计算机控制系统作业参考答案
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。
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。
计算机控制系统课后答案,李华
计算机控制系统课后答案1. 介绍本文是针对计算机控制系统课后作业的答案汇总。
在课程中涉及到的问题和概念将会一一解答和说明，帮助读者更好地理解和掌握计算机控制系统。
2. 问题解答2.1 列举计算机控制系统的应用领域。
计算机控制系统广泛应用于以下领域：- 工业自动化控制：用于控制工业生产线上的各种设备和工艺过程。
- 交通运输系统：包括地铁、公交、航空、航天等领域的运输工具的控制。
- 农业自动化：应用于农业机械和设备的控制，提高农业生产效率。
- 医疗设备控制：用于医疗设备的自动控制和监测。
- 建筑智能化：用于建筑内部的照明、供暖、空调等控制系统。
- 安防、监控系统：包括视频监控、入侵报警等各种安全系统的控制。
2.2 计算机控制系统的组成结构是什么？计算机控制系统的基本组成结构包括： - 传感器：用于将被控制对象的状态转换为电信号，并输入到控制系统中。
- 执行器：根据控制系统的指令，执行相应的动作，控制被控制对象。
- 控制器：对传感器采集到的数据进行处理和分析，并产生相应的控制指令。
- 通信网络：用于传输控制指令和传感器数据的通信网络。
- 计算机：负责控制器的运行和算法的执行，对控制系统进行监控和管理。
2.3 什么是开环控制系统和闭环控制系统？它们的区别是什么？开环控制系统是指控制器只根据预先设置的控制指令，对被控制对象进行控制，而不对被控制对象的输出进行测量和反馈。
因此，开环控制系统的控制效果受到外界扰动和被控制对象本身性能变化的影响。
闭环控制系统是指控制器在对被控制对象进行控制的同时，通过测量被控制对象的输出信号，并与设定值进行比较，产生反馈信号进行控制调节。
闭环控制系统能够根据被控制对象实际输出的变化来调整控制指令，使控制效果更加稳定和准确。
区别： - 开环控制系统没有反馈环路，只根据预先设置的控制指令对被控制对象进行控制；闭环控制系统设有反馈环路，通过测量被控制对象的输出进行调节。
吉林大学21秋计算机控制系统在线作业一答案参考22
吉林大学21秋《计算机控制系统》在线作业一答案参考1. 系统在三种不同输入的作用下，经过调整时间后，系统偏差就可消失。
( )A.正确B.错误参考答案：A2. 在固有频率一定前提下，随阻尼比增大，二阶系统的峰值时间增大。
( )A.正确B.错误参考答案：A3. 系统在三种不同输入的作用下，分别经过一拍、两拍、三拍得调整，系统偏差就可消失，过渡时间( )。
A.最长B.最短C.多个周期D.不确定参考答案：B4. 计算机控制系统是模拟信号和数字信号共同存在的混合系统。
( )A.正确B.错误参考答案：A5. 顶板规则冒落多发生在属于散体结构的坚硬岩体中。
( )此题为判断题(对，错)。
参考答案：×6. 软件是工业控制机的程序系统；其中面向控制系统本身的程序，并根据系统的具体要求，由用户自己设计的软件称作( )。
A、系统软件B、应用软件C、支持软件D、控制软件参考答案：B7. 低通滤波器能抑制电网侵入的外部低频干扰。
( )A.正确B.错误参考答案：B8. 在程序设计的过程中，程序设计人员选取一种适当地高级(或汇编)语言，书写程序的步骤叫做( )。
A、编译B、程序设计C、调试D、编码参考答案：D9. 在下列控制信号中，不是给程序存贮器扩展使用的是( )。
A./PSENB./EAC.ALED./WR参考答案：D10. 分布式系统的调度端一般为局域网系统。
( )T.对F.错参考答案：T11. 输入输出通道是计算机控制系统的核心。
( )A.正确B.错误参考答案：B12. 二阶系统的单位脉冲响应是一减幅正弦振荡函数，其稳态值为1。
( )A.正确B.错误参考答案：A13. 数控系统按控制方式来分类，可以分为( )，这三种控制方式都是运动的轨迹控制。
A.点位控制B.点面控制C.直线切削控制D.轮廓切削控制参考答案：ACD14. 线性连续控制系统采用拉普拉斯变换，离散控制系统采用Z变换。
( )A.正确B.错误参考答案：A15. 门控位GATA=0定时器的启动只由TR位的状态决定。
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
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。
3计算机控制系统(大作业)答案
一问答题 (共6题，总分值60)1.根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？（10 分）答案：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(2) 同步采样(3) 非同步采样(4) 多速采样(5) 随机采样2.简述线性定常离散系统的能控性定义。
（10 分）无答案3. 简述积分调节的作用（10 分）答案：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。
