计算机控制复习

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1、一、简答题1、什么是计算机控制系统？2、根据计算机在控制系统中的控制功能和控制目的，可以将计算机控制系统分为哪几种类型？3、离散系统稳定性的充分必要条件是什么？4、什么是最少拍计算机控制系统设计？5、什么是波纹，波纹有什么危害？6、什么是复合控制？复合控制的最大优点是什么？复合控制系统的设计特点是什么？7、PID 控制器的控制作用包括哪几种？画出其框图基本形式。8、什么是积分分离 PID 算法？它的优点是什么？9、计算机控制系统由哪几部分组成，画出方框图？10、采样周期选取的一般原则是什么？11、什么是 Z 传递函数？12、连续系统中，传递函数的物理可实现条件是什么？13、写出W变换的表达式（

2、不带系数），并简述其作用。14、写出最少拍计算机控制系统设计中的控制器D（Z）表达式，并说明表达式中各个函数的意义。15、数字控制器计算机程序实现方法包括哪几种？16、模拟控制器的离散化方法包括哪几种？17、简述计算机控制系统的设计步骤。18、什么是最小拍系统？最小拍系统有什么不足？19、什么是计算机控制系统的模拟化设计？说明其一般设计步骤。20、在数字PID控制算式的工程实现中，PID控制程序包括哪六部分？21、大林算法的主要设计思想是什么？22、微分先行PID控制算法包括哪两种形式？分别说明其主要解决什么问题。23、什么情况下可以考虑采用前馈-串级控制？24、A/D 转换器的性能指标包括哪

3、些方面？25、计算机控制系统由哪几部分组成？26、模拟控制器的离散化方法包括哪几种？27、写出位置式PID和增量式PID控制算法的表达式。28、为什么在实际应用中不采用理想PID控制？29、什么是前馈控制？30、在大林算法中，什么是振铃现象？31、计算机控制系统有哪些过程通道？32、在计算机控制系统中，采样周期的选择受哪些因素影响？二、判断题1、计算机是计算机控制系统的核心。（ ）2、 零阶保持器是计算机控制系统中采用最广泛的保持器。（）3、如果Z传递函数是物理可实现的，则要求其分子的阶次大于等于分母的阶次。（）4、W变换后，W域的左半平面对应Z域的单位圆内部。（）5、 离散系统的极点不但决定

4、了系统的稳定性，而且还决定了系统的响应速度。（）6、 最少拍系统对不同类型输入适应性较强。（）7、数字PID控制器容易编程实现，具有很高的灵活性和适应性。（）8、不完全微分PID通过串接高通滤波器来抑制高频影响。（）9、微分先行 PID 算法包括两种形式：输出量微分和偏差微分。（ ）10、D/A转换器可以采用逐次逼近方法和双积分方法。（）11、史密斯预估算法为模拟化设计方法。（ ）12、工业控制计算机需要很高的应对恶劣环境的能力。 （ ）13、PID控制器中的积分时间常数T增大，可增强积分作用，达到减小超调量和提高稳定性的目的。（）i14、 在一般串级控制中，副回路的响应速度快于主回路的响应速

5、度。（）15、 计算机过程控制系统中，手动和自动方式之间的切换应当做到无扰切换。（）16、 一般来说，计算机控制系统的采样周期越小，系统稳定性越高。（）17、 计算机是计算机控制系统的核心。（）18、 可靠性高是计算机控制系统设计最重要的一个性能指标。（）19、 生产过程设备直接与计算机连接的方式，称为“在线”方式。（）20、W变换后，W域的右半平面对应Z域的单位圆内部。（）21、 最少拍系统对各种典型输入信号的适应能力较强。（）22、在串级控制中，副回路可以减弱扰动f （t）对被控量y（t）的影响。（）23、PID控制器中的“I”为微分作用，有助于减少超调量，克服振荡，使系统趋于稳定。（）2

