計算機(jī)控制技術(shù)復(fù)習(xí)提綱

1、計算機(jī)控制技術(shù)復(fù)習(xí)提綱試卷分值分配：簡答：30分 5*6分=30分 計算題：70分 4*10分+2*15分=70分一、簡答題1、畫出典型計算機(jī)控制系統(tǒng)的基本框圖。答：典型計算機(jī)控制系統(tǒng)的基本框圖如下： 2、根據(jù)采樣過程的特點，可以將采樣分為哪幾種類型？答：根據(jù)采樣過程的特點，可以將采樣分為以下幾種類型。(1) 周期采樣 指相鄰兩次采樣的時間間隔相等，也稱為普通采樣。(2) 同步采樣如果一個系統(tǒng)中有多個采樣開關(guān)，它們的采樣周期相同且同時進(jìn)行采樣，則稱為同步采樣。(3) 非同步采樣如果一個系統(tǒng)中有多個采樣開關(guān)，它們的采樣周期相同但不同時開閉，則稱為非同步采樣。(4) 多速采樣如果一個系統(tǒng)中有多個采

2、樣開關(guān)，每個采樣開關(guān)都是周期采樣的，但它們的采樣周期不相同，則稱多速采樣。(5) 隨機(jī)采樣若相鄰兩次采樣的時間間隔不相等，則稱為隨機(jī)采樣。3、什么是振鈴現(xiàn)象？如何消除振鈴現(xiàn)象？答：所謂振鈴(Ringing)現(xiàn)象，是指數(shù)字控制器的輸出以二分之一采樣頻率大幅度衰減的振蕩。有兩種方法可用來消除振鈴現(xiàn)象。第一種方法是先找出D(z)中引起振鈴現(xiàn)象的因子(z=-1附近的極點)，然后令其中的z=1，根據(jù)終值定理，這樣處理不影響輸出量的穩(wěn)態(tài)值。第二種方法是從保證閉環(huán)系統(tǒng)的特性出發(fā)，選擇合適的采樣周期T及系統(tǒng)閉環(huán)時間常數(shù)Tc，使得數(shù)字控制器的輸出避免產(chǎn)生強(qiáng)烈的振鈴現(xiàn)象。4、簡述計算機(jī)控制系統(tǒng)的一般控制過程。答：

3、(1) 數(shù)據(jù)采集及處理，即對被控對象的被控參數(shù)進(jìn)行實時檢測，并輸給計算機(jī)進(jìn)行處理。 (2) 實時控制，即按已設(shè)計的控制規(guī)律計算出控制量，實時向執(zhí)行器發(fā)出控制信號。5、簡述典型的計算機(jī)控制系統(tǒng)中所包含的信號形式。答：(1) 連續(xù)信號連續(xù)信號是在整個時間范圍均有定義的信號，它的幅值可以是連續(xù)的、也可以是斷續(xù)的。(2) 模擬信號模擬信號是在整個時間范圍均有定義的信號，它的幅值在某一時間范圍內(nèi)是連續(xù)的。模擬信號是連續(xù)信號的一個子集，在大多數(shù)場合與很多文獻(xiàn)中，將二者等同起來，均指模擬信號。(3) 離散信號離散信號是僅在各個離散時間瞬時上有定義的信號。(4) 采樣信號采樣信號是離散信號的子集，在時間上是離

4、散的、而幅值上是連續(xù)的。在很多場合中，我們提及離散信號就是指采樣信號。(5) 數(shù)字信號數(shù)字信號是幅值整量化的離散信號，它在時間上和幅值上均是離散的。6、增量型PID控制算式具有哪些優(yōu)點？答：(1)計算機(jī)只輸出控制增量，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，因而誤動作影響小；(2)在i時刻的輸出ui，只需用到此時刻的偏差，以及前一時刻，前兩時刻的偏差ei-1，ei-2和前一次的輸出值ui-1，這大大節(jié)約了內(nèi)存和計算時間；(3)在進(jìn)行手動-自動切換時，控制量沖擊小，能夠較平滑地過渡。7、 寫出零階保持器的傳遞函數(shù)，引入零階保持器對系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的極點有何影響？答：零階保持器的傳遞函數(shù)為。零階保持器的引入并不

5、影響開環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)的極點。8、 如何消除積分飽和現(xiàn)象？答：減小積分飽和的關(guān)鍵在于不能使積分項累積過大。因此當(dāng)偏差大于某個規(guī)定的門限值時，刪除積分作用，PID控制器相當(dāng)于一個PD調(diào)節(jié)器，既可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)又可以消除積分飽和現(xiàn)象，不致使系統(tǒng)產(chǎn)生過大的超調(diào)和振蕩。只有當(dāng)誤差e在門限之內(nèi)時，加入積分控制，相當(dāng)于PID控制器，則可消除靜差，提高控制精度=二、已知系統(tǒng)的差分方程，求輸出脈沖序列。參考類型題：已知系統(tǒng)的差分方程為，輸入信號是，初始條件為，試寫出輸出脈沖序列。解：，=三、已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣，求脈沖傳遞函數(shù)，即進(jìn)行Z變換。參考類型題：已知 求 解：=四、運(yùn)用后向差分法求模擬濾波器的等效數(shù)字濾波器，并給出差分遞推算式。參考類型題：運(yùn)用后向差分法求下列模擬濾波器D(s)的等效數(shù)字濾波器，并給出差分遞推算式，設(shè)T=1s, 。 解：使用后項差分離散化方法，令，則，可得其差分遞推算式為（具體展開過程寫詳細(xì)）=五、采用逐點比較法插補(bǔ)直線，要求以表格形式給出插補(bǔ)計算過程，并畫出插補(bǔ)運(yùn)動軌跡。參考類型題：作業(yè)題。=六、已知廣義被控對象，給定T，針對單位階躍輸入設(shè)計最小拍無紋波控制系統(tǒng)。參考類型題：作業(yè)題。=七、已知廣義被控對象的傳遞函數(shù)，周期T已知。期望的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)中的時間常數(shù)為Tc，應(yīng)用大林算法確定數(shù)字控制器。參考類型題