输⼊E(z)为阶跃信号时数字滤波器的控制算法。

取采样周期T=2ms。

5.设系统如图所⽰,试求:①系统的闭环脉冲传递函数。

②判定系统的稳定性。

③分别求系统对单位阶跃输⼊和单位斜坡输⼊时的稳态误差。

6.设函数的La⽒变换为25F(s)=s(s+4),试求它的Z变换F(z)。

7.数字控制系统如图所⽰,求当K=10,T=1s,a=1时,分别求当输⼊为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。

8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K为何值时系统稳定。

9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)=z(z -1)(z -0.7)问:K 为何值时系统稳定?10.已知单位反馈系统的⼴义对象的Z 传递函数为:-1-1-1-1-10.26z (1+2.78z )(1+0.2z )W1(z)=(1-z )(1-0.286z ),试按最少拍⽆波纹设计原则设计单位阶跃输⼊时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。

计算机控制试题及答案

计算机控制试题及答案

计算机控制试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 计算机控制系统中,通常使用什么类型的控制算法?A. 线性控制算法B. 非线性控制算法C. 混合控制算法D. 以上都不是2. 以下哪个不是计算机控制系统的特点?A. 实时性B. 灵活性C. 稳定性D. 可扩展性3. 在计算机控制系统中,PID控制器的P代表什么?A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例积分4. 计算机控制系统的硬件组成不包括以下哪一项?A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 电源5. 计算机控制系统中的闭环控制指的是什么?A. 控制器与被控对象之间的控制B. 控制器、被控对象与反馈环节之间的控制C. 只有控制器的控制D. 只有被控对象的控制6. 计算机控制系统的软件设计中,不包括以下哪一项?A. 系统初始化B. 控制算法实现C. 数据采集D. 硬件维护7. 以下哪个不是计算机控制系统的输入设备?A. 键盘B. 鼠标C. 传感器D. 扫描仪8. 在计算机控制系统中,DCS指的是什么?A. 分布式控制系统B. 数据采集系统C. 直接数字控制系统D. 动态控制系统9. 计算机控制系统的控制算法中,模糊控制算法属于什么类型的控制?A. 线性控制B. 非线性控制C. 混合控制D. 以上都不是10. 计算机控制系统中的前馈控制指的是什么?A. 基于过去控制行为的控制B. 基于当前控制行为的控制C. 基于未来控制行为的控制D. 基于反馈控制行为的控制二、填空题(每空1分,共10分)1. 计算机控制系统的核心是________。

2. 计算机控制系统的控制方式主要有开环控制和________。

3. 在计算机控制系统中,控制算法的实现通常需要________。

4. 计算机控制系统的硬件组成主要包括传感器、执行器、________等。

5. 计算机控制系统的软件设计通常包括系统初始化、控制算法实现、________等。

三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述计算机控制系统的基本组成及其功能。

(整理后的)计算机控制系统复习题答案

(整理后的)计算机控制系统复习题答案
2)将D(z)用直接程序法编排实现,配置比例因子,试求u(k)表达式,画出结构图;
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。

计算机控制系统复习题答案

计算机控制系统复习题答案

1.画出典型计算机控制系统的基本框图。

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3.计算机控制系统的常用接地方法是什么?(1)一点接地和多点接地(2)模拟地和数字地的连接(3)主机外壳接地(4)多机系统的接地4.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。

答:直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下:(1)根据已知的被控对象,针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件,确定理想的闭环脉冲传递函数?(z);(2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z),根据D(z)编制控制算法程序5.说出实施信号隔离的主要方法信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离,变压器隔离适用于模拟信号隔离,光电隔离则特别适合数字信号的隔离。

6.简述两种硬件消抖电路的工作原理(1).采用积分电路的硬件消抖电路,首先利用积分电路将抖动的高频部分滤出,其次利用施密特触发器整形。

(2).采用RS触发器的硬件消抖电路,主要是利用RS触发器的保持功能实现消抖。

7.什么是干扰,干扰来源,抗干扰措施答:就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。

外部干扰和内部干扰。

硬件措施,软件措施,软硬结合的措施。

8.某加热炉温度变化范围为0~1600℃,经温度变送器和调理电路输出电压为1~5V,再经ADC0809 转换(ADC0809 的输入范围1~5V),使计算当采样数值为9BH 时,所对应的加热炉温度是多少?9.简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用光电耦合器由封装在一个管壳内的发光二极管和光敏三极管组成,如图所示。

