计算机控制复习
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（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)(Z D 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。 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些方面？
25、写出位置式PID 和增量式PID 控制算法的表达式。 26、为什么在实际应用中不采用理想PID 控制？ 27、什么是前馈控制？
28、在大林算法中，什么是振铃现象？ 29、计算机控制系统有哪些过程通道？
30、在计算机控制系统中，采样周期的选择受哪些因素影响？
31、计算机控制系统由哪几部分组成？计算机在计算机控制系统中的主要任务是什么？ 32、什么是采样定理？采样周期是越小越好吗？为什么？
33、什么是不完全微分（实际微分）？为什么在实际PID 控制系统中多采用实际微分？
34、画出工程实现上的数字PID 控制模块框图，并说明偏差处理模块都可以实现哪些主要功能？ 35、计算机控制系统的设计原则主要有哪些？
36、画出前馈-反馈控制系统框图，并说明前馈-反馈控制系统的主要优点？ 37、简述W 变换法的设计步骤。
38、简述过程输入通道和过程输出通道的作用。 39、试说明计算机控制系统干扰的主要来源。
40、简要说明积分分离PID 算法和抗积分饱和PID 算法主要解决了理想PID 控制器在实际应用中的哪些问题？
二、判断题、选择题、填空题
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i 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。（ ） 14、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。（ ） 24、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。（ ）
26、计算机控制系统的控制过程可以归结为实时数据采集、实时决策和实时控制三个步骤。（ ） 27、一般来说，在硬件系统确定后，计算机控制系统的性能主要取决于软件的设计。（ ） 28、过程输出通道把被控对象的被控参数转换成计算机可以接受的数字代码。（ ） 29、大林算法是一种针对纯滞后被控对象的直接设计法。（ ）
30、在工程应用实践中，可根据系统被控对象的惯性大小和加在该对象上的预期干扰程度和性质来选择采样周期。（ ）
31、Z 变换是从拉氏变换直接引申出来的一种变换方法，实际上是采样函数的拉氏变换的变形。（ ） 32、离散系统闭环Z 传递函数的全部极点必须在Z 平面中的单位圆内时，系统是稳定的。（ ） 33、采用试凑法进行参数整定数字PID 控制器时，对参数的调整步骤可为先比例后积分再微分的整定步骤。（ ）
34、前馈控制是一种直接根据偏差进行校正的控制方式。（ ）
1、计算机控制系统按功能可分为计算机操作指导控制系统、 、 、 和集散控制系统。
2、模拟控制器的离散化方法一般有冲激响应不变法、 、 、 和零极点匹配设计法等。
3、设计D/A 转换器应考虑 、 、 和 等性能指标。
4、典型串级控制系统框图如下，请写出各部分名称。
5、上题中关于（4）的描述不正确的是（ ） A.“细调”的作用；B.应包含尽可能多的干扰；C.串级控制系统中可以有多个；
6、采样周期应（ ）对象的时间常数。 A. 小于； B.大于； C.等于；
7、在最少拍控制系统中设计数字控制器时必须考虑的两方面问题是（ ） A. 可控性和可观测性； B. 可控性和稳定性； C. 物理可实现性和稳定性；
8、在实际工作中，如果对象的主要干扰频繁且又剧烈，而生产过程对被控参数的控制精度要求又很高，适宜采用（ ）
A. Smith 预估控制；
B.单回路控制；
C. 前馈-串级控制； 9、已知被控对象传递函数为)
1(5
)(0+=
s s s G ，采样周期s T 1=，适宜采用（ ）方法设计控制器。
A. 模拟化设计；
B. 离散化设计；
C. 两种方法均可； 10、上题中，如果采样周期s T 1.0=，适宜采用（ ）方法设计控制器。
A. 超前校正；
B. 滞后校正；
C.两种方法均可；
三、计算题
1、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1()TS
e G s s
--=
，采样周期
0.1T s =。（1）01
()(0.11)
G s s s =+；（2）0.20()2s e G s s -=+。
2、求下列)(s G 相应的Z 传递函数。
（1）)2(6)(+=s s s G ；（2）)3)(1(2)(+++=s s s s G ；（3）)11.0(2)(+=s s s G ；（4）)
15.0(1)(+-=-s s e s G Ts
3、控制系统如图所示，
)(=k
s G ，T=0.25s ，试用Routh 准则确定使系统稳定的k 值范围。
4、已知某控制系统的模拟控制器传递函数为2)
()8
D s s =
+，采样周期为0.1T s =，使用一阶后向
差分法和双线性变换法将()D s 离散化为()D z 。 5、已知系统的校正装置为PID 控制器，即1
()(1)p d i D s K T s T s
=
+
+，其中，3p K =，0.5i T =，2d T =，采样周期0.1T s =，试求其位置式和增量式数字PID 控制表达式。
6、求解差分方程()5(1)()y k y k u k +-=，设输入()1()u t t =，且当0k <时，()0y k =。
7、)()2(4.0)1(3.1)(k u k y k y k y =-+-+, 设)(k u 为单位阶跃函数，零初始条件，（1）求系统的Z 传递函数；（2）判断系统的稳定性。
8、已知模拟PID 控制器算式为])
()(1)([)(0dt
t de T dt t e T t e K t u d t i p ++=?，试推导位置式数字PID 控制算式。
9、已知模拟PID 调节器的传递函数s
s s D 05.02.01)(+=
，s T 1=。 (1)写出其对应的数字PID 位置表达式
和增量表达式；(2)按照标准数字PID 调节器形式写出p K 、i T 的值；(3)说明p K 和i T 对系统性能的影响。 四、实现题
设数字控制器21
() 1.70.72
z D z z 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。
五、设计题
1、前馈反馈控制系统如图所示，回答下列问题： 1）如系统输入为R(s)，扰动为F(s)，写出系统输出Y(s)
2）写出前馈完全补偿条件。 3）写出前馈-反馈控制的优点。
2、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
)
368.01)(1()718.01(84.1)(11----+=
z z z z z G 。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。
