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1、计算机控制系统试卷二答案班级： 姓名： 学号： 成绩：一、 简答题（每小题4分，共20分）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拟和数字的混合系统。(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
2、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、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。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范围均有定义的信号，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范围均有定义的信号，它的幅值在某一时间范围内是连续的。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
3、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、线性定常离散系统的稳态误差是否只与系统本身的结构和参数有关？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。5、增量型PID控制算式具有哪些优点？答：(1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作
4、影响小；(2)在i时刻的输出ui，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻，前两时刻的偏差ei-1，ei-2和前一次的输出值ui-1，这大大节约了内存和计算时间；(3)在进行手动-自动切换时，控制量冲击小，能够较平滑地过渡。二、已知系统框图如下所示： T=1s (15分)y(t)Tr(t)- 试确定闭环系统稳定时K的取值范围。解：广义对象传递函数对应的脉冲传递函数为此时系统的特征方程为采用双线性变换可得等效的特征方程为此时，劳斯表为 w2 （1-0.0381K） 0.924K K 26.2 w1 0.924-0.386K K 0故K的变化范围为 0 K 2.39。三、已知某连续控制器的传递函数为 （
5、10分）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，并给出控制器的差分形式。其中。解：令 控制器的差分形式为四、已知离散控制系统的结构如下所示，采样周期，输入信号，求该系统的稳态误差。 （10分）r(t)y(t)解：系统开环脉冲传递函数为则误差脉冲传递函数为稳态误差为五、已知广义被控对象为 （15分）其中，T=1s。期望的闭环脉冲传递函数中的时间常数取为Tc=0.5s,应用史密斯预估器方法确定数字控制器。解：不含纯滞后的广义对象脉冲传递函数为广义对象脉冲传递函数为不考虑纯滞后，闭环系统理想脉冲传递函数为，进而求得于是得史密斯预估器如下六、采用逐点比较法法插补圆弧OP，起点坐标O(0，5
6、)，终点坐标P(5，0)，圆心在原点。要求以表格形式给出插补计算过程，并画出插补运动轨迹。（10分）解：步数误差判别坐标进给下一步误差计算进给后动点坐标终点判别初始化F0x=0,y=5=101F=0-yF=F-2y+1=-9x=0，y=y-1=4=-1=92F0+xF=F+2x+1=-8x=x+1=1,y=4=-1=83F0+xF=F+2x+1=-5x=x+1=2,y=4=-1=74F0+xF=F+2x+1=0x=x+1=3,y=4=-1=65F=0-yF=F-2y+1=-7x=3，y=y-1=3=-1=56F0+xF=F+2x+1=0x=x+1=4,y=3=-1=47F=0-yF=F-2y+1=-5x=4，y=y-1=2=-1=38F0-yF=F-2y+1=1x=5，y=y-1=1=-1=110F0-yF=F-2y+1=0x=5，y=y-1=0=-1=0End（图略）
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