計算機控制技術(shù)階段性作業(yè)

1、中國地質(zhì)大學(武漢)遠程與繼續(xù)教育學院 計算機控制技術(shù) 課程作業(yè)1（共 3 次作業(yè)）學習層次：專升本 涉及章節(jié)：第1章 第2章1、繪制計算機控制系統(tǒng)基本框圖，簡述在計算機控制系統(tǒng)中，計算機的作用? 2、什么叫采樣保持器？推導零階保持器的傳遞函數(shù)。為什么閉環(huán)控制系統(tǒng)一般均采用零階保持器而不用高階保持器？3、比較開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，說明其優(yōu)缺點？4、試求下列函數(shù)的z變換 5、試確定下列函數(shù)的終值6、試分別用部分分式法、長除法和留數(shù)法求下列函數(shù)的z反變換。7、試用z變換法求解下列差分方程： 8、設(shè)開環(huán)離散系統(tǒng)如題8圖所示，試求開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)。題8圖9、試求下列閉環(huán)離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)或

2、輸出變換。 10、試求下列閉環(huán)離散系統(tǒng)的輸出變換。題10圖參考答案1、答：計算機控制的基本框圖如圖所示給定值控制器執(zhí)行器傳感器被控對象變送器被控參數(shù)D/A轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換計算機計算機的作用主要有三個方面： 信息處理，對于復雜的控制系統(tǒng)，輸入信號和根據(jù)控制規(guī)律的要求實現(xiàn)的輸出偏差信號的計算工作量很大，采用模擬解算裝置不能滿足精度要求，因而需要采用計算機進行處理；用計算機的軟件程序?qū)崿F(xiàn)對控制系統(tǒng)的校正以保證控制系統(tǒng)具有所要求的動態(tài)特性；由于計算機具有快速完成復雜的工程計算的能力，因而可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的最優(yōu)控制、自適應控制等高級控制功能及多功能計算調(diào)節(jié)。2、答：（1）將數(shù)字信號序列恢復成連續(xù)信號的裝置叫

3、采樣保持器。h(t)0 T t（2）零階保持器將前一個采樣時刻的采樣值f(kT)恒定地保持到下一個采樣時刻(k+1)T。也就是說在區(qū)間 kT，(k+1)T 內(nèi)零價保持器的輸出為常數(shù)。其表達式為f(t) f(kT) kTt(k+1)T可以認為零階保持器在d(t)作用下的脈沖響應h(t)，如圖所示。而h(t)又可以看成單位階躍函數(shù)1(t)與1(t-T)的迭加，h(t)=1(t)-1(t-T)。其拉氏變換，即零階保持器的傳遞函數(shù)為：（3）閉環(huán)控制系統(tǒng)一般均采用零階保持器而不用高階保持器的原因：與一階保持器及高階保持器相比，零階保持的具有最小的相位滯后；零階保持的實現(xiàn)簡單，高階保持器表達式復雜，實現(xiàn)起

4、來更復雜。3、答：（1）閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖（a）所示：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，工作穩(wěn)定，當輸入信號和擾動能預先知道時，控制效果較好。缺點：不能自動修正被控制量的偏離，系統(tǒng)的元件參數(shù)變化以及外來的未知擾動對控制精度影響較大。（2）開環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖（b）所示： 優(yōu)點：具有自動修正被控制量出現(xiàn)偏離的能力，可以修正元件參數(shù)變化以及外界擾動引起的誤差，控制精度高。 缺點：被控量可能出現(xiàn)振蕩，甚至發(fā)散。 4、解 （1）（2）由位移定理： （3） （4） 5、（1）解：（2）解：6、解：（1）部分分式法 長除法： 留數(shù)法（2） 部分分式法 長除法： 留數(shù)法 7、（1）解：令，代入原方程可得：。對差分方程兩端取變換，整理得解：對差分方程兩端取變換，整理得解：對差分方程兩