3、离散后的广义对象Z 传递函数为11
11
1.1353(10.5233)()(1)(10.1353)
Z Z G Z Z Z ----+=-- ，采样周期0.2T
s =，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）
4、如图所示系统，如果)
0183.01)(135.01)(1()14.11)(045.01(76.0)(1111
11---------++=z z z z z z z G ，试根据任意广义对象最少拍设计准则求
出控制器D(z)。
5、下图为存在扰动作用下的控制系统，（1）写出输入()r t 和扰动
()f t 作用所引起的输出响应()r y z 和
()f y z 的表达式；（2）写出系统输出对扰动的闭环Z 传递函数()f W 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、下图是针对大滞后对象的史密斯预估方案，说明史密斯算法的控制目标并推导)(s D B 的传递函数？（5分）
计算机控制技术复习题
第1章 绪论 1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入 (2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将 要采取的控制策略。 (3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2 . 计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 （2）方块图如下图1.1所示： 工业计算机 PIO 设备 生产过程 图1.1 计算机控制系统的组成框图 作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件 包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基 础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序； ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计 算机控制系统中要考虑实时性？ （1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件 做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方 式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联 系并作相应操作的方式。 （2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并 行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查 扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。 CPU/MEM 人-机接口 内部总线 系统支持版 磁盘适合 器 数字量输出（DO ）通道 数字量输入（DI ）通道 模拟量输出（AO ）通道 模拟量输入（AI ）通道 电气开关 电气开关 执行机构 测量变送 被控对象
计算机控制系统试卷四答案
计算机控制系统试卷四答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题3分，共30分） 1.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？ 答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。 2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。 答： 3.什么是信号重构？ 答：把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。 4.写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传 递函数的极点有何影响？ 答：零阶保持器的传递函数为 1e () Ts H s s - - =。零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。 5.阶跃响应不变法的基本思想是什么？ 答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。 6.如何消除积分饱和现象？ 答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。只有当误差e在门限ε之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。 7.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。 答：直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下： (1)根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数() Φz。 (2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z)；根据D(z)编制控制算法程序。
8. 采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什 么？ 答：采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。 9. 说出实施信号隔离的主要方法。 答：信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适用于模拟信号隔离，光电隔离则特别适合数字信号的隔离。 10. 故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？ 答：故障诊断中的状态估计方法的基本思想是：首先重构被控过程的状态，通过与可测变量比较构成残差序列，再构造适当的模型并用统计检验法，从残差序列中把故障诊断出来。因此，这就要求系统可观测或部分可观测，通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。 二、已知系统框图如下所示：T =1s(15分) 试求闭环离散系统的闭环脉冲传递函数，并判别系统的稳定性。 解：广义对象脉冲传递函数为 系统闭环脉冲传递函数为 则闭环系统的特征方程为 由z 域直接判据 ①｜W (0)｜=0.632<1 ②W (1)=1-1+0.632>0 ③W (-1)=1+1+0.632>0 知闭环系统稳定。 三、已知某被控对象的传递函数为(15分) 要求设计成单位反馈计算机控制系统，结构如下图所示。采样周期为T ＝1s 。要求闭环特征根为0.4和0.6。试求数字控制器。 解：广义对象脉冲传递函数为 根据要求设定闭环脉冲传递函数为 r (t ) y (t ) -T
