計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課后習(xí)題詳解答案(DOC)

1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課后習(xí)題詳解答案.(DOC)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課后習(xí)題詳解答案.(DOC)19/19計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課后習(xí)題詳解答案.(DOC)第一章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概括習(xí)題參照答案1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程是如何的?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程可概括為以下三個(gè)步驟：及時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)被控量的剎時(shí)價(jià)進(jìn)行檢測(cè)，并輸入給計(jì)算機(jī)。及時(shí)決議：對(duì)采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律，決定下一步的控制過(guò)程。及時(shí)控制：依據(jù)決議，合時(shí)地對(duì)履行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，達(dá)成控制任務(wù)。及時(shí)、在線方式和離線方式的含義是什么？及時(shí)：所謂“及時(shí)”，是指信號(hào)的輸入、計(jì)算和輸出都是在一準(zhǔn)時(shí)間范圍內(nèi)達(dá)成的，即計(jì)算機(jī)對(duì)輸入信息以

2、足夠快的速度進(jìn)行辦理，并在必定的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)并進(jìn)行控制，高出了這個(gè)時(shí)間就會(huì)失掉控制機(jī)遇，控制也就失掉了意義?！霸诰€”方式：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，假如生產(chǎn)過(guò)程設(shè)施直接與計(jì)算機(jī)連結(jié)，生產(chǎn)過(guò)程直接受計(jì)算機(jī)的控制，就叫做“聯(lián)機(jī)”方式或“在線”方式?！半x線”方式：若生產(chǎn)過(guò)程設(shè)施不直接與計(jì)算機(jī)相連結(jié)，其工作不直接受計(jì)算機(jī)的控制，而是經(jīng)過(guò)中間記錄介質(zhì)，靠人進(jìn)行聯(lián)系并作相應(yīng)操作的方式，則叫做“脫機(jī)”方式或“離線”方式。微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件由哪幾部分構(gòu)成？各部分的作用是什么？由四部分構(gòu)成。主機(jī)：這是微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心，經(jīng)過(guò)接口它能夠向系統(tǒng)的各個(gè)部發(fā)散出各樣命令，同時(shí)對(duì)被控對(duì)象的被控參數(shù)進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)及辦

3、理。主機(jī)的主要功能是控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，按控制規(guī)律進(jìn)行各樣控制運(yùn)算(如調(diào)理規(guī)律運(yùn)算、最優(yōu)化計(jì)算等)和操作，依據(jù)運(yùn)算結(jié)果作出控制決議；對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行督查，使之處于最優(yōu)工作狀態(tài)；對(duì)事故進(jìn)行展望和報(bào)警；編制生產(chǎn)技術(shù)報(bào)告，打印制表等等。圖1.1微機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成框圖(2)輸入輸出通道：這是微機(jī)和生產(chǎn)對(duì)象之間進(jìn)行信息互換的橋梁和紐帶。過(guò)程輸入通道把生產(chǎn)對(duì)象的被控參數(shù)變換成微機(jī)能夠接收的數(shù)字代碼。過(guò)程輸出通道把微機(jī)輸出的控制命令和數(shù)據(jù)，變換成能夠?qū)ιa(chǎn)對(duì)象進(jìn)行控制的信號(hào)。過(guò)程輸入輸出通道包含模擬量輸入輸出通道和數(shù)字量輸入輸出通道。(3)外面設(shè)施：這是實(shí)現(xiàn)微機(jī)和外界進(jìn)行信息互換的設(shè)施，簡(jiǎn)稱外設(shè)，包含人機(jī)聯(lián)系設(shè)施

4、(操作臺(tái))、輸入輸出設(shè)施(磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、鍵盤(pán)、打印機(jī)、顯示終端等)和外存貯器(磁盤(pán))。此中操作臺(tái)應(yīng)具備顯示功能，即依據(jù)操作人員的要求，能馬上顯示所要求的內(nèi)容；還應(yīng)有按鈕，達(dá)成系統(tǒng)的啟、停等功能；操作臺(tái)還要保證即使操作錯(cuò)誤也不會(huì)造成惡劣結(jié)果，即應(yīng)有保護(hù)功能。檢測(cè)與履行機(jī)構(gòu)1a.丈量變送單元：在微機(jī)控制系統(tǒng)中，為了采集和丈量各樣參數(shù)，采納了各樣檢測(cè)元件及變送器，其主要功能是將被檢測(cè)參數(shù)的非電量變換成電量，比方熱電偶把溫度變換成mV信號(hào)；壓力變送器能夠把壓力變換變成電信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)變送器變換成一致的計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào)(05V或420mA)后，再送入微機(jī)。履行機(jī)構(gòu)：要控制生產(chǎn)過(guò)程，一定有履行機(jī)構(gòu)，它是