4. 简述现场总线控制系统的基本组成。
（10 分）现场总线控制系统由控制系统、测量系统、管理系统、通信网络等部分组成。
5. 等效离散化设计方法存在哪些缺陷？（10 分）答案：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。
(2) 没有反映采样点之间的性能。
(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，因此，这种方法也被称为近似设计。
6. 列举三种以上电源抗扰措施。
（10 分）安装电源低通滤波器 ,2 采取变压器屏蔽和分路供电措施 3 使用压敏电阻和均衡器4直流侧去耦措施二计算题 (共2题，总分值40)1.写出从坐标原点出发的任意象限直线的逐点比较法插补的程序框图。
（20 分）2. 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 。
（20 分） 解：令1111212112111z z z s T z T z z -------===+++ 112221n n 22222121n n n n n n n 21(21)()()()2(44)(28)44z s z z z U z D z E z s s z z ωωωξωωωξωωωξ-------=+++===++-++-+++ 控制器的差分形式为222n n n n 222n n n n n n 2844()(1)(2)(()2(1)(2))444444u k u k u k e k e k e k ωωωξωωωξωωξωωξ--++-+-=+-+-++++++。
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。
计算机控制作业答案1
第一章作业课本(p.12)题2．计算机控制系统由哪几部分组成？请画出计算机控制系统的组成框图。
答：计算机控制系统由计算机主机系统、模拟量输入输出接口、数字量输入输出接口、键盘显示接口、打印接口和通信接口等部分组成。
课本(p.12)题4. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？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直接连接，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。
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。
实时地概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。
补充题1. 两种USB口的特点及区别？通用指标，传输模式，USB器件，硬件接口。
答：两种USB的特点：(1)USB接口支持设备的热插拔功能,采用菊花式的连接.(2)USB有2电源线（5V）,2数据线,采用差分信号传输,可为连接在其上的设备提供5V电压/100mA电流的供电,最大可提供500mA的电流.(3)一个USB控制器可以连接多达127个外设,而两个外设间的距离（线缆长度）可达5米.两种USB的区别:协议不同,USB1.1传输速率是12Mbps,USB2.0传输速率是480Mbps.补充题2. 光驱、硬盘、软驱的总线形式。
答：(1)光驱:IDE，ATA/ATAPI，SCSI，USB，内部并行总线.(2)硬盘:IDE，SATA，SCSI，内部并行总线.(3)软驱:软驱分内置和外置两种,内置软驱使用专用的FDD接口,而外置软驱一般用于笔记本电脑,使用USB接口.补充题3. I²C、SPI、SCI总线的特点？答：(1)I²C总线由数据线SDA与时钟线SCL两条线构成通信线路，既可以发送数据也可以接收数据，在CUP与被控IC之间，IC与IC之间都可以进行双向传送，最高传输速度为400Kbps.(2)SPI是一个环形总线结构,是一种标准的四线同步双向串行总线,在SCK的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换,可以同时发出和接收串行数据.(3)SCI是一种通用异步通信接口UART. SCI模块采用标准非归零（NRZ）数据格式,能够实现多CPU之间或同其他具有兼容数据格式SCI端口的外设进行数据通信.第二章作业PC总线PC总线共有62条信号线，用双列插槽连接，分A面（元件面）和B面。
计算机控制系统高金源版课后答案
计算机控制系统高金源版课后答案
一、单选题
1.以下哪种计算机控制系统是采用时间事件触发技术（）
A.分布式控制系统
B.嵌入式控制系统
C.单片机控制系统
D.PLC控制系统
答案：D
2.在控制系统中，控制元件、传感器、执行元件都属于（）
A.关节
B.运动学
C.机构
D.构型
答案：D
3.在控制系统中，将实际状态与现实状态比较，发现实际状态与期望状态不一致时，采取措施将之调整到期望状态，该过程叫（）
A.状态反馈
B.参数预估
C.控制
D.调节
答案：D
4.下列哪种调节器，不能自动满足控制目标（）
A.继电器
B.单片机
C.自整定器
D.PLC
答案：A
5.以下哪种控制型式使用模型预测控制（）