计算机控制技术复习题
一、填空 1.计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表。 2.计算机监督系统SCC的作用是：按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机。 3.闭环控制系统是指输出量经反馈环节回到输入端，对控制产生影响。 4.多路开关的作用是完成模拟量的切换。 5..采用ADC0809构成模拟量输入通道，ADC0809在其中起模拟量到数字量的转换和多路开关的作用。 7.ADC0809中EOC呈高电平，可以向CPU申请中断，说明转换已经结束，EOC 呈低电平，说明处于转换过程中。 8.当D/A转换器的位数多于处理器的位数时，需要两级数据缓存，数据分批传送，输入的所有数字位必须同时进行转换。 9.防止抖动是能否正确读取键值得必要环节，实现方法是可以用硬件电路或软件程序实现。 10.采用共阴极LED多位数码管显示时，位选信号为低电平，段选信号为高电平。 11.在LED多位数码管显示电路中，段选模型决定数码管显示的内容。 12..开关量控制系统中，常设有光电隔离器，起耦合、隔离和开关的作用。 14.小功率直流电机控制系统中，改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向。 15..RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑1的电平是-3V以下。 18..采用全双工通信方式，数据传输的方向性结构为可以在两个方向上同时传输。 20.半双工可以在两个方向上传输，但不能同时传输。 21.采用异步传输方式，设数据位为7位，1位校验位，1位停止位，则其通信效率为70%. 22.在工业过程控制系统中采集的数据常掺杂有干扰信号，可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路来提高信/噪比。 23.标度变换就是把数字量转换成人们熟悉的十进制工程量。 24.使A/D转换器满量程信号达到均一化的含义是任何情况下A/D转换器的输入最大值都为满量程。 25.比例调节的强弱可调，作用比较强，几乎贯穿整个调节过程。 26.在计算机控制系统中，T的确定十分重要，原因是T太小，系统精度不够。 27.一般而言，纯微分控制不使用，因为微分作用仅出现在偏差变化的过程中。 28.PID调节可根据实际情况调整结构，但不能采用ID调节。 29.PI调节系统，I作用随时间的增长而加强，只要时间足够长，静差一定会消除。 30.引起调节的根本原因是偏差，偏差的正、负决定调节作用的方向；偏差的大、小决定调节作用的强弱；偏差为零，调节作用为零。 二、选择题 1. 下面关于微型计算机控制技术的叙述，正确的是（D）。 A．微型计算机控制技术只能用于单片机系统 B．任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术 C．微型计算机控制技术不能用于自动化仪表 D．微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表 2. 计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B）。 A．接受测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B．按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 D． SCC计算机与控制无关 3．关于现场总线控制系统，下面的说法中，不正确的是（C）。 A．省去了DCS 中的控制站和现场仪表环节 B．采用纯数字化信息传输 C．只有同一家的FCS 产品才能组成系统 D．FCS强调“互联”和“互操作性 4.闭环控制系统是指（B）。A．系统中各生产环首尾相接形成一个环 B．输出量经反馈环节回到输入端，对空置产生影响 C．系统的输出量供显示和打印 D．控制量只与控制算法和给定值相关 5．下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是（D）。 A．PLC B．PLD C．GAL D．FPGA 6.多路开关的作用（A）。 A．完成模拟量的切换 B．完成数字量的切换 C．完成模拟量与数字量的切换 D．完成模拟量和数字量的切换 6.A/D转换器的VREF（-）VREF（+）分别接-5V和+5V，说明它的（A）。A．输入为双极性，范围是-5V至+5V B．输入为双极性，范围是-10V至+10V C．输出为双极性，范围是-FFH至+FFH D．输入为单极性，范围是0至+5V 7.在LED多位数码管显示电路中，（B） A．位选模型决定数码管显示的内容 B．段选模型决定数码管显示的内容 C．段选模型决定哪位数码管显示 D．不需要位选模型 8.无论动态显示还是静态显示都需要进行译码，即将（D） A．十进制数译成二进制数 B．十进制数译成十六进制数 C．十进制数译成ASCII码 D．十进制数译成7段显示码 9.在计算机交流电机控制系统中，需要解决的问题是（D） A．将交流变成只留后并放大 B．将直流变成交流后并放大 C．设单向开关，使直流电通过并放大 D．设双向开关，使交流电通过并放大 10.开关量控制系统中，常设有光电隔离器，下面的描述中错误的是（A） A．将被控系统与微型机控制控制系统间完全断开，以防CPU受到强电的冲击 B．将被控系统与微型计算机控制系统通过光电效应连接成系统，实现控制。 C．控制信号到位时被控电路接通，否则电路切断，起开关作用 D．耦合、隔离和开关11.小功率直流电机控制系统中，正确的做法是（B） A．改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向 B．改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向 C．在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向 D．在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向 12.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑1的电平是（C） A．0.3V以下 B．0.7V 以下 C．-3V以下 D．+3V以上 13．主计算机与通信处理机通过RS-232C电缆相接，两台设备的最大距离为（C）时，适合用近距离电缆连接 A．5米 B．10米 C．15米 D．20米 14.采用全双工通信方式，数据传输的方向性结构为（A） A．可以在两个方向上同时传输 B．只能在一个方向上传输 C．可以在两个方向上传输，但不能同时进行 D．以上均不对 15.下列关于半双工的叙述中，正确的是（C） A．只能在一个方向上传输 B．可以在两个方向上同时传输 C．可以在两个方向上传输，但不能同时传输 D．以上均不对 16.RS-232C的电气特性规定使用（D） A．TTL电平 B．CMOS电平 C．正逻辑电平 D．负逻辑电平 17.采用异步传输方式，设数据位为7位，1位校验位，1位停止位，则其通信效率为（B） A．30% B．70% C．80% D．20% 18.在工业过程控制系统中采集的数据常掺杂有干扰信号，（D）来提高信/噪比A．只能通过模拟滤波器 B．只能通过数字滤波器 C．可以通过数字滤波程序或模拟滤波电路 D．可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 19.若模拟量微机控制系统的采样部分选用数字表，则（B） A．微机直接接收数字量，无须在进行滤波 B．微机直接接受数字量，仍需进行滤波 C．须将数字表的输出先转换成模拟量，再送入微机处理 D．无论数字量还是模拟量微机都能接收，但需要进行滤波
