计算机控制系统复习题(答案仅供参考)
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。
计算机控制系统题目(含答案)
n=v-j+q=2 对单位速度输入信号，选择
e (z)
1 (z)
v j
(1 ai z1 )(1
z 1 )q F1( z)
(1
z 1 )2 (1
f11z 1 )
i1
( z )
z
d
i1
(1 bi z 1 )F2 ( z)
(1
z 1 )( f21z 1
f 22 z 2 )
VOUT1 为单极性输出，若 D 为输入数字量，VREF 为基准参考电压，且为 n 位 D/A 转换器，则有
VOUT1
VREF
D 2n
VOUT2 为双极性输出，且可推导得到
VOUT2
(
R3 R1
VREF
R3 R2
VOUT1 )
VREF
(
D 2 n 1
1)
14、三相步进电机有哪几种工作方式？分别画出每种工作方式的各相通电顺序和电压波形图。（6 分）
步轨迹图，并标明进给方向和步数。[8 分]
（1） 插补计算过程如下表（4 分）
步数 偏差判别 坐标进给
偏差计算
坐标计算
终点判断
起点
F0=0
x0=0,y0=5
1
F0=0
-x
F1=F0-2x0+1=-9
x1=x0-1=4,y1=0
2
F1<0
+y
F2=F1+2y1+1=-8
x2=4,y2=y1+1=1
3
F2<0
对于三相步进电机则有单相三拍(简称单三拍)方式、双相三拍(简称双三拍)方式、三相六拍工作方式。 单三拍工作方式各相的通电顺序为：A→B→C→A→…，各相通电的电压波形：
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。
计算机控制技术试卷及答案(仅供参考)
一、填空题（合计２0分，每题2分）1、工业控制机就是指按生产过程控制得特点与要求而设计得计算机，它包括硬件与软件两个组成部分.2、计算机控制系统中常用得控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DＳＰ、智能调节器等。
３、在计算机控制系统中,被测信号有单端对地输入与双端不对地输入两种输入方式。
4、ADC0809就是一种带有８通道模拟开关得８位逐次逼近式A/Ｄ转换器。
５、模拟量输入通道得任务就是把从系统中检测到得模拟信号,变成二进制数字信号,经接口送往计算机.６、信号接地方式应采用一点接地方式，而不采用多点接地方式.７、按极点配置设计得控制器通常有两部分组成，一部分就是状态观测器，另一部分就是控制规律。
８、模块化程序设计一般包括自顶向下与自底向上两种设计方法。
９、线性表、数组、堆栈与队列得共同特点就是要求连续得存储单元来顺序存放数据元素。
10、计算机控制系统得输入变送器与输出执行机构得信号统一为0～１０mA DC或4～20ｍA DC.1、计算机系统由计算机与生产过程两大部分组成。
2、集散控制系统（DCＳ)得结构模式为：操作站-控制站—现场仪表3、变送器输出得信号为或得统一信号。
、0～１0ｍA、4~20mA４、模拟输出通道得结构型式主要取决于输出保持器得构成方式。
５、数控系统一般由数控装置、驱动装置、可编程控制器与检测装置等。
1.6、设线性定常系统得输出方程为,y(t)以最少得Ｎ拍跟踪参考输入r(ｔ），必须满足条件、ｙ（N)=Cx(N)=7、常用得状态观测器有３种:预报观测器、现时观测器、降阶观测器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得指令前插入两条NOP指令,以保证弹飞得程序迅速纳入正确轨道.10、采用双绞线作信号引线得目得就是减少电磁感应1、实时得概念不能脱离具体得过程，一个在线得系统不一定就是一个实时系统，但一个、实时系统必定就是在线系统。
2、典型得工业生产过程可分为:连续过程、离散过程、批量过程３、计算机控制系统得典型型式：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、综合自动化控制系统。
(整理)计算机控制系统试题三答案
计算机控制系统试卷三答案班级：姓名：学号：成绩：一、简答题（每小题4分，共40分）1、简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。
答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。
2、回答下述电路中克服共模干扰的工作原理。
答：平时，开关K1i(i=1,2,...,n)处于闭合状态，C i的电压跟踪V i的输入值，开关K2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。
需检测V i时，则令K1i断开,K2i闭合，放大器K的输出经采样保持器送至A/D转换器化为数字量，然后开关再恢复平时的状态。
在采样、转换过程中，放大器K不与任何模拟量信号输入共地，电容C i的电压均为差模电压，这样就克服了共模电压的影响。
3、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。
4、线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？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。
5、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”。
6、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。
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。
《计算机控制技术》题目(含答案)
《计算机控制技术》复习资料一、填空题1、计算机控制是自动控制发展中的（高级）阶段，是自动控制的（重要分支）。
2、计算机在信息处理、（逻辑分析）、决策判断、（输入输出）管理等各个方面显示出突出的优点。
3、计算机控制系统利用计算机的（硬件）和（软件）代替自动控制系统的控制器。
4、自动控制是指在（没有人）直接参与的前提下，应用（控制装置）自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。
5、在控制系统中如果给定值是（恒定不变）的，则此系统称为（定值）控制系统。
6、若系统控制（变量）的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（程序）控制系统。
7、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号（决定）着系统输出量的变化；而扰动则（破坏）给定信号对系统输出量的控制。
8、计算机控制过程是在（外部）作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个（平衡或稳定）状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。
9、自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是（收敛）的，对应的系统运行是稳定的；另一种是（发散）的，对应的系统是不稳定的。
10、在计算机控制系统中为了达到控制目标，可以采用（模拟）化设计方法和（离散）化设计方法来设计控制器。
11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准（总线）技术和开放式( 体系)结构的计算机。