输入电流流过二极管时使其发光,照射到光敏三极管上使其导通,完成信号的光电耦合传送,它在过程通道中实现了输入和输出在电气上的完全隔离。

计算机控制系统参考答案A

计算机控制系统参考答案A

计算机控制系统参考答案(A )1答:计算机控制系统由硬件和软件两部分组成,硬件是指计算机及外围设备实体,软件是指管理计算机的程序及过程控制的应用程序。

2.答:采样方式主要有:(1)周期采样指任意相邻两次采样的时间间隔相等的采样方式;(2)随机采样指采样形式没有固定的采样周期;(3)同步采样指一个系统中有多个采样开关,它们的采样周期相同且同时采样;(4)非同步采样指一个系统中有多个采样开关,它们的采样周期相同单不同时采样;(5)多速采样指一个系统中有多个采样开关,每个采样开关都是周期采样,但它们的采样周期不相同。

3.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。

其表达式为:00()()()()()kk kk y kT zY z G z R z r kT z∞-=∞-===∑∑4.答:阶跃响应不变法的基本思想是:离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致,即11()(1)[()]D z z Z D s s-=-5. 答:设计一个合适的数字控制器D (z ),使系统在单位阶跃函数的作用下,整个系统的闭环传递函数为一个延迟环节和一个惯性环节相串联的形式,即理想的闭环传递函数为: 0()1se G s T s θ-=+6. 答:若系统(1)()()()()D ()x k Ax k Bu k y k Cx k u k +=+=+ 若已知输入序列{}(0),(1),,(1)u u u n -和有限个采样瞬间测量到的输出序列()y k ,即{}(0),(1),,(1)y y y n -,可以唯一地确定出系统的任意初始状态0(0)x x =,则称系统是状态能观测的,或简称能观测。

二、答:图一所示的控制系统为直接数字控制系统,计算机通过模拟量输入通道及接口AI ,数字开关量输入通道及接口DI 进行实时数据采集,然后按已设定的控制规律进行实时控制决策,最后通过模拟量输出通道及接口AO 、数字开关量输出通道及接口DO 输出控制信号,实现对生产过程的直接控制。

计算机控制系统复习题及答案

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计算机控制系统复习题及答案《计算机控制系统》课程复习资料一、简答题:1.什么是计算机控制系统?它由哪几部分组成?各有什么作用。

2.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?3.计算机控制系统中的保持器有何作用,简述保持器的特点?4.简述PID 调节器的作用,有哪几种改进型数字PID 算法?5.计算机控制系统有哪四种形式的信号?各有什么特点?6.简要说明什么是计算机控制系统?模拟调节器与数字调节器有何区别?二、分析和计算题:1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1-1-20.1zY(z)Gc(z)==1-0.4z+0.8zR(z),其中输入为单位阶跃信号,求输出y(KT)。

2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1-10.53+0.1z Gc(z)=1-0.37z当输入为单位阶跃信号时,求输出y(KT)及y(∞)。

3.用长除法或Z 反变换法或迭代法求闭环系统2z +0.5Gc(z)=8(z +0.1z -0.12)的单位阶跃响应。

4.已知低通数字滤波器0.5266z D(z)=z -0.4734,求D (z )的带宽ωm;并求当输入E(z)为阶跃信号时数字滤波器的控制算法。

取采样周期T=2ms 。

5.设系统如图所示,试求:①系统的闭环脉冲传递函数。

②判定系统的稳定性。

③分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。

_6.设函数的La 氏变换为25F(s)=s (s +4),试求它的Z 变换F(z)。

7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时,分别求当输入为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。

8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K 为何值时系统稳定。

9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)=z(z -1)(z -0.7)问:K 为何值时系统稳定?10.已知单位反馈系统的广义对象的Z 传递函数为:-1-1-1-1-10.26z (1+2.78z )(1+0.2z )W1(z)=(1-z )(1-0.286z ),试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃输入时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。