计算机控制技术复习大作业及答案
2014年上学期《计算机控制技术》复习大作业及参考答案========================================================== 一、选择题（共20题） 1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ A ）转换。 A．A/D转换器B．双向可控硅 C．D/A转换器D．光电隔离器 2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ D ）器件完成控制量的切换工作。 A．锁存器锁存B．多路开关 C．A/D转换器转换D．反多路开关 3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值（ A ）。 A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值 4. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（ B ）。 A．阳极B．阴极 C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极 5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（B ）实现的。 A．改变定子的通电方向和通电占空比 B．改变转子的通电方向和通电占空比 C．改变定子的通电电压幅值 D．改变转子的通电电压幅值 6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B） A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 D．SCC计算机与控制无关 7. 键盘锁定技术可以通过（C）实现。 A．设置标志位 B．控制键值锁存器的选通信号 C．A和B都行 D．定时读键值 8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C）。 A．0．3 伏以下B．0．7伏以上 C．-3伏以下D．+3伏以上 9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（D）提高信/躁比。 A．只能通过模拟滤波电路 B.只能通过数字滤波程序 C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（B ）。 A．步进电机可以直接接受数字量 B．步进电机可以直接接受模拟量 C．步进电机可实现转角和直线定位 D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动
计算机控制技术题目含复习资料
《计算机控制技术》复习资料 一、填空题 1、计算机控制是自动控制发展中的（高级）阶段，是自动控制的（重要分支）。 2、计算机在信息处理、（逻辑分析）、决策判断、（输入输出）管理等各个方面显示出 突出的优点。 3、计算机控制系统利用计算机的（硬件）和（软件）代替自动控制系统的控制器。 4、自动控制是指在（没有人）直接参与的前提下，应用（控制装置）自动地、有目 的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。 5、在控制系统中如果给定值是（恒定不变）的，则此系统称为（定值）控制系统。 6、若系统控制（变量）的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（程序） 控制系统。 7、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号（决定） 着系统输出量的变化；而扰动则（破坏）给定信号对系统输出量的控制。 8、计算机控制过程是在（外部）作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个 （平衡或稳定）状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。 9、自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是（收敛）的，对应的系统运行是稳 定的；另一种是（发散）的，对应的系统是不稳定的。 10、在计算机控制系统中为了达到控制目标，可以采用（模拟）化设计方法和（离散） 化设计方法来设计控制器。 11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准（总线）技术和开放式( 体系)结构的计算机。 12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：（数据）总线、( 地址)总线、控制总线、电源总线。 13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他（智能）设备之间进行( 通信)的连线。 14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗（电磁）干扰、防震、防潮、( 耐高温)等性能。 15、可编程序控制器是（继电器）逻辑控制系统与( 微型)计算机技术相结合的产物。 16、大多数PLC采用继电控制形式的（梯形图）编程方式，继承了传统(控制)线路的 清晰直观容易掌握。 17、整体式的（PLC）把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成)在一个小箱体内构成一台完整的PLC。 18、开关量的逻辑控制是PLC最（基本）的应用领域，可用于单机控制，也可用于( 多级)群控。 19、PLC通过A/D和D/A转换（模块），从而实现对温度、压力、流量等参数的( 闭环)控制。 20、鲁棒控制是在设计中设法使系统对模型的变化（不敏感），在模型误差( 扰动)下
计算机控制系统测试题
