西安工业大学运控简答试题

1.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。

2.与PID控制和直接数字控制相比，模糊控制具有哪些优点？

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。

3.线性定常离散系统的稳态误差与哪些因素有关？

答：线性定常离散系统的稳态误差，不但与系统本身的结构和参数有关，而且与输入序列的形式及幅值有关。除此之外，离散系统的稳态误差与采样周期的选取也有关

4.在PID调节器中系数kp、ki、kd各有什么作用？它们对调节品质有什么影响？

系数kp为比例系数，提高系数kp可以减小偏差，但永远不会使偏差减小到零，而且无止境地提高系数kp最终将导致系统不稳定。比例调节可以保证系统的快速性。

系数ki为积分常数，ki越大积分作用越弱，积分调节器的突出优点是，只要被调量存在偏差，其输出的调节作用便随时间不断加强，直到偏差为零。在被调量的偏差消除后，由于积分规律的特点，输出将停留在新的位置而不回复原位，因而能保持静差为零。但单纯的积分也有弱点，其动作过于迟缓，因而在改善静态品质的同时，往往使调节的动态品质变坏，过渡过程时间加长。积分调节可以消除静差，提高控制精度。

系数kd为微分常数，kd越大微分作用越强。微分调节主要用来加快系统的相应速度，减小超调，克服振荡，消除系统惯性的影响

5.计算机控制系统中实时、在线方式和离线方式的含义是什么？

答：(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。

(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。

(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。

11.什么是共模干扰和串模干扰？如何抑制？

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。

2.光电隔离光电耦合器是有发光二极管和光敏三极管封装在一个管壳内组成的，他们之间的新号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。

3.浮地屏蔽采用浮地输入双层屏蔽放大器来一直共模干扰。

4.采用仪表放大器提高共模抑制比仪表放大器具有共模抑制能力强输入阻抗高，漂移低，增益可调等优点，是一种专门用来分离共模干扰与有用信号器件。

12.计算机控制系统的常用接地方法有哪些？

答：有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线，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。

13.何为振铃现象？如何消除振铃现象？

所谓振铃现象是指数字控制器的输出u(k)以接近二分之一的采样频率大幅度上下摆动。它对系统的输出几乎是没有影响的，但会使执行机构因磨损而造成损坏。消除振铃现象的方法：（1）参数选择法对于一阶滞后对象，如果合理选择期望闭环传递函数的惯性时间常数

T0 和采样周期T，使RA≤0，就没有振铃现象。即使不能使RA≤0，也可以把RA 减到最小，最大程度地抑制振铃。（2）消除振铃因子法.找出数字控制器D(z)中引起振铃现象的因子(即z=-1 附近的极点)，然后人为地令其中的z=1，就消除了这个极点。根据终值定理，这样做不影响输出的稳态值，但却改变了数字控制器的动态特性，从而将影响闭环系统的动态响应。

14.简述常用的数字滤波方法

答：优点：数字滤波只是一个计算过程，无需硬件，因此可靠性搞，并且不存在阻抗匹配，特性波动，非一致性等问题。模拟滤波器在频率很低时较难实现的问题，不会出现早数字滤波器的实现过程中。2.只要适当改变数字滤波程序有关参数，就能方便的改变滤波特性，因此数字铝箔使用时方便灵活。缺点：需要占用单片机资源，由于单片机速度和存储容量都很有限，实际应用中由于实时性和存储量的限制，在普通单片机上实现复杂的数字滤波是不太可能和实际的。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。常用的数字滤波方法有程序判断法、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

15.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，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。

16什么是pwm?

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。