12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：（数据）总线、( 地址)总线、控制总线、电源总线。
13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他（智能）设备之间进行( 通信)的连线。
14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗（电磁）干扰、防震、防潮、( 耐高温)等性能。
15、可编程序控制器是（继电器）逻辑控制系统与( 微型)计算机技术相结合的产物。
16、大多数PLC采用继电控制形式的（梯形图）编程方式，继承了传统(控制)线路的清晰直观容易掌握。
17、整体式的（PLC）把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成)在一个小箱体内构成一台完整的PLC。
(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。
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计算机控制系统试卷一答案一、简答题（每小题5分，共50分）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、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答 (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，则称为同步采样。
(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，则称为非同步采样。
(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，则称多速采样。
(5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。
3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。
答：(1)比例调节器：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)积分调节器：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)微分调节器：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、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。
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中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案计算机控制系统一、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,其中输入为单位阶跃信号,求输-1-1-20.1zY (z)G c(z)==1-0.4z +0.8zR (z)出y(KT)。
2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为当输入为单位阶跃信号时,-1-10.53+0.1zGc(z)=1-0.37z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的单位阶跃响应。
2z +0.5G c(z)=8(z +0.1z -0.12)4.已知低通数字滤波器,求D （z ）的带宽ωm;并求当输入E(z)为阶跃0.5266z D(z)=z -0.4734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，试求它的Z 变换F(z)。
25F(s)=s (s +4)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 +0.8G k(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:,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-1-1-1-1-10.26z (1+2.78z )(1+0.2z )W 1(z)=(1-z )(1-0.286z )调节模型D(z),并求其控制算法。
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-1-1-20.1zY(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
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。
计算机控制系统(试题)
计算机控制系统（试题）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B.BCD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D.采样周期量化误差隔答案：（）【 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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（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 Tu 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。
（百度文库答案）（书本P19页 ）7. 何为最少拍设计？（书本P54页）答：最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号，速度信号，加速度信号等)作用下，经过最少拍(有限拍)，使系统输出的稳态误差为零。
（百度文库答案）8. 简述计算机网络的功能及特点。
答：(1)数据信息的快速传输和处理，以实现实时管理和实时监控。
(2) 可共享计算机系统资源。
(3) 提高了计算机的可靠性。
(4) 能均衡负载、互相协作。
(5) 能进行分布处理。
在计算机网络中，可根据具体要求选择网内最合适的资源来处理。
(6) 计算机网络的智能化，提高了网络的性能和综合的多功能服务，并能更加合理地进行应用，以提高综合信息服务的水平。
（百度文库答案）9. 干扰的作用途径是什么？（书本P167页）无论是内部干扰还是外部干扰，都是从以下几个途径作用于系统的。
1、传导耦合：干扰由导线进入电路中，称为传导耦合。
电源线、输入输出信号线是干扰经常窜入的途径；2、静电耦合：干扰信号通过分布电容进行传递称为静电耦合。
3、电磁耦合：电磁耦合是指在空间磁场中电路之间的互感耦合。
因为任何载流导体都会在周围的空间产生磁场，而交变磁场又会在周围的闭合电路产生感应电动势，所以这种电磁耦合总是存在的，只是程度强弱而已。
4、公共阻抗耦合：公共阻抗耦合是指多个电路的电流流经同一个公共阻抗时所产生的相互影响。
10. 为提高计算机控制系统的可靠性，通常采取的措施有哪些？答：为提高计算机控制系统的可靠性，通常采取以下几种措施：(1) 提高元器件和设备的可靠性。