计算机控制系统试题 一、选择题（只有一个正确答案，每题2分，共40分） 1．劳斯稳定判据在离散系统中主要解决的是（ C ）。 A、S平面中系统的稳定性； B、Z平面中系统的稳定性； C、三阶以上特征方程稳定判据。 2．某系统的Z传递函数为 0.5(0.5) () ( 1.2)(0.5) z G z z z + = +- ，可知该系统是（B）。 A、稳定的； B、不稳定的；C 临界稳定的。 3、脉冲传递函数是表征（B）。 A、控制系统传递函数； B、计算机控制系统传递函数、 C、脉冲输入的传递函数。 4、有关PID控制算法，以下说法不正确的是（C） A、当系统有阶跃信号输入时，微分项剧增，易引起振荡； B、比例调节几乎贯穿整个控制过程； C、比例控制可以消除一切静差； D、一般来说，不使用纯微分控制。 5、下面关于标度变换的说法正确的是（C）。 A、标度变换就是把数字量转换成与工程量相关的模拟量； B、标度变换就是把模拟量转换成十进制工程量； C、标度变换就是把数字量转换成人们熟悉的十进制工程量； D、标度变换就是把模拟量转换成数字量。 6. 适用于某些生产过程对控制精度要求不是很高，但希望系统工作平稳，执行机构不要频繁动作的PID算法为（D ）。 A、积分分离PID； B、变速积分PID； C、不完全微分PID； D、带死区的PID。 7、下列计算机控制系统中，属于单闭环控制系统的是（B）。 A、操作指导控制系统； B、直接数字控制系统； C、监督计算机控制系统； D、现场总线控制系统。 8、增量式PID算法解决了位置式PID算法（A）的缺点。 A、计算复杂、手/自切换不便； B、不易实现编程； C、控制准确性差； D、
计算机控制技术期末复习
计算机控制技术复习 （说明：仅供参考） 一、选择题 1.引起调节的原因说法不正确的是（偏差太大，调节失效） 2.Q=20mV时，量化误差为±10mV，在0.99-1.009V范围内的采样值，其量化结果都为（100） 3.某一输入电路，其工模干扰电压U cm=100mV，……CMRR为（20） 4.电子电路接地方式不包括（屏蔽接地） 5.(平均值滤波法 )数字滤波方法适用于周期性干扰。 6.如果模拟信号频率的最高频率为f max，只要按照采样频率为(f≥2f max)采样，信号就能位移复现。 7.一个8位A/D转换器，量化精度为0.01%，孔径时间为3.18μS，如果要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为（50Hz）。 8.软件抗干扰技术包括：（D ） ①数字滤波技术②开关量的软件抗干扰技术③指令冗余技术④软件陷阱 A、①②③ B、②③④ C、①②④ D、①②③④ 9.设加工第一象限直线OA，起点为O（0,0），终点为A（6,3），进行插补计算所需的坐标进给的总步数Nxy为（9） 二、填空题 1.控制系统的设计问题的3个基本要素为模型、指标、容许控制。 2.数控系统由输入装置、输出装置、控制器、插补器4部分组成。 3.数学建模通常有两种不同的方法：分析法、实验法。 4.一个控制系统一般包括：被控对象、检测变送器、执行机构、控制器4大要素。 5.实现插补运算的方法有：逐点比较插补法、数字积分插补法、时间分隔插补法、样条插补法。 6.数字程序控制按伺服系统的类型分为闭环数字程序控制、开环数字程序控制。 7.干扰传播的途径主要有3种：静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合组合。 8.模拟量输出通道一般由接口电路、数/模转换器和电压/电流变换器构成。 9.利用状态空间模型对系统进行描述和分析的方法称为状态空间法。 10.一个控制系统包括被控对象、检测变送器、执行机构、控制器4大要素。 11.数字程序控制按运动控制的特点分为3种方式：点位控制、直线切削控制、轮廓切削控制。 12.数字量I/O模板由PC总线接口逻辑、I/O功能逻辑、I/O电气接口三部分组成。 13.一个完整的中断处理过程应包括：中断请求、中断排队、中断响应、中断处理和中断返回。 14.从工控软件系统的发展历史和现状来看，工控软件应具有一下5大优势：开放性、实时性、网络集成化、人-界面更加友好、多任务和多线程性。 15.系统软件主要有3部分组成：操作系统、语言加工系统、数据管理系统。 16.计算机控制系统包括计算机包括计算机硬件设备、控制软件和计算机和通信网络3部分。
计算机控制系统试题一答案
计算机控制系统试卷一答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。 答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样 指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样 如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样 若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量
振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。 4、采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。 答：LF398的电路原理：放大器A2作为比较器来控制开关K的通断，若IN+的电压高于IN-的电压，则K闭合，由A1、A3组成跟随器，并向C H端外接的保持电容充电；IN+的电压低于IN-的电压时，则K断开，外接电容保持K断开时刻的电压，并经A3组成的跟随器输出至Aout。 5、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 6、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，
计算机控制技术复习大作业与答案
《计算机控制技术》复习大作业及参考答案 ========================================================== 一、选择题（共20题） 1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ A ）转换。 A．A/D转换器B．双向可控硅 C．D/A转换器D．光电隔离器 2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ D ）器件完成控制量的切换工作。 A．锁存器锁存B．多路开关 C．A/D转换器转换D．反多路开关 3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值（ A ）。 A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值 4. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（ B ）。 A．阳极B．阴极 C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极 5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（B ）实现的。 A．改变定子的通电方向和通电占空比 B．改变转子的通电方向和通电占空比 C．改变定子的通电电压幅值 D．改变转子的通电电压幅值 6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B） A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 D．