F0503计算机控制技术(2019年长沙理工大学

长沙理工大学
2019年硕士研究生复试考试试题考试科目：计算机控制技术考试科目代码：F0503
注意：所有答案（含选择题、判断题、作图题等）一律答在答题纸上；写在试题纸上或其他地点一律不给分。

作图题可以在原试题图上作答，然后将图撕下来贴在答题纸上相应位置。

一、单项选择题（每小题2分，共10分）
1、在模拟量输入通道中完成模拟量到数字量转换的器件称为.....................（①）。

①A/D 转换器②D/A 转换器③采样器④多路转换开关
2、设某8位A/D 转换器的输入电压范围是0—5V,当输入模拟量为5V 时，输出的
数字量是..............................................................................................................（②
）0110000000②11111111③11110000④11111110
3、将连续系统离散化的理论基础是（①）。

①Z 变换②拉普拉斯变换③傅立叶变换④模糊集合理论
4、己知釆样频率为s f ，被釆样信号频谱中的最大频率分量为max f ，香农釆样定理
成立的条件是......................................................................................................（③）o
①max 2f f s =②max 2f f s ≤③max 2f f s ≥④max
f f s ≠5、下列选项中属于RC 低通数字滤波器特征的是（③）。

①静态滤波②适用于变化过程比较快的参数
③以软件形式实现RC 低通滤波器
④一阶超前滤波系统
二、填空题（每空1分，共10分）
1、I/O 端口的编址方式有统一编址和独立编址两种方式。

2、数字PID 控制是根据偏差的比例、积分和微分的线性组合进行控制的,有位置型数字PID 控制和增量型数字PID 控制两种形式。

3、对于具有较大纯滞后的被控对象，常规PID 控制可能造成严重超调或震荡，釆用Smith 预估控制可以解决这一问题。

Smith 预估控制就是引入一个与对象并联的补偿器，
使经补偿后的对象不含纯滞后。

三、简答题(每小题10分，共60分)
1、计算机控制系统有哪些典型形式？工业控制计算机有哪些特点？
典型形式：①操作指导控制系统；②直接数字控制系统；③监督控制系统；④分布式控制系统；
⑤现场总线控制系统；⑥综合自动化系统；
特点：①可靠性高和可维修性好；②环境适应性强；③控制的实时性④完善的输入输出通道；
⑤丰富的软件；⑥适当的计算机精度和运算速度。

2、简述量化误差的来源。

A/D转换的量化效应、控制规律计算中的量化效应、控制参数的量化效应、D/A转换的量化效应
3、什么是软件陷阱技术？软件陷阱一般安排在什么地方？
4、简述数字控制器的连续化设计步骤和将模拟控制器离散化为数字控制器的主要方法。

数字控制器的连续化设计步骤：
①根据系统的性能指标要求和其他约束条件确定闭环脉冲传递函数
)(z ；
②求广义对象的脉冲传递函数G(z)；
③求取数字控制器的脉冲传递函数D(z)；
④与控制量u(k)的递推计算公式
主要方法:①Z变换法;②双线性变换法；③前向差分法；④后向差分法。

5、数字滤波器与模拟滤波器相比有何优点？
①数字滤波不需要专用的硬件设备；
②数字滤波不必考虑各回路之间的阻抗匹配问题；
③数字滤波使用效率高，一个数字滤波程序可以被多个测量通道所公用；
④数字滤波修改方便，通过修改数字滤波程序，可以选择不同的滤波方法，设定不同的滤波参数；
⑤数字滤波可以实现很低频率的信号滤波，这是模拟滤波器很难达到的。

6、阐述模拟量输入/输出通道中信号调理电路的作用。

模拟量输入中信号调理电路的作用：将非电量和非标准的电信号转换成标准的电信号。

模拟量输出中信号调理电路的作用：把计算机输出的数字量转换成模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行机构。

四、(共20分)假设被控对象传递函数为)
1(10)(+=
s s s G ,釆用零阶保持器，取釆样周期T=1秒，试针对单位速度输入设计最少拍无纹波数字控制器。

要求：
1.写岀广义对象的脉冲传递函数；
2.写出所设计的最少拍无纹波数字控制器表达式；
3.写出系统输出和数字控制器输出的表达式。

解：
1、)3679.01)(1()718.01(679.3])1(10[)1(10)1(101[)(111121--------+=+-=+-=z z z z s s Z z s s s e Z z G TS
2、由题条件知，满足吴文波设计的必要条件且d=0;n=1;m=2;u=0;v=1;j=1;q=2;w=1;多项式的阶次：j<q;k=w+d=1;p=v+q-j=2
)()1]()1([)(211
1e z z z b
z v
j i i ψ--=Φ--=-∏，其中1
11)(-ψ+=ψz z )(])1([)(1
1z F z a
z n i i ∏=--=Φ，其中2
211)(--+=z f z f z F 因为)(1)(z z e Φ-=Φ，即。

打字太累了。

Q:979424151。