5、微機(jī)控制系統(tǒng)中的重要零件，其功能是依據(jù)微機(jī)輸出的控制信號(hào)，改變輸出的角位移或直線位移，并經(jīng)過(guò)調(diào)理機(jī)構(gòu)改變被調(diào)介質(zhì)的流量或能量，使生產(chǎn)過(guò)程符合預(yù)約的要求。比方，在溫度控制系統(tǒng)中，微機(jī)依據(jù)溫度的偏差計(jì)算出相應(yīng)的控制量，輸出給履行機(jī)構(gòu)(調(diào)理閥)來(lái)控制進(jìn)入加熱爐的煤氣(或油)量以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的溫度值。常用的履行機(jī)構(gòu)有電動(dòng)、液動(dòng)平易動(dòng)等控制形式，也有的采納馬達(dá)、步進(jìn)電機(jī)及可控硅元件等進(jìn)行控制。微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件有什么作用？說(shuō)出各部分軟件的作用。軟件是指能夠達(dá)成各樣功能的計(jì)算機(jī)程序的總和。整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)作，都是在軟件的指揮下協(xié)調(diào)進(jìn)行的，所以說(shuō)軟件是微機(jī)系統(tǒng)的中樞神經(jīng)。就功能來(lái)分，軟件可分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)

6、用軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)軟件：它是由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者供給的特地用來(lái)使用和管理計(jì)算機(jī)的程序。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)軟件不過(guò)作為開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件的工具，是不需要自己設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)軟件包含：操作系統(tǒng)：即為管理程序、磁盤(pán)操作系統(tǒng)程序、監(jiān)控程序等；診療系統(tǒng)：指的是調(diào)理程序及故障診療程序；開(kāi)發(fā)系統(tǒng)：包含各樣程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、語(yǔ)言辦理程序(編譯程序)、服務(wù)程序(裝置程序和編寫(xiě)程序)、模擬主系統(tǒng)(系統(tǒng)模擬、仿真、移植軟件)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等；信息辦理：指文字翻譯、公司管理等。應(yīng)用軟件:它是面向用戶自己的程序，即指由用戶依據(jù)要解決的實(shí)質(zhì)問(wèn)題而編寫(xiě)的各樣程序。應(yīng)用軟件包含：a.過(guò)程督查程序：指巡回檢測(cè)程序、數(shù)據(jù)辦理程序、上下限檢查及報(bào)警程

7、序、操作面板服務(wù)程序、數(shù)字濾涉及標(biāo)度變換程序、判斷程序、過(guò)程分析程序等；b.過(guò)程控制計(jì)算程序：指的是控制算法程序、事故辦理程序和信息管理程序，此中信息管理程序包含信息生成調(diào)動(dòng)、文件管理及輸出、打印、顯示程序等；公共服務(wù)程序：包含基本運(yùn)算程序、函數(shù)運(yùn)算程序、數(shù)碼變換程序、格式編碼程序。數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要用于資料管理、存檔和檢索，相應(yīng)軟件設(shè)計(jì)指如何建立數(shù)據(jù)庫(kù)以及如何查問(wèn)、顯示、調(diào)用和改正數(shù)據(jù)等。微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特色是什么？微機(jī)控制系統(tǒng)與常例的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)比，擁有以下特色：控制規(guī)律靈巧多樣，變動(dòng)方便控制精度高，克制擾動(dòng)能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和工況顯示，控制效率高

8、控制與管理一體化，進(jìn)一步提升自動(dòng)化程度操作指導(dǎo)、DDC和SCC系統(tǒng)工作原理如何？它們之間有何差異和聯(lián)系？操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)：在操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的輸出不直接作用于生產(chǎn)對(duì)象，屬于開(kāi)環(huán)控制構(gòu)造。計(jì)算機(jī)依據(jù)數(shù)學(xué)模型、控制算法對(duì)檢測(cè)到的生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行辦理，計(jì)算出各控制量應(yīng)有的較適合或最優(yōu)的數(shù)值，供操作員參照，這時(shí)計(jì)算機(jī)就起到了操作指導(dǎo)的作用。其原理框圖如圖1.2所示。圖1.2操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)原理框圖(2)直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))：DDC(DirectDigitalControl)系統(tǒng)就是經(jīng)過(guò)檢測(cè)元件對(duì)一個(gè)或多個(gè)被控參數(shù)進(jìn)行巡回檢2測(cè)，經(jīng)輸入通道送給微機(jī)，微機(jī)將檢測(cè)結(jié)果與設(shè)定值進(jìn)行比較，再

9、進(jìn)行控制運(yùn)算，而后經(jīng)過(guò)輸出通道控制履行機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達(dá)到預(yù)約的要求。DDC系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是微機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最廣泛的一種應(yīng)用形式。其原理框圖如圖1.3所示。圖1.3DDC系統(tǒng)原理框圖(3)計(jì)算機(jī)督查控制系統(tǒng)(SCC系統(tǒng))：SCC(SupervisoryComputerControl)系統(tǒng)比DDC系統(tǒng)更湊近生產(chǎn)變化的實(shí)質(zhì)狀況，因?yàn)樵贒DC系統(tǒng)被騙算機(jī)不過(guò)取代