SCC计算机与控制无关 7. 键盘锁定技术可以通过（C）实现。 A．设置标志位 B．控制键值锁存器的选通信号 C．A和B都行 D．定时读键值 8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C）。 A．0．3 伏以下B．0．7伏以上 C．-3伏以下D．+3伏以上 9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（D）提高信/躁比。 A．只能通过模拟滤波电路 B.只能通过数字滤波程序 C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（B ）。 A．步进电机可以直接接受数字量 B．步进电机可以直接接受模拟量 C．步进电机可实现转角和直线定位 D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动
2012计算机控制技术复习题
2012计算机控制技术复习题
计算机控制技术复习题 一、填空题 1、通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为 。 2、弱电控制与强电控制之间常用的隔离方式有变压器隔离、继电器隔离和 等。 3、常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、 。 4、在计算机控制系统中，被测信号有 和 两种输入方式。 5、信号接地方式应采用 方式，而不采用 方式。 6、主要的电源干扰包括 、 、 和 。 7、数字程序控制方式有 、 、 。 8、插补计算过程由 、 、 、 四个步骤组 成。 9、将D(S)离散化为D(Z)常用方法有 、 、 。 10、三相步进机的转子为60个齿，定子为3对磁极，工作在三相六拍方式时， 则步距角是 和齿距角是 。 11、三相步进电机通常有 、 和 工作方式 12、PID 控制中对积分项可采取 、 、 和 四 种改进措施。 13、对微分项进行改进主要有 和 两种 方法。 14、按简易工程法整定PID 参数的方法有 、 和 。 15、最少拍控制算法有 、 和 三种典型输 入信号。 二、选择题 1、已知偏差e （k),积分分离阈值β，以下正确的是（ ） A.当()βk e >时，采用PI 控制 B.当()βk e >时，采用PD 控制 C.当()β≤k e 时，采用PD 控制 D.当()β≤k e 时，采用PI 控制 2、设加工第一象限直线OA ，起点为O （0,0），终点为A （6,3），进行插补计算 所需的坐标进给的总步数N xy 为（ ）
A.7 B.8 C.9 D.10 3、已知离散系统脉冲传递函数为：G （Z ）=（Z+0.5）/(Z-0.5+j0.5)^2,可知该 系统是（ ）。 A.稳定的 B 。不稳定的 C 。中性稳定的 4、若连续系统为Gc(s)稳定，采用一阶向前差分离散化方法离散，所得Gc(z) （ ）。 A.也是稳定的 B 。是不稳定的 C 。稳定性不一定 三、问答题 1、什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？ 2、什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？ 3、什么是长线传输干扰，抑制的方法有哪些？ 4、计算机控制系统的CPU 抗干扰措施常采用哪些措施？ 5、MAX1232的主要功能有哪些？ 6、计算机控制系统中有哪些类型的地线？ 7、何谓数字程序控制？数控系统由哪四大部分组成？ 8、什么是插补器？常用哪两种形式？插补计算的宗旨是什么？ 9、第一象限直线逐点比较法插补的原理是什么？ 10、画出三相步进电机分别在三种工作方式下的电压波形图。 11、数字PID 位置式和增量式算法的各自特点是什么？ 12、数字PID 控制算法中，Kp 、Ti 、Td 的物理调节作用分别是什么？ 13、最少拍控制算法本质上是什么算法，为什么？ 14、最少拍控制算法的局限性是什么？ 15、已知模拟调节器的传递函数为 ()s .s .s D 085011701++= 试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s 。 16、已知模拟调节器的传递函数为 ()s .s .s D 08501701+= 试写出相应数字控制器的位置型PID 算法和增量型PID 控制算式，设采样周 期T=0.2s 。
计算机控制系统试题及答案
计算机控制系统试卷一答案 一、简答题（每小题5分，共50分） 1、画出典型计算机控制系统的基本框图。答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。 答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。 (2)积分调节器：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数T I大，则积分作用弱，反之强。增大T I将减慢消除静差的过程，但可减小超调，提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。 (3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。 4、线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。 5、为什么会出现比例和微分饱和现象？ 答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，其中计算值的多余信息没有执行就遗失了，从而影响控制效果。
计算机控制系统复习题答案 (1)
《计算机控制系统》课程复习题答案 一、知识点：计算机控制系统的基本概念。具体为 了解计算机控制系统与生产自动化的关系；掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性；理解计算机控制系统的分类和发展趋势。 回答题： 1.画出典型计算机控制系统的基本框图； 答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2.简述计算机控制系统的一般控制过程； 答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理； (2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。 3.简述计算机控制系统的组成； 答：计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成，计算机系统又由硬件和软件组成。 4.简述计算机控制系统的特点； 答：计算机控制系统与连续控制系统相比，具有以下特点： ⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 ⑵计算机控制系统修改控制规律，只需修改程序，一般不对硬件电路进行改动，因此具有很大的灵活性和适应性。 ⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 ⑷计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。 ⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。 ⑹采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化。 5.简述计算机控制系统的类型。 答：（1）操作指导控制系统； （2）直接数字控制系统； （3）监督计算机控制系统 （4）分级计算机控制系统 二、知识点：计算机控制系统的硬件基础。具体为 了解计算机控制系统的过程通道与接口；掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用，掌握输入/输出接口电路：并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法，能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。 回答题： 1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。 2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。 3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。 答：W78系列,如W7805、7812、7824等；W79系列，如W7805、7812、7824等 4.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？ 答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。 5.说明隔离电源的基本作用。 答：为了实施隔离技术，隔离电源可以为被隔离的各个部分提供独立的或相互隔离的电源供电，以切断各个部分间的电路联系。 6.什么是采样或采样过程？
《计算机控制技术》复习资料
成考复习资料《计算机控制技术》复习资料1 一、填空题 1、在计算机控制系统几种典型的应用中系统是开环的控制结构，系统是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式，系统能自动的改变给定值，使生产过程达到最优。 2、STD总线是一种规模最小，面向工业控制，设计周密的位系统总线，VME总线是1981年推出的第一代位工业开放标准总线。 3、D/A转换器的转换原理可以归纳为“按权展开，然后相加”，因此D/A转换器内部必须要有一个，以实现按权值分别进行D/A转换。 4、数控系统由输入装置、输出装置、和 4部分组成，其一般步骤是曲线分割、、。 5、PID控制中积分饱和会引起输出超调使系统不稳定，通常改进的方法有法、法和有限偏差法。 6、根据步进电机的结构分析可知，错齿是促使步进电机旋转的根本原因，改变步进电机的可以改变其运行方式；改变，可以控制步进电机的正、反转。 7、达林算法的目标是设计合适的数字控制器D(z)，使整个计算机控制系统等效的闭环传递函数期望为一个和相串联，并期望闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。 8、在连续系统中，表示输入信号和输出信号关系的数学模型用和来描述；在离散系统中，则用、和离散状态空间表达式来描述。 二、简答题 1、过程输入输出通道与主机交换的信息类型有哪些？
2、画出数字量输入/输出通道的结构。 3、什么是共模干扰？抑制共模干扰的措施有哪些？ 4、振铃现象是怎样产生的？它有什么危害？应怎样克服？ 5、简述冗余技术及其分类。
成考复习资料 答案 一、填空题 1、操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统； 2、8、32； 3、解码网络； 4、控制器、插补器、插补计算、折线逼近； 5、遇限削弱积分法、积分分离法； 6、各相的通电方式或脉冲分配、通电顺序； 7、纯滞后环节、一阶惯性环节（顺序可互换）； 8、微分方程、传递函数、差分方程、脉冲传递函数。 二、简答题 1、答：1）数据信息：反映生产现场的参数及状态的信息，包括数字量和模拟量。2）状态信息：又叫应答信息、握手信息，反映过程通道的状态，如准备就绪信号等。 3）控制信息：用来控制过程通道的启动和停止等信息，如三态门的打开和关闭、触发器的启动等。 2、答：数字量输入通道结构如图1所示： 图1 图2 数字量输出通道的结构如图2所示： 3、答：所谓共模干扰是指在A/D转换器两个输入端上公有的干扰电压。抑制共模干扰常用的方法有：（1）利用变压器把现场信号源的地与计算机的地隔离开来，使共模干扰电压由于不成回路而得到有效抑制。（2）利用光电耦合器把各种模拟负载与数字信息源隔离开来，即把“模拟地”和“数字地”断开。（3）采用浮地输入双层屏蔽放大器来抑制共模干扰。 4、答：所谓振铃（Ringing）现象，是指数字控制器的输出u(k)以1/2采样频率（2T采样周期）大幅度上下摆动。振铃现象对系统的输出几乎无影响，但会增加执行机构的磨损，并影响多参数系统的稳定性。消除振铃现象的方法是找出D(z)中引起振铃的因子(z=-1附近的极点)，令其中的z=1。根据终值定理，这
精选-计算机控制技术期末复习试题附答案
第一章计算机控制系统概述 1、计算机控制系统的概念是什么？ 计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。 2、计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。 3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些？ 稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性 4、计算机控制系统的主要特点有哪些？ 各项连续控制系统计算机控制系统 信号形式都是模拟信号模拟信号、数字信号皆有 控制规律实现由模拟电路实现由计算机通过程序实现 控制形式整个过程始终连续控制整个过程始终离散控制 控制器作用一个控制器控制一个回路一个控制器分时控制多个回路 功能强度简单控制具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能 自动化程度自动化程度低便于实现控制与管理的一体化 5、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？ 一、按控制系统的功能及结构特点分类 ①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④计算机分级控制
