计算机控制系统复习题及标准答案

《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

-1-2

0.1z 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

-1

0.53+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+0.5

Gc(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

25

F(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

-1

0.26z (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。

1１.已知连续系统的传递函数G(s)=(s ＋1)/［s(s+2)］试用冲击不变法求其等效的Ｚ传递函数.

１2．已知离散系统的Z 传递函数：22z 2z 1Y(z)

G(z)z 5z 6U(z)

++==++,试求离散系统的状态方程和输出方程。

13．已知离散系统的Ｚ传递函数:2

2z 1Y(z)

G(z)z 6z 8U(z)

+==++,试求离散系统的状态方程和输出方程。 14．已知离散系统的差分方程为

y(k +2)+5y(k +1)+3y(k)=u(k +1)+2u(k)

输出为ｙ（k),试写出它们的状态方程和输出方程.

15.已知离散系统的状态空间表达式，

[]⎡⎤

⎢⎥⎣⎦

10.9X(kT +T)=

X(kT)+2u(kT)

0.41y(kT)=10X(kT)

初始状态X(0)=0 试求系统的Z 传递函数:Y(z)G(z)U(z)

=

。 16.已知10.24s

D(s)0.08s

+=

,写出与它相对应的PID 增量型数字控制算法。(T ＝１ｓ）

１7.已知广义对象的ｚ传递函数: H Ｇ(z)=(ｚ+0．5)/〔(z-0.９)(ｚ-０．４）〕,取采样周期T ＝1s,试设计P Ｉ调节器D(z)=Ｋｐ+Ｋi/(1-z -1

),使速度误差ｅｓs =0.1,取采样周期T=１s 。并求控制算法u(kT)?Ｄ（z ）=Ｕ(z ）/E （z)。

１8.已知被控对象的传递函数;Ｇ（s)＝1/〔s （ｓ+2)〕,采用零阶保持器,取采样周期T=０.1,试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器。

1９.已知单位负反馈系统被控对象的传递函数:G(s)＝2/ (s+2)，采用零阶保持器,取采样周期T=1s,试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器D(z),并求其调节时间ts,控制算法u(ｋT)。