计算机控制系统复习题及答案

计算机控制系统复习题及答案

案4、采样定理的基本内容是什么?对频带受限的信号,当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时,可以从采样值完全恢复原始的信号5、什么是数字滤波?常用的数字滤波有哪些方法?所谓数字滤波,就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理,以便减少干扰在有用信号中的比重,提高信号的真实性。

程序判断法、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法、一阶惯性滤波法6、计算机控制系统中有哪几种地线?在计算机控制系统中,一般有以下几种地线:模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。

7、简述Smith预估控制的基本思想。

按照过程的动态特性建立一个模型加入到反馈控制系统中,使被延迟了τ时间的被控量超前反映到控制器,让控制器提前动作,从而可明显地减少超调量和加快控制过程。

8、工业控制计算机系统的干扰源有哪几类?各类干扰又有哪些具体形式?电源干扰(浪涌、尖峰、噪声、断电);空间干扰(静电和电场的干扰、磁场干扰、电磁辐射干扰);设备干扰9、RS-485串行总线采用什么传输方式?它与RS-422A串行通信总线的区别是什么?RS-485串行总线采用的是不平衡传输模式。

区别在于RS-485为半双工工作模式,而RS422A 为全双工工作方式,且RS-422A适用于两点之间进行高速,远距离通信,而RS-485适用于多点之间进行高速,远距离通信10、数字PID控制算法中,K P,T i,T D的物理调节作用分别是什么?Kp为比例增益,能减小误差,但不能消除稳态误差,但Kp加大会引起系统不稳定;Ti为积分时间常数,只要有足够的时间,积分控制将能完全消除误差,但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡;Td为微分时间常数,可以减小调整时间,从而改变系统的动态性能11、如何消除尖峰脉冲干扰?12、模拟量输入接口设计主要解决哪几个方面的问题?数据输出线的连接方式;选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法;电源和地线的处理;与计算机信息传递的方式。

计算机控制技术期末复习试题附答案

计算机控制技术期末复习试题附答案

第一章计算机控制系统概述1、计算机控制系统的概念是什么计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果,是以自动控制理论为基础,以计算机为手段的控制系统。

2、计算机系统由哪些部分组成并画出方框图。

计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。

3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性4、计算机控制系统的主要特点有哪些各项连续控制系统计算机控制系统信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化5、计算机控制系统是怎样分类的按功能和控制规律可分为几类一、按控制系统的功能及结构特点分类①操作指导控制系统②直接数字控制系统DDC③监督控制系统SCC④计算机分级控制⑤集散控制系统DCS⑥现场总线控制系统FCS二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID 控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制第二章 离散控制系统及Z 变换分析法1、计算机控制系统的信号形式有哪些连续模拟信号:时间与幅值上均连续,如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的,幅值上连续,如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的,幅值为数字量,如y(kT)、u(kT)2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的一个连续时间信号f(t),设其频带宽度是有限的,其最高频率为ωmax(或fmax),如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样,为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。

则采样角频率只有满足下面的关系: ωs ≥2ωmax采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。

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《计算机控制系统》课程复习题答案一、知识点:计算机控制系统的基本概念。

具体为了解计算机控制系统与生产自动化的关系;掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性;理解计算机控制系统的分类和发展趋势。

回答题:1.画出典型计算机控制系统的基本框图;答:典型计算机控制系统的基本框图如下:2.简述计算机控制系统的一般控制过程;答:(1) 数据采集及处理,即对被控对象的被控参数进行实时检测,并输给计算机进行处理;(2) 实时控制,即按已设计的控制规律计算出控制量,实时向执行器发出控制信号。

3.简述计算机控制系统的组成;答:计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成,计算机系统又由硬件和软件组成。

4.简述计算机控制系统的特点;答:计算机控制系统与连续控制系统相比,具有以下特点:⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。

⑵计算机控制系统修改控制规律,只需修改程序,一般不对硬件电路进行改动,因此具有很大的灵活性和适应性。

⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。

⑷计算机控制系统并不是连续控制的,而是离散控制的。

⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式,同时控制多个回路。

⑹采用计算机控制,便于实现控制与管理一体化。

5.简述计算机控制系统的类型。

答:(1)操作指导控制系统;(2)直接数字控制系统;(3)监督计算机控制系统(4)分级计算机控制系统二、知识点:计算机控制系统的硬件基础。

具体为了解计算机控制系统的过程通道与接口;掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用,掌握输入/输出接口电路:并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法,能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。

