仪器智能控制2012(B)考试用答案.doc

一.填空题 1.yymax且e0或yymin且 e0；yymax且e0或yymin且 e0 2.对输入信号适应性差；对参数变化敏感； 3.1/256(1/28)；40； 4.30(；3( 5.实时信号采集；实时控制决策；实时控制输出；计算机控制系统与生产过程直接相连；信息的采集、处理及控制在规定的时间内完成； 6.单位圆内；单位圆上；单位圆内 7.f采(2fmax；f采=（5~10）fmax 二．简答题 1. 施密斯预估控制器原理：引入一个补偿环节与对象并联，用来补偿被控对象中的纯滞后部分，称为施密斯预估器，其传递函数为G(s)(1-e-(s)，补偿器并联在控制器上的。由施密斯预估控制器和调节器组成的补偿回路称为纯滞后补偿器，其传递函数为D(s)，即 补偿后系统的传递函数为: 经过补偿后，消除了纯滞后部分对控制系统的影响，因为式中的e-(s在闭环控制回路之外，不影响闭环系统的稳定性，拉氏变换的位移定理说明，e-(s仅仅将控制作用在时间轴上推移了一段时间τ，控制系统的过渡过程及性能指标都与对象特性为Gp(s)时完全相同 2. （1）采集系统的框图如下图： （2）信号处理：小信号放大，信号滤波，信号衰减，阻抗匹配，非线性补偿，电流/电压转换。(以上为信号处理可选择的内容)； 多路转换器(多路开关)：因多路模拟信号共用一个A/D转换器进行A/D转换，所以需要多路开关分时将各路模拟信号按顺序接至A/D转换器(或放大器)。 放大器(可编程)：将各路模拟信号按比例放大到典型的A/D转换器的输入电压； 采样/保持器：对变化较快的模拟信号快速采样，并在A/D转换过程中保持该信号，从而保证转换所得的数字量是真正代表发出转换命令那一瞬间的电压，并能充分发挥A/D转换器的转换精度 A/D转换器：将送入的模拟量转换为数字量，并经接口送入计算机。 3. 位置式： 增量式： （1）开始时不进行积分，直至偏差达到一定阀值后才进行积分累积，这样，一方面防止了一开始有过大的控制量，另一方面即使进入饱和后，因积分累积小，也能较快推出，减少了超调。 （2）PID数字控制器参数整定是指确定PID数字控制器的参数，以使系统输出达到满意的效果。 扩充临界比力度法： a.选择采样周期为被控对象纯滞后的1/10以下； b.用选定的采样周期使系统工作。去掉积分和微分作用，减小比例度K直至系统发生等幅振荡。记下此时的临界比例度Kp与临界振荡周期Tk； c.选择控制度，以模拟调节器为基准，将DDC的控制效果与之比较 d.根据选定的控制度查表求得的值。 （3）满足采样定律；抗干扰角度，T应小些；快速系统，要求T小；执行机构惯性大时，T应大些；计算机工作量和成本考虑，T应大些；从计算机精确执行控制算法，T应大些；实际生产过程中常采用经验法获得采样周期。 4. （1）了解工艺要求，明确控制任务； （2）确定系统总体设计方案； （3）微机接口的选择； （4）建立数学模型，确定控制算法； （5）系统硬件和软件的具体设计； （6）微机控制系统的调试。 三. 解：1）坐标进给的总步数：Nxy=|6-0|+|4-0|=10，xe=6，ye=4，xoy=2，插补计算过程如表： Fm=0 -x xm+1=xm+1 ym+1=ym Fm+1=Fm-ye Fm0 xm+1=xm ym+1=ym+1 Fm+1=Fm+xe 插补计算过程： 步 数 偏差判别 坐标进给 偏差计算 坐标计算 终点判断 起点 F0=0 X0=0 Y0=0 Nxy=10 1 F0=0 -x F1=0-4=-4 X1=-1 Y1=0 Nxy=10-1=9 2 F10 +y F2=-4+6=2 X2=-1 Y2=1 Nxy=9-1=8 3 F20 -x F3=2-4=-2 X3=-2 Y3=1 Nxy=8-1=7 4 F30 +y F4=-2+6=4 X4=-2 Y4=2 Nxy=7-1=6 5 F40 -x F5=4-4=0 X5=-3 Y5=2 Nxy=6-1=5 6 F5=0 -x F6=0-4=-4 X6=-4 Y6=2 Nxy=5-1=4 7 F60 +y F4=-4+6=2 X7=4 Y7=3 Nxy=4-1=3 8 F70 -x F8=2-4=-2 X8=-5 Y8=3 Nxy=3-1=2 9 F80 +y F9=-2+6=4 X9=-5 Y9=4 Nxy=2-1=1 10 F90 -x F10=4-4=0 X10=-6 Y10=4 Nxy=1-1=0 2）直线插补的走步轨迹图： 2.解： （1） =-Vref-2Vout1 故： （2）由公式：