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计算机控制技术试题 一、填空题（每空 2 分，共 20 分） 闭环控制系统是使被控量有较高的 精度 。 控制系统常常按其开环传送函数中所含 积分 环节个数来分类，分为“0” 型，“I”型系统等。 在一个闭环系统里，不同输入与输出之间的传递函数分母 相同 。 控制系统开环对数频率特性中的截止频率 ? 的大小通常反映系统的 快速 c 性 ，而相位裕度? M 反映了系统运动的 。 系统的稳态误差与 运动平稳度 有关。 在计算机控制系统中存在有五种信号形式变换，其中 等三种信号变换最重要。 若已给闭环系统的自然频率为? ，经验上，采样频率? 应取为 。 n s 为使传感器特性与 A/D 变换器特性相匹配，通常应在传感器与 A/D 之间加入 。 平均值滤波是对信号y 进行 m 次采样；滤波器的输出y(k) ? 。 二、简答题（每题 6 分，共 30 分） 简述积分饱和的作用及抑制方法。 说明最小拍无差控制系统的特点及应用范围。 说明数字PID 中积分单元参数对控制性能的影响及PID 调整的简单思想。 说明最小拍无差控制系统的特点及应用范围。 简单说明大林算法及使用场合。简述常态干扰的抑制方法。 简述计算机控制系统的典型形式。 已知闭环系统如图 1 所示， R(s) 10 _ s N (s) 1 s ? 1 C(s) 图 1 试问：1）若R(s)为单位斜坡函数时，其稳态误差为多少？ 2）若N(s)为单位阶跃函数时，其稳态误差为多少？ 3）R(s)、 N(s)同时作用时，总误差为多少？ （不必进行具体计算） 已知A 点信号如图 2 所示，试画出B 点、C 点的信号图形，设采样周期T=?/2。 计算机控制系统在选择A／D 变换器时应注意哪几项指标？这些性能指标应根据什么原则选取？ G(z）T G(z） T r(t) 1/s 1/s T （已知 Z[1/s]= z (z ?1) Z[1/s2]=Tz/(z-1)2） c*(t) Tr(t)1/s1/s T r(t) 1/s 1/s T G(z） 图 3 5．已知x(t)=(0.5+5sin3t) 采样周期T=2?/3，试求采样信号x*(t)。 三、（12 分）已知系统开环对数渐近幅频特性曲线如图4 所示，试求： 1）静态误差系数；2）截止频率? ；3）相稳定裕度? c M L(?) 20 20 dB [-20] ? c 1/T ? 1 图 5 r (t)? r (t) ? T K T ZOH 1 s ?1 c (t) T=1 秒 c*(t) 图 6 试确定使系统稳定的K 的范围； 若将该系统改为连续系统（即取消采样开关及ZOH），试问使系统稳定的K 值范围。 所得结果说明了什么问题？ [注：已知Z[a/s(s+a)]=z(1-e-aT)/(z-1)(z- e-aT) ] 六、（15 分）数字惯性滤波器是RC 模拟滤波器数字化， G (s) ? U (s) ? 1/(T f E(s) f s ? 1) ，T =RC f试用一阶向后差分法将其离散化，求G (z)； f f 将该G (z)用直接程序实现法编排实现，写出u(k)表达式，画出实现框图； f 将该算法分成算法I 及算法II，并画出程序流程图。 计算机控制技术（2） 评分标准（参考） 一、填空题（每空 2 分，共 20 分） 精度；2．积分；3．相同； 4．快速性；5．运动平稳性； 6．系统本身特性；外 作用；7．采样、量化、零阶保持器；8． (4 ~ 10)? 二、简答题（每题 6 分，共 30 分） 1． 0．1； 0； 0．1 1 ；9．调理电路； 10． n m ?m i?1 y(i) 3．（1）精度：应高于传感器的精度一个数量级；（2 分） 分辨率：即字长，应根据测试信号的动态范围确定；（2 分） 转换速率：根据系统的频带或信号的变化频率。 （2 分） 4．（1） G(z) ? Z ? 1 ? ? Tz  ， （3 分） ?? s 2 ?? (z ? 1)2 （2） G(z) ? Z ?1? ? Z ?1? ? z ? z ? z 2  ，（3 分） ?? s ?? ?? s ?? (z ? 1) (z ?1) (z ? 1)2 ? ?5． x* (t) ? ? x(k )? (t ? kT ) ? ?[0.5 ? 5sin(3 ? ? 2? k )]? (t ? kT ) ? ?? 0.5? (t ? kT ) 3 k ?0 k ?0 k ?0 （ 若仅写出 x(k ) ? 0.5 ，只能给 3 分） 三、（12 分） 1） K ? 10 ， K ? 1/ K ? 0.1 ； （4 分） v 2）? ? 10 ； c 3） G(s) ? 10 s(Ts ? 1)  ，故?(? c