A.传统控制
B.人机控制
C.模糊控制
D.预测控制
答案：D
二、多选题
1.计算机控制系统常用的元件包括（）
A.变送器
B.执行器
C.控制器
D.传感器
答案：A、B、C、D
2.常见的控制构型（）
A.功率控制
B.比例控制
C.存储器控制
D.时间控制
答案：A、B、C、D
3.在计算机控制系统中，常使用的传感器有（）
A.温度传感器
B.压力传感器
C.激光传感器
D.光电传感器。
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-答案
计算机控制系统答案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。
二丶选择题（每题2分，共40分）1-5CDADB 6-10ABADB 11-15ADABC 16-20DABCD 1、计算机把通过检测装置和A/D转换器送来的数字信号直接反馈到输入端与给定值进行比较，将偏差按某种控制算法进行计算，输出信号经D/A转换后驱动执行机构对被控对象进行调节。
2、从本质上看，计算机控制系统的工作原理可归纳为三个步骤，以下不属这三个步骤的是评估报告3、生产过程与计算机联机工作，由计算机控制的工作方式称为在线方式4、计算机控制系统包括硬件和软件，以下不属于硬件系统的是系统程序5、计算机过程通道中，模拟量输入通道的作用是将传感器得到的工业生产过程参数转变为数字信号。
计算机控制习题及答案
计算机控制习题及答案计算机控制是现代工业自动化和智能制造领域中的一个重要分支，它涉及到计算机技术在控制系统中的应用。
以下是一些计算机控制的习题及其答案，供学习者参考和练习。
习题一：计算机控制系统的组成1. 简述计算机控制系统的基本组成部分。
2. 描述计算机控制系统中输入/输出接口的作用。
答案一：1. 计算机控制系统的基本组成部分包括：传感器、输入/输出接口、中央处理单元（CPU）、执行器和控制软件。
2. 输入/输出接口在计算机控制系统中起到连接传感器和执行器的作用，它负责将传感器检测到的信号转换成数字信号供CPU处理，并将CPU的控制指令转换成适合执行器工作的信号。
习题二：数字PID控制器的实现1. 解释什么是PID控制器，并简述其工作原理。
2. 编写一个简单的数字PID控制器算法。
答案二：1. PID控制器是一种常见的控制算法，其名称来源于比例（Proportional）、积分（Integral）、微分（Derivative）三个控制作用的首字母。
PID控制器通过调整比例系数、积分系数和微分系数来实现对系统输出的精确控制。
2. 数字PID控制器算法示例（伪代码）：```for each control cycle {setpoint = desired value;measurement = read sensor;error = setpoint - measurement;P_term = Kp * error;I_term += Ki * error * dt;D_term = Kd * (error - previous_error) / dt;output = P_term + I_term - D_term;apply output to actuator;previous_error = error;}```习题三：计算机控制系统的稳定性分析1. 简述稳定性的概念。
2. 描述如何使用奈奎斯特判据进行系统的稳定性分析。
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ωs =2π/T 大于2ωmax ，即ωs ≥2ωmax ，则采样的离散信号y ∗(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y ∗(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ωs ≥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 <τs 。
应满足 T ≥N τs 。
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=y max ∗−y min∗2n −1≈y max ∗−y min∗2n,量化误差ε=q/2答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量u ∗(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。
(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。
计算机控制系统习题参考答案
1
计算机控制系统习题参考答案
2) 直接数字控制系统：可完全取代模拟调节器，实现多回路的 PID 控制，而且只要改变 程序就可实现复杂的控制规律。
3) 监督控制系统：可考虑许多常规调节器不能考虑的因素，如环境温度和湿度对生产过 程的影响，可以进行在线过程操作的在线优化；可以实现先进复杂的控制规律，可靠性 好。
第二章 线性离散系统的数学描述和分析方法 P42