回答题:1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。

2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。

3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。

答:W78系列,如W7805、7812、7824等;W79系列,如W7805、7812、7824等4.使用光电隔离器件时,如何做到器件两侧的电气被彻底隔离?答:光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。

5.说明隔离电源的基本作用。

答:为了实施隔离技术,隔离电源可以为被隔离的各个部分提供独立的或相互隔离的电源供电,以切断各个部分间的电路联系。

6.什么是采样或采样过程?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。

7. 简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。

答:(1) 连续信号。

(2) 模拟信号。

(3) 离散信号。

(4) 采样信号。

(5) 数字信号。

8. 根据采样过程的特点,可以将采样分为哪几种类型?答:根据采样过程的特点,可以将采样分为以下几种类型。

(1) 周期采样 。

指相邻两次采样的时间间隔相等,也称为普通采样。

(2) 同步采样。

如果一个系统中有多个采样开关,它们的采样周期相同且同时进行采样。

(3) 非同步采样。

如果一个系统中有多个采样开关,它们的采样周期相同但不同时开闭。

(4) 多速采样。

如果一个系统中有多个采样开关,每个采样开关都是周期采样的,但它们的采样周期不相同。

(5) 随机采样。

若相邻两次采样的时间间隔不相等。

9. 什么是信号重构?答:把离散信号变为连续信号的过程,称为信号重构,它是采样的逆过程。

10. 写出零阶保持器的传递函数。

答:零阶保持器的传递函数为01e ()TsH s s--=。

11. 引入零阶保持器对系统开环传递函数的极点有何影响? 答:零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。

12. 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 。

13. 简述连续信号的定义。

答:连续信号是在整个时间范围均有定义的信号,它的幅值可以是连续的,也可以是断续的。

14. 简述离散信号的定义。

答:模拟信号是在整个时间范围均有定义的信号,它的幅值在某一时间范围内是连续的。

模拟信号是连续信号的一个子集,在大多数场合与很多文献中,将二者等同起来,均指模拟信号。

15.简述采样信号的定义。

答:采样信号是离散信号的子集,在时间上是离散的、而幅值上是连续的。

在很多场合中,我们提及离散信号就是指采样信号。

16.简述数字信号的定义。

答:数字信号是幅值整量化的离散信号,它在时间上和幅值上均是离散的。

三、知识点:数字控制器的模拟化设计方法。

具体为介绍数字控制器的模拟化设计方法,掌握模拟控制器与数字控制器的转换方法,掌握数字PID控制器的设计方法及存在的问题、改进的办法。

回答题:1.简述比例调节作用。

答:比例调节器对偏差是即时反应的,偏差一旦出现,调节器立即产生控制作用,使输出量朝着减小偏差的方向变化,控制作用的强弱取决于比例系数K P。

比例调节器虽然简单快速,但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。

加大比例系数K P可以减小静差,但是K P过大时,会使系统的动态质量变坏,引起输出量振荡,甚至导致闭环系统不稳定。

2.简述积分调节的作用答:为了消除在比例调节中的残余静差,可在比例调节的基础上加入积分调节。

积分调节具有累积成分,只要偏差e不为零,它将通过累积作用影响控制量u,从而减小偏差,直到偏差为零。

积分时间常数T I大,则积分作用弱,反之强。

增大T I将减慢消除静差的过程,但可减小超调,提高稳定性。

引入积分调节的代价是降低系统的快速性。

3.简述微分调节的作用答:为加快控制过程,有必要在偏差出现或变化的瞬间,按偏差变化的趋向进行控制,使偏差消灭在萌芽状态,这就是微分调节的原理。

微分作用的加入将有助于减小超调,克服振荡,使系统趋于稳定。

4.为什么会出现比例和微分饱和现象?答:当给定值发生很大跃变时,在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多,所以积分部分的增量相对比较小)。

如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度,那么,控制作用必然不如应有的计算值理想,其中计算值的多余信息没有执行就遗失了,从而影响控制效果。