6、4、采用数字PID控制方法，当给定值波动大时可采用微分先行算法。（）25、设计A/D转换器应考虑分辨率、转换时间和精度等性能指标。（）三、计算题1、已知模拟控制器D（s） =5 ，采样周期为T,分别用一阶后向差分和双线性变换法将其离散化为10s +1D（Z）。、2、1)3、将下列被控对象加零阶保持器后进行Z变换，零阶保持器取ZOH =上口 sG(s) =3，采样周期 T = 1O 2) G(s) = e ，采样周期 T = 0.5os(s +1)0.1s +1求下列 G(s) 相应的 Z 传递函数。6s + 221 e -TsG(s)=市;G(s)=ER);G(s)=莎市;G(s)=殛齐4、某

7、控制器为D=KR，采样周期口，试用一阶前向差分法求数字控制器D5、控制系统如图所示题共 15 分）G (s)=1 - e -TS6、将下列被控对象加零阶保持器后进行Z变换，零阶保持器ZOH为G（s）=，采样周期se-0.5s G （s）=； G （s）=。o s（0.5s +1） ； o0.1s +15（ s + 2）已知某控制系统的模拟控制器传递函数为D（s）二，采样周期为T二.ls，使用一阶后向s+8T 二 0.5s7、差分法和双线性变换法将D（s）离散化为D（z）。8、已知系统的校正装置为PID控制器，即D（s） = K （1+ T s），其中，K = 3，T = 0.5,p T s d

8、piiT = 2，采样周期T二.ls，试求其位置式和增量式数字pid控制表达式。d9、设系统Z传递函数为G(Z)=Y (z)U(i)5 zZ 2 + 3z + 2试求出其可控标准型的状态方程。10、将下列被控对象加零阶保持器后进行Z 变换，零阶保持器1 e-tsZOH 为 G(s)=采样周期T 二 0.1s1)1s(0.1s +1)；2)e0.2s7+2 11、已知某控制系统的模拟控制器传递函数为D(s)二 甞，采样周期为T = 0.5s，使用一阶后s + 10向差分法和双线性变换法将D(s)离散化为D(z)。12、 求解差分方程 y(k)+5y(k -1)二 u(k)，设输入u(t)二 i(

9、t)，且当 k 0 时，y(k)二 0。A1 2 B0 13、 判断离散控制系统A =1J，B = |_1 J的可控性。四、实现题1、设数字控制器为D( z)=，分别用改进的直接程序法、串行程序法、并行程序法画出(1 z1)(10.5z1)控制器实现框图。z42、设数字控制器D( Z )=，分别画出用改进的直接法、并行法和串行法实现的方框图。z2 +5z +63、设数字控制器D( Z )=，分别画出用改进的直接法、并行法和串行法实现的方框图。z2 +1.7z + 0.72五、设计题前馈反馈控制系统如图所示，回答下列问题：F(s)如系统输入为R(s)，扰动为F(s)，写出系统输出Y(s)的表达式

10、。 写出前馈完全补偿条件。写出前馈-反馈控制的优点。1、1)3)XD(s)z+12、设某控制系统如图所示，采样周期T = 1s，可求得带零阶保持器的广义对象Z传递函数G(z) = 1.84z 1(1 + 0.718z 1)。试针对单位阶跃输入r(t)=1(t)，分别设计有波纹、无波纹最少拍系统。 (1 z1)(10.368z1)3、如图所示系统，如果G(z) = 76z 1(1 + .45z 1)(1 + U4z 1)，试根据任意广义对象最少拍设计准则求(1 z1)(10.135z1)(10.0183z1)出控制器D(z)。4、离散后的广义对象Z传递函数为G(Z)=1.1353Z-1(1+ 0

11、.5233Z-1)(1 Z-1)(1 0.1353Z-1)采样周期T二2s，分别设计单位阶跃下的最少拍有纹波和无纹波的控制器D(z)。(8分)5、下图为存在扰动作用下的控制系统，(1)写出输入丫(t)和扰动f (t)作用所引起的输出响应yr(z)和 yf (z)的表达式；(2)写出系统输出对扰动的闭环Z传递函数Wf (z) ； (3)写出针对扰动作用设计的控制器D(z)的表达式。(7 分)6、离散后的广义对象Z传递函数为G(z)=3.0184 z-1(1+ 0.3010 z-1)(1 z - i)(l 0.0183z -1)采样周期卩二1s，分别设计单位阶跃下的最少拍有纹波和无纹波的控制器D(z)。