(2) 采取抗干扰措施，提高系统对环境的适应能力。
(3) 采用可靠性设计技术。
(4) 采用故障诊断技术。
（百度文库答案）11. 简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。
答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。
（百度文库答案）12. 什么是共模干扰和串模干扰？如何抑制？（书本P168-171页）答：串模干扰及其抑制方法串模干扰：所谓串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声。
也称为常态干扰。
（2）串模干扰的抑制方法①采用输入低通滤波器来抑制高频率串模干扰；采用高通滤波器来抑制低频串模干扰；应用带通滤波器。
②当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，用双积分式A/D转换器可以削弱串模干扰的影响。
③对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应尽可能早地进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声比的目的；或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施。
④从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰。
⑤采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应。
选用带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，并对测量仪表进行电磁屏蔽。
共模干扰及其抑制方法(1)共模干扰：所谓共模干扰是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。
共模干扰也称为共态干扰。
(2)共模干扰的抑制方法①变压器隔离利用变压器把模拟信号电路与数字信号电路隔离开来，以使共模干扰电压Ｕcm不成回路，从而抑制了共模干扰。
号是靠发光二极管在信号电压的控制下发光，传给光敏三极管来完成的。
益可调等优点，是一种专门用来分离共模干扰与有用信号器件。
13. 与PID控制和直接数字控制相比，模糊控制具有哪些优点？书本P88页习题5-2答：（1）模糊控制可以应用于具有非线性动力学特征的复杂系统。
（2）模糊控制不用建立对象精确的数学模型。
（3）模糊控制系统的鲁棒性好。
（4）模糊控制是以人的控制经验作为控制的知识模型，以模糊集合、模糊语言变量以及模糊逻辑推理作为控制算法。
（百度文库答案）14. 计算机控制系统中主机有那些？书本P90-95页（第一节的开头概述或五个标题）常用的计算机控制系统主机有哪几种？答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器（来自百度文库，与书本有点不一样）15. 连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？答：与连续控制系统相比，计算机控制系统具有以下特点：(1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
(2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。
(3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
(4) 计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
(5) 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。
(6) 采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。
（百度文库答案）16. 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：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。
(2) 模拟信号：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。
(3) 离散信号：离散信号是仅在各个离散时间瞬时上有定义的信号。
(4) 采样信号：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。
(5) 数字信号 ：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。
（百度文库答案）17. 简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。
（书本P38页）比例调节作用的动作与偏差的大小成正比；当比例度为100时，比例作用的输出与偏差按各自量程范围的1：1动作。
当比例度为10时，按lO ：l 动作。
即比例度越小。
比例作用越强。
比例作用太强会引起振荡。
太弱会造成比例欠调，造成系统收敛过程的波动周期太多，衰减比太小。
其作用是稳定被调参数。
积分调节作用的动作与偏差对时间的积分成正比。
即偏差存在积分作用就会有输出。
它起着消除余差的作用。
积分作用太强也会引起振荡，太弱会使系统存在余差。
微分调节作用的动作与偏差的变化速度成正比。
其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用。
对滞后大的对象有很好的效果。
但不能克服纯滞后。
适用于温度调节。
使用微分调节可使系统收敛周期的时间缩短。
微分时间太长也会引起振荡。
1. 用双线性变换法求模拟控制器()21)(+=s s s D 等效的数字控制器，设采样周期T=0.5s 。
（5分）（书本P34页2-6（3），参考例题2-1）2. 设被测温度变化范围为0o C~1200o C,如果要求误差不超过0.4o C,应选用分辨为多少位的A/D 转换器？（5分）简单解答：详细解答：3. )2()1()(-=-+k r k y k y , 输入信号是：⎩⎨⎧<≥=0001)(k k k r初始条件为1)0(=y ，试写出输出脉冲序列()y k 。
百度答案：4. 设被控对象传递函数为)1()(+=s s Ks G p ，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数。
百度文库：5、已知某连续控制器的传递函数为：2222)(nn ns s s D ωξωω++= 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)(z D ，并给出控制器的差分形式。
其中s T 1=。
6. 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 。
（书本P34页2-5（2），参考例题2-1）2()1c s G s s +=+7. 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 。
（书本P34页2-6（1），参考例题2-1）1()5(1)2c G s s s=++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？书本P166，习题8-9。