5.如何消除比例和微分饱和现象?答:抑制比例和微分饱和的办法之一是用“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。

6.增量型PID控制算式具有哪些优点?答:(1)计算机只输出控制增量,即执行机构位置的变化部分,因而误动作影响小。

(2)在i时刻的输出ui,只需用到此时刻的偏差,以及前一时刻、前两时刻的偏差e i-1、e i-2和前一次的输出值u i-1,这大大节约了内存和计算时间。

(3)在进行手动—自动切换时,控制量冲击小,能够较平滑地过渡。

7.如何利用试凑法调整PID算法的参数?答:(1)先整定比例部分:将比例系数KP由小调大,并观察相应的系统响应趋势,直到得到反应快、超调小的响应曲线。

(2)如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足设计要求,则需加入积分环节。

(3)如果即使有比例积分控制器消除了偏差,但动态过程仍不令人满意,则可以加入微分环节,构成PID控制器。

在整定时,可先置微分时间系数TD为零,在第二步整定的基础上,增大微分时间系数TD,同时相应地改变比例系数KP和积分时间系数TI,逐步试凑,以获得满意的调节效果和控制参数。

8.何为积分饱和现象?答:在标准PID位置算法中,控制系统在启动、停止或者大幅度提降给定值等情况下,系统输出会出现较大的偏差,这种较大偏差,不可能在短时间内消除,经过积分项累积后,可能会使控制量u(k)很大,甚至超过执行机构的极限u max。

另外,当负误差的绝对值较大时,也会出现u<u min的另一种极端情况。

显然,当控制量超过执行机构极限时,控制作用必然不如应有的计算值理想,从而影响控制效果。

这类现象在给定值突变时容易发生,而且在起动时特别明显,故也称“起动效应”。

9.如何消除积分饱和现象?答:减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。

因此当偏差大于某个规定的门限值时,删除积分作用,PID控制器相当于一个PD调节器,既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象,不致使系统产生过大的超调和振荡。

只有当误差e在门限 之内时,加入积分控制,相当于PID控制器,则可消除静差,提高控制精度。

10.等效离散化设计方法存在哪些缺陷?答:等效离散化设计方法存在以下缺陷:(1) 必须以采样周期足够小为前提。

在许多实际系统中难以满足这一要求。

(2) 没有反映采样点之间的性能。

特别是当采样周期过大,除有可能造成控制系统不稳定外,还使系统长时间处于“开环”、失控状态。

因此,系统的调节品质变坏。

(3) 等效离散化设计所构造的计算机控制系统,其性能指标只能接近于原连续系统(只有当采样周期T=0时,计算机控制系统才能完全等同于连续系统),而不可能超过它。

因此,这种方法也被称为近似设计。

计算题:1. 用后向差分法求下列模拟控制器的等效数字控制器,设采样周期T=1s 。

12)(++=s s s G c 解:11c 31()()21z s Tz D z G s z --=-==- 2. 用双线性变换法求下列模拟控制器的等效数字控制器,设采样周期T=0.5s 。

)211(5)(s ss G c ++= 解:22(1)c 2(1)25.62538.7515.625()()1z s T z z z D z G s z -=+-+==-3.某连续控制系统的校正装置的传递函数为121()1T sD s T s+=+ 试分别用前向差分法和后向差分法求该装置的递推输出序列(设输入为e (t ),输出为u (t ) )。

解:前向差分1111c 122201111222()()()()()()z s Ti i i i T T T z U z D z G s E z T T T z T T T T T u u e e T T T ---=--+-===+---=++后向差分11111c 12221111222()()()()zs Ti i i i T T T z U z D z G s E z T T T z T T T T u u e e T T T T T T ----=--+-===+-+=+-+++4. 已知某连续控制器的传递函数为试用双线性变换法求出相应的数字控制器的脉冲传递函数D (z ),其中T =1s 。

解:应用双线性变换211z s T z -=+ 2n22n n()2D s s s ωωξω=++2n22n n22nc 212222nn n n n 1()2(21)()()|(44)(28)(44)z s T z D s s s z z D z G s z z ωωξωωωωξωωωξ-=+=++++==+++-+-+5. 已知某连续控制器的传递函数为写出等效的递推型数字PID 控制器的差分形式。

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