2-1 简述离散控制系统中信号变换的原理。 先经过采样过程，即采样开关按一定的周期进行闭合采样，使原来在时间上连续的 信号 f(t) 变成时间上离散、幅值上连续的离散模拟信号 f * (t) 。再经过量化过程，采用一组 数码来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换成数字信号。 2-2 已知函数 f(t) ，求取 Z 变换 F(z) 。
10 ，采样周期 T=1s，采用零阶保持器，单位负反馈系 s(0.1s+1)
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计算机控制系统习题参考答案
G(z)=Z[
1-e-Ts 10 10 9z -1 (1+0.11z -1 ) ]=(1-z −1 )Z[ 2 ]= ⋅ s s(0.1s+1) s (0.1s+1) (1-z -1 )(1-e-10 z -1 )
1)
f(t)=a mt
* -k mT -1 2mT -2 Z [ f(t) ] =Z f (t) = ∑ f(kT)z =1+a z +a z +... k=0 ∞
①ห้องสมุดไป่ตู้
①-① ⋅a mT ⋅ z -1 得：
Z[f(t)]=
1 1-a z
mT -1
2)
f(t)=1-e-at
1 1 (1-e-aT )z -1 F(z)=Z[1-e ]= -1 - -aT -1 = 1-z 1-e z (1-z -1 )(1-e-aT z -1 )
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《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。
（4）可以得到比较高的控制精度。
（5）能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。
（6）便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度.（7）促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。
第二章2.1.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点?答：在计算机控制系统中，通常既有连续信号也有离散信号，这些信号一般是信息流,而不是能量流。
可分为四种形式：（1）连续模拟信号：时间和信号的幅值都是连续的。
（2）阶梯模拟信号：时间是连续的，信号的幅值是阶梯形的。
（3）采样信号：时间是离散的，信号的幅值是连续的脉冲信号。
（4）数字信号：信号的时间以及幅值都是离散的，且幅值经过了量化处理。
2.2.采样信号的频谱和原连续信号的频谱有何不同？答：采样信号的频谱和原连续信号的频谱的区别：（1）通常，连续信号带宽是有限的，频率的极限值wmax, 它的频谱是孤立的。
采样信号的频谱是以ωs 为周期的无限多个频谱所组成。
（2）∣y(jw)∣和∣y*(jw) ∣形状相似。
幅值只差一个比例因子1/T(又称为采样增益)。
2.3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述零阶保持器的特点。
答：保持器的原理是根据现在时刻或过去时刻输入的离散值,用常数、线性函数或抛物函数形成输出的连续值。
零阶保持器有如下特性：（1）低通特性：保持器的输出随着信号频率的提高，幅值迅速衰减。
（2）相位滞后持性：信号经过零阶保持器会产生相位滞后，它对控制系统的稳定性是不利的。
2.4.试求下例函数的Z 变换：(采样周期为T)答：（1）f (t)1(t T)=- （2）9t t 0f (t)0t 0≥⎧=⎨<⎩1()1F z z =- 29()(1)Tz F z z =- （3）k 1a k 1,2,3,f (k)0k 0-⎧=⋅⋅⋅=⎨≤⎩ （4）at e sin 2t t 0f (t)0t 0-⎧≥=⎨<⎩ ()()zF z a z a =- 22sin 2()2cos 2aT aT aT ze T F z z ze T e ---=-+2.5.设函数的La 氏变换如下，.试求它们的Z 变换:答：（1）s 3F(s)(s 2)(s 1)+=++ （2）21F(s)(s 5)=+ 22()T Tz zF z z e z e ---=+-- 552()()T T Tze F z z e --=-（3）31F(s)s=（4）210F(s)s (s 1)=+23(1)()2(1)T z z F z z +=- 21010(1)()(1)(1)()T TTz e z F z z z z e ---=---- （5）210F(s)s 16=+ 22.5sin 4()2cos 41z TF z z z T =-+2.6已知函数的Z 变换如下，.