计算机控制系统试卷五答案.doc
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计算机控制系统试卷五答案
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成绩：
一、简答题（每小题4分，共40分）
1.简述采样定理的基本内容。
答：
采样定理:
如果连续信号具有有限频谱，其最高频率为,则对进行周期采样且采样角频率时，连续信号可以由采样信号唯一确定，亦即可以从无失真地恢复。
2.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｜zi｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。
3.脉冲响应不变法的基本思想是什么？
答：
脉冲响应不变法的基本思想是：
离散近似后的数字控制器的脉冲响应gD（kT）是模拟控制器的脉冲响应采样值g（kT）的T倍。
4.写出增量型PID的差分控制算式。
答：
增量型PID控制算式可以写为
5.如何消除比例和微分饱和现象？
答：
“积分补偿法”。
其中心思想是将那些因饱和而未能执行的增量信息积累起来，一旦有可能再补充执行。
这样，动态过程也得到了加速。
即，一旦超限，则多余的未执行的控制增量将存储在累加器中；当控制量脱离了饱和区，则累加器中的量将全部或部分地加到计算出的控制增量上，以补充由于限制而未能执行的控制。
6.给出线性定常离散系统的能控性定义。
答：
对于n阶线性定常离散系统；，若存在有限个输入向量序列能将某个初始状态在第l步控制到零状态，即，则称此状态是能控的。
若系统的所有状态都是能控的，则称此系统是状态完全能控的，或简称系统是能控的。
7.给出线性定常离散系统的能观性定义。
答：
若系统若已知输入序列和有限个采样瞬间测量到的输出序列，即，可以唯一地确定出系统的任意初始状态，则称系统是状态能观测的，或简称能观测。
8.简述计算机网络的功能及特点。
答：
（1）数据信息的快速传输和处理，以实现实时管理和实时监控。
（2）可共享计算机系统资源。
（3）提高了计算机的可靠性。
（4）能均衡负载、互相协作。
（5）能进行分布处理。
在计算机网络中，可根据具体要求选择网内最合适的资源来处理。
（6）计算机网络的智能化，提高了网络的性能和综合的多功能服务，并能更加合理地进行应用，以提高综合信息服务的水平。
9.基于Internet网络的控制在控制领域的应用中有着怎样的优势？
答：
基于Internet网络的控制在控制领域的应用中有着如下优势：
（1）能够远程遥监测、控制被控对象的特性和行为、
（2）能使世界各地的专家足不出户、协同作业对被控对象进行控制。
（3）从商业角度来说，由于员工的地理可分散性，大大提高了企业或公司的经营效率，从而降低了企业或公司的经营成本。
10.为提高计算机控制系统的可靠性，通常采取的措施有哪些？
答：
为提高计算机控制系统的可靠性，通常采取以下几种措施：
（1）提高元器件和设备的可靠性。
（2）采取抗干扰措施，提高系统对环境的适应能力。
（3）采用可靠性设计技术。
（4）采用故障诊断技术。
二、已知，求。
（10分）
解：
三、已知系统框图如下所示：
T=1s（10分）
T
y（t）
r（t）
-—
判别系统稳定性。
解：
系统开环传递函数为
系统闭环特征方程
采用双线性变换得w平面特征方程为
建立劳斯表
w22.1040.632
w11.264
w00.632
由劳斯判据可知系统稳定。
四、用后向差分法求下列模拟滤波器D（s）的等效数字滤波器，并给出差分递推算式，设T=1s,（10分）
解：
使用后项差分离散化方法，令，则
可得其差分递推算式为
五、已知广义被控对象:
给定T=1s（20分）
针对单位阶跃输入设计最小拍无纹波控制系统,并画出系统的输出波形图。
解：
广义对象脉冲传递函数为
可以看出，G（z）的零点为-0.718（单位圆内）、极点为1（单位圆上）、0.368（单位圆内），故w=0,v=0（单位圆上除外）,m=1。
针对阶跃输入进行设计，故p=1。
于是可设
解得。
闭环脉冲传递函数为
则
（图略）
六、采用逐点比较法插补直线OP，起点坐标O（0，0），终点坐标P（5，-4），要求以表格形式给出插补计算过程，并画出插补运动轨迹。
（10分）
解：
插补运算过程如下
步数
误差判别
坐标进给
误差计算
终点判别
初始化
F=0
∑=5+4=9
1
F=0
+x
F=F-yp=-4
∑=∑-1=8
2
F<0
-y
F=F+xp=1
∑=∑-1=7
3
F>0
+x
F=F-yp=-3
∑=∑-1=6
4
F<0
-y
F=F+xp=2
∑=∑-1=5
5
F>0
+x
F=F-yp=-2
∑=∑-1=4
6
F<0
-y
F=F+xp=3
∑=∑-1=3
7
F>0
+x
F=F-yp=-1
∑=∑-1=2
8
F<0
-y
F=F+xp=4
∑=∑-1=1
9
F>0
+x
F=F-yp=0
∑=∑-1=0End
（图略）
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