计控考试参考答案.docVIP

1.1 计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？ 答：可以按照系统的功能、控制规律、控制方式进行分类。 按功能可分为：a.数据处理系统b.直接数字控制（DDC）c.监督控制（SCC） d.分级控制e.集散型控制（DCS）f.计算机控制网络 按照控制规律可分为：a.程序和顺序控制b.PID控制c.有限拍控制 d.复杂规律的控制e.智能控制 1.2 计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。 答：由数字控制器、D/A转换器、保持器、执行器、被控对象、测量元件、变送单元、A/D转换器组成。 1.12 设有模拟信号（0-5）V和（2.5-5）V，分别用8位、10位和12位A/D转换器，使计算并列出各自的量化单位和量化误差。 1.19 计算机控制系统由哪些主要的性能指标？如何衡量？ 答：计算机控制系统的性能跟连续系统类似，可以用稳定性、能控性、能观测性、稳定特性、动态特性来表征，相应地用稳定裕量（相角裕量和幅值裕量）、稳态指标（稳态误差）、动态指标（超调量、调节时间、峰值时间、振荡次数）和综合指标（积分型指标、末值型指标、复合型指标）来衡量一个系统的好坏或优劣。 1.26 计算机控制将向哪些方向发展？ 答：a.最优控制b.自适应控制c.系统辨识d.分级控制e.集散型控制 2.8 已知拉氏变换式，试求离散化后的Z变换式： 1.1/s 解:1/s的拉氏反变换是1，故Z变换式是z/z-1。 2.9 试求下列函数的Z反变换; 2.12 已知系统的方框图，G(s)=K/s(s+a)，试求系统（见习题2.17）的闭环Z传递函数Gc（z）。 所有牵扯到求闭环传递函数的题目，将a,T代入上式即可。 2.13 T=1s,G(s)=1/s（s+0.3），试分析系统在典型输入作用下的输出响应和稳态误差。 单位阶跃响应 2.单位速度输入 3.单位加速度输入 解：带入a=0.3 T=1s K=1得闭环传递函数（单位阶跃响应） 2.20 已知系统反方框图如2.12中，G(s)=K/s(s+1)，试求系统的临界放大倍数。 解：将已知给定的T带入Gc（z）中，见2.12Gc（z），其中a=1，求得Gc（z）。其他见下例。 这里取T=1s求得Gc(z) 建立劳斯列表有 欲使系统稳定，必须使劳斯列表你第一列个元素为正。 故有 解得0K2.4，故临界放大倍数Kc=2.4。 例2.34 设线性离散系统如2.12图，a=1/s,K=1,T=1s,输入序列位单位节约序列。试分析系统的过渡过程。 解：将已知参数带入得闭环传递函数Gc(z) 由Z变换的定义，离散系统输出时间序列为 y(0)=0 y(T)=0.368 y(2T)=1 y(3T)=1.4 y(4T)=1.4 y(5T)=1.147 y(6T)=0.895 y(7T)=0.802 y(8T)=0.868 y(9T)=0.993 y(10T)=1.077 y(11T)=1.081 y(12T)=1.032 y(13T)=0.981 y(14T)=0.961 y(15T)=0.973 y(16T)=0997…… 线性离散系统在单位阶跃响应下，调节时间约12s，超调量约为40%，峰值时间为3s，振荡次数为1.5次，衰减比约为2:1，稳态误差ess=0。 3.1 已知线性系统的差分方程，试导出离散状态空间表达式： 解：1.由差分方程知;n=2,m=0,p=1(输出向量维数) a0=1,a1=0.2,a2=0.5,b0=1 离散状态空间表达式： 线性离散系统的阶数n=2 a0=1,a1=0.5,a2=0.2,a3=1,b0=0,b1=0,b2=1,b3=1.2 h0=b0=0;h1=b1-a1h0=0;h2=b2-a1h1-a2h0=1;h3=b3-a1h2-a2h1-a3h0=0.7 3.3 已知线性离散系统的离散状态方程; 使用迭代法，求解x(kT); 试用Z变换法求解x(kT); 解：1.令k=0,1,2,...,及初始条件代入离散状态空间表达式，可以得到 2. 好复杂，自己求吧，然后再求Z反变换即可。 4.5 设有限拍系统如图，试设计单位阶跃输入时的有限拍D(z)。 有限拍有纹波调节器 2.有限拍无纹波调节器 解;1.广义对象的Z传递函数 HG（z）的分子含有z-1因子，因此闭环传递函数Gc（z）应包含z-1，可选择 闭环传递函数Gc（z）应选择包含z-1和HG（z）的全部零