计算机控制技术试题(2)一、填空题（每空2分，共20分）1．闭环控制系统是使被控量有较高的精度。2．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。3．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4、按照微机的应用方式，计算机控制系统可分为：操作指导控制系统直接数字控制系统，监督计算机控制系统，分级计算机控制系统。5．系统的稳态误差与系统本身的结构和参数有关，而且与输入序列和幅值有关，此外还与采样周期的选取有关。6．在计算机控制系统中存在有五种信号形式变换，其中采样，量化，零阶保持器等三种信号变换最重要。二、简答题（每题6分，共30分）1．已知闭环系统如图1所示，N(s)R(s)101C(s)_ss1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）答案0．1；0；0．12．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。x(t)c(t)CBttoo答案224．已知如下两种串联环节，试写出其输出与输入之间的传递函数G(z)。（已知Z[1/s]=z(z1)G(z）Z[1/s2]=Tz/(z-1)2）TT1/s1/sc*(t)r(t)TT1/sc*(t)1/sr(t)G(z）1Tz答案G(z)Zs2(z1)211zzz2（2）G(z)ZZ，ss(z1)(z1)(z1)25．已知x(t)=(0.5+5sin3t)采样周期T=2/3，试求采样信号x*(t)。2答案x*(t)x(k)(tkT)[0.55sin(3k)](tkT)0.5(tkT)3k0k0k0五、（13分）若已知计算机控制系统结构如图6所示c*(t)r(t)TT1KZOHc(t)s1T=1秒1）试确定使系统稳定的K的范围；2）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。3）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)]1esT110.632K答案1）G(z)KZK(1z1)Z，（3ss1s(s1)(z0.368)分）(z)1G(z)z0.3680.632K0要求：|z||0.3680.632K|1(0.3680.632K)1，K2.16(0.3680.632K)1，K1取K0（由于系统均为负反馈），所以0K2.16（5分）2）该系统为一阶系统，K0均稳定；3）表明系统变为采样系统后系统的稳定性降低。六、（15分）数字惯性滤波器是RC模拟滤波器数字化，U(s)G(s)1/(Ts1)，T=RCfE(s)ff1）试用一阶向后差分法将其离散化，求G(z)；f2）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f图；3）将该算法分成算法I及算法II11TT1）G(z)fTs11111z11zT(1z)T(TT)TzfsT1fffTfTT/(TT)1Te(k)u(k)f，1TT1Tz11fz1(TT)z1f（3分）TTTfTTf采样e(k)2）u(k)Tu(k1)(1T)e(k)，（2分）算法I3）I：u(k)(1T)e(k)u1D/A输出（2分）II：uTu(k1)（3分）1u(k)u(k1)算法II3、什么是带有不灵敏区的PID控制，有何工程意义？（5分）返回答：带有不灵敏区的PID控制，即人为设置控制不灵敏区e0，当偏差│e(k)│＜│e0│时，△u（k）取0，控制器输出保持不变。当偏差│e(k)│≥│e0│时，△u（k）以PID规律参与控制。在计算机控制系统中，某些系统为了避免控制动作过于频繁，消除由于频繁动作所引起的系统振荡和设备磨损。在一些精度要求不太高的场合，可以采用带有不灵敏区的PID控制。（定义正确3分，工程意义正确2分）1.根据香农定律（采样定律），采样频率应满足T<π/ωmax(式中ωmax为系统信号最高角频率)。（V)2