试求它们的y(kT):答：（1）2zY(z)z 1=- （2）2z Y(z)(z 1)(z 2)=-- 1(1)()22k y kT -=- ()21ky kT k =--（3）22z Y(z)(z 1)(z 2)=++ （4）1Y(z)z(z 0.2)=-()2(1)4(2)k k y kT =--+- ()25(0.2)k y kT =（5）20.6zY(z)z 1.6z 0.6=++ （6）111113z 3z Y(z)(10.5z )(10.8z )-----+=-- () 1.5(0.6) 1.5(1)k k y kT =--- 3531()0.50.836k ky kT =-+ （7）412z Y(z)(1z )--=- （8）aT aT 2Te zY(z)(z e )--=- ()3y kT k =- ()akT y kT kTe -=2.7求下列函数的初值和终值：答：（1） 2.7zF(z)z 0.8=- （2）221.6z z F(z)z 0.8z 0.5-=-+(0) 2.7()0y y =∞=(0) 1.6()0y y =∞=作业二第三章3.1 已知差分方程x(kT)ax(kT T)1(kT)--= ，又知x(kT)0(k 0);1a 1=<-<<.试用Z 变换法求x(kT)和x(∞)。
答：1()11()1ka x kT a x a-=-∞=-3.2 已知22z F(z)z 1.2z 0.2=++ ,试用长除法和Z 反变换法求解f(kT)。
答：1234()1 1.2 1.24 1.248 1.2496f kT zz z z ----=-+-+-⋅⋅⋅(0.2)5()(1)44k k f kT -=-+-3.3 已知差分方程y(k 1)2y(k)0,y(0)1++==，⑴ 用递推法求y(k)的前三项。
⑵ 用反变换法求解y(k)。
答：（1）(1)2(2)4(3)8y y y =-==-（2）()(2)ky kT =-3.4 用Z 变换法求解下例差分方程:答：（1）kf (k 1)f (k)a,f (0)0++==()(2)k y kT =-（2）f (k 2)3f (k 1)2f (k)r(k)+-++=其中f (0)f (1)0==，且k 0< 时f (k)0=;k 0r(k)1k 0,1,2,<⎧=⎨=⋅⋅⋅⎩()12k f kT k =--+（3）y(k)2y(k 1)k 1+-=- 其中 y(0)1=10(2)13()9k ky kT --+=3.5 利用劳斯判据，决定下列单位负反馈系统闭环稳定时，K 的取值范围。
（1） k K(0.1z 0.08)G (z)(z 1)(z 0.7)+=-- 答：0 3.75K <<(2) k K(0.1z 0.08)G (z)z(z 1)(z 0.7)+=-- 答：0 1.23K <<3.6 已知下列系统的特征方程，试判别系统的稳定性。
（1） 2z1.5z 90++= 答：系统不稳定。
（2） 32z 2z 2z 0.50-+-= 答：系统不稳定。
（3） 32z 1.5z 0.25z 0.40--+= 答：系统稳定。
3.7 设离散系统的框图如图所示，试确定闭环稳定时K 的取值范围. （其中T=1s,K1=2 T 1=1)题图3.7 单位反馈闭环系统框图答：20.736( 1.717)()(1)(0.368)(0.736 1.368)(0.368 1.264)000.5z HG z z z z z K K K +=--+-++=<<3.8 用长除法或Z 反变换法或迭代法求下列闭环系统的单位阶跃响应。
（1） c 2z 0.5G (z)3(z z 0.5)+=-+答：11()()(2)()0.5(2)36y kT r kT T r kT T y kT T y kT T =-+-+-+- 即：157()(2)(3)366y T y T y T ===⋅⋅⋅（2） c 20.5zG (z)z z 0.5=-+ 答：1234567()0.5 1.25 1.25 1.1250.9375(0)0,()0.5,(2)1,(3) 1.25,(4) 1.25,(5) 1.125(6)1,(7)0.9375,Y z z z z z z z z y y T y T y T y T y T y T y T -------=+++++++⋅⋅⋅========⋅⋅⋅（3）c 0.05(z 0.904)G (z)(z 1)(z 0.819)0.05(z 0.904)+=--++答： ()0.05()0.045(2) 1.769()0.864(2)y kT r kT T r kT T y kT T y kT T =-+-+---(0)0,()0.05,(2)0.183,(3)0.376,y y T y T y T ====⋅⋅⋅3.9 开环数字控制系统如图所示，试求Y(z)、y(0)、y(∞).已知：1E(s)s=（1）数字调节器: u(k)u(k 1)e(k 1)=--+- 被控对象： 1Gp(s)s=（2）数字调节器: u(k 1)0.5e(k 1)0.95e(k)0.995u(k)+=+-+ 被控对象：p 1G (s)(s 1)(s 2)=++答：（1） 2()()(0)0(1)(1)TzY z y y z z =∞=∞=+-（2）20.50.95()[]2(1)2()0.995()45(0)0T T z z z z Y z z z e z e z y y ---=-+----∞=-=3.10 设系统如图所示，试求系统的闭环脉冲传递函数。
答：1212()()()1()()G z G z G z G z G z =+3.11 设系统如图所示，试求:（1）系统的闭环脉冲传递函数。