⑤集散控制系统 DCS ⑥现场总线控制系统FCS 二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID 控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制 第二章 离散控制系统及Z 变换分析法 1、计算机控制系统的信号形式有哪些？ 连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT) 2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的？ 一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。则采样角频率只有满足下面的关系： ωs ≥2ωmax 采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。否则不能从f *(t)中恢复f(t)。其中，ωmax 是最高角频率，ωs 是采样角频率。它与采样频率fs 、采样周期T 的关系为： 3、简述信号的恢复过程。零阶保持器的作用是什么？其传递函数形式是什么？ 零阶保持器作用：将前一个采样时刻的采样值f(kT)恒定地保持到下一个采样时刻(k+1)T 。也就是说在区间[ kT ，(k+1)T ]内零价保持器的输出为常数。 零阶保持器的传递函数 设零阶保持器在(t)作用下的脉冲响应h(t)，而h(t)又可以看成单位阶跃函数1(t)与1(t-T)的迭加即：h(t)=1(t)-1(t-T)。 取拉氏变换，得零阶保持器的传递函数: 4、掌握常用信号的Z 变换 T f s s ππω22= =1()Ts e H s s --=
计算机控制系统复习题及答案
计算机控制系统复习题及答案
《计算机控制系统》课程复习资料 一、简答题： 1.什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？各有什么作用。 2.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述保持器的特点? 4.简述PID 调节器的作用，有哪几种改进型数字PID 算法？ 5.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点? 6.简要说明什么是计算机控制系统？模拟调节器与数字调节器有何区别? 二、分析和计算题： 1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 -2 0.1z Y(z)Gc(z)== 1-0.4z +0.8z R(z) ,其中输入为单 位阶跃信号,求输出y(KT)。 2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 0.53+0.1z Gc(z)=1-0.37z 当输入为单位阶跃信号 时, 求输出y(KT)及y(∞)。 3.用长除法或Z 反变换法或迭代法求闭环系统2 z +0.5Gc(z)=8(z +0.1z -0.12) 的单位阶 跃响应。 4.已知低通数字滤波器0.5266z D(z)= z -0.4734 ,求D （z ）的带宽ωm;并求当输入E(z)为 阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2ms 。 5.设系统如图所示，试求: ①系统的闭环脉冲传递函数。
②判定系统的稳定性。 ③分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。 _ 6.设函数的La 氏变换为2 5F(s)= s (s +4) ，试求它的Z 变换F(z)。 7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输入为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。 8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K 为何值时系统稳定。 9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)= z(z -1)(z -0.7) 问:K 为何值时系统稳定? 10.已知单位反馈系统的广义对象的Z 传递函数为: -1 -1 -1 -1 -1 0.26z (1+2.78z )(1+0.2z ) W1(z)= (1-z )(1-0.286z ) ,试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃 输入时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。 11.已知连续系统的传递函数G(s)=(s+1)/[s(s+2)]试用冲击不变法求其等效的Z 传递函数. 12.已知离散系统的Z 传递函数：22 z 2z 1Y(z) G(z)z 5z 6U(z) ++==++,试求离散系统的状态
计算机控制技术_复习题
计算机控制技术复习 1.典型的工业生产过程分为哪几种？ 答:典型的工业过程分为3种:连续过程,离散过程和批量过程. 2.计算机控制系统的工作步骤分为哪几步？ 答:计算机的工作步骤分为3步:实时数据采集,实时数据决策和实时数据处理. 3.计算机控制技术的工作方式有哪几种？ 答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式. 4.为什么要强调计算机控制中的实时性？ 答:所谓实时性,就是指信号的输入,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性. 5.常用的计算机控制系统主机有哪几种？ 答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器. 6.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括哪两个组成部分。
包括硬件和软件。 7.计算机控制系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？ 主要由硬件和软件两部分组成，硬件包括：主机及操作台、通用外设I/O接口与通道、信号的检测及变送、执行机构、被控对象组成；软件包括：系统软件、应用软件。 8.计算机控制系统中集散控制系统的体系结构分为哪几部分？ 答:计算机控制系统中集散控制系统(DCS)的体系结构分为分散过程控制级,集中操作监控级,综合信息管理级三部分. 9、计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点? (1)连续模拟信号：时间和信号的幅值都是连续的。 (2)阶梯模拟信号：时间是连续的，信号的幅值是阶梯形的。 (3)采样信号：时间是离散的，信号的幅值是连续的脉冲信号。 (4)数字信号：信号的时间以及幅值都是离散的，且幅值经过了量化处理。 10.现场总线控制系统的结构模式分为哪几部分？ 答:现场总线控制系统(FCS)的结构模式为操作站---现场总线智能仪表两层结构.(DCS为操作站-控制站-现场仪表三层结构模式) 11、什么叫输入/输出通道?它是由哪些部分组成的？ 在微型计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道称为输入输出通道。