计算机控制技术复习

一、填空题

1. 计算机控制系统与连续控制系统在本质不有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计，最常用的两种设计方法是___模拟调节规律离散化设计方法___和__直接设计法___.

2. 在计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算处理能力，一个控制器经常可采用_______分时控制__的方式控制多个回路。

3. SCC 系统是指_计算机监督控制系统________。

4．A/D 转换器中__孔径时间___决定了每一个采样时刻的最大转换误差.对于一定的转换时间，误差的百分数和信号频率成__正____比。若一个10位的A/D 转换器，若要求转换精度为0.1%，孔径时间为10微秒，则允许转换的正弦模拟信号的最大频率为0.1%/（2π*10*10）=16 HZ.

5.若max ω为信号f(t)的最高角频率，则采样频率S ω的下限是_ωs>=2max ω________.

7．零阶保持器是一个相位____滞后_______环节。

8．对于满刻度值为5.12V ，单极性输出，8位D/A 转换器的分辨率为_(1/256)*5.12V=20mV __；D/A 转换器的分辨率取决于它的_位数的多少________。

9. DDC 系统是 计算机直接数字控制系统__。

10．连续系统稳定的充要条件是系统特征方程所有根均应位于_ S 平面左半面__； 离散系统稳定的充要条件是系统特征方程所有根均应位于_ Z 平面的单位圆___。

12．对于满刻度值为 5.12V ，单极性输出，10位D/A 转换器的分辨率为___5mV________________；D/A 转换器的分辨率取决于它的_位数的多少__________。

13．积分时间常数T 太小时，系统动态特性将__不稳定____________，T 偏小，则系统的振荡次数较多。积分控制能消除系统的__静态误差__，提高控制系统的控制精度。但是由于积分的存在会使系统产生 积分饱和___________现象。

二、简答题

1．什么是采样开关？常见的采样方式有几种？

答：采样开关：完成采样操作的开关

①周期采样

②同步采样

③非同步采样

④多速采样

⑤随机采样

2．什么是最少拍系统?最少拍系统有什么不足之处?、

3．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围均有定义的信号，它的幅值在某一时间围是连续的。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。

4．算术平均值滤波法，加权平均值滤法二者间有什么区别？

答案：算术平均滤波是在采样周期T,对测量信号y 进行m次采样,把m个采样值相加后的算术平均值作为本次的有效采样值,即

加权平均滤波是对每次采样值赋以不同的权系数而以增加新鲜采样值的权重相加.

5．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。

6．选择采样周期时，应考虑哪些因素？

7．模拟信号调理的主要目的是什么？

信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。

1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换

2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。

3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。

8.电源抗干扰有哪几种方法？

(1)采用交流稳压器。

(2)电源滤波器。

(3)在要求供电质量很高的特殊情况下，可以采用发电机组或逆变器供电

(4)电源变压器采取屏蔽措施。

(5)在每块印刷电路板的电源与地之间并接去耦电容，

(6)采用分立式供电。

(7)分类供电方式。

9．何为最小拍控制系统，它的四个性能指标是什么？

答：它是指系统对应于典型的输入具有最快的响应速度，被控量能最少采样周期达到设定值，且稳态误差为零。

四个性能指标：

① 稳定性

② 快速性

③ 物理可实性

④ 可靠性

三、已知控制系统的被控对象的传递函数为，采样周期T=0.9s ，若选闭环系统的时间常数s T 5.00=

1．试用大林算法设计数字控制器。

s e s s G 8.11

23)(-+=

c

10.15

()

0.05

s

G s

s

+

=

2．判断有无振铃现象，若有请计算振铃幅度，并消除振铃现象。

3．绘制系统的单位阶跃响应曲线。

四、已知某连续控制系统的传递函数为

现用数字PID算法实现，试分别写出其相应的位置型和增量型

PID算法的表达式，设采样周期T=1s。

五、设被控对象的传递函数为

e

()

(21)(1)

s

G s

s s

-

=

++

，期望的闭环系统时间常数s

T5.0

=，取采样周期T=1 s，

1．试用大林算法设计数字控制器。

2．判断有无振铃现象，若有请计算振铃幅度，并消除振铃现象。

3．绘制系统的单位阶跃响应曲线。

六、某压力测量系统，其测量围为O

mmH

2

1000

~

0柱，经压力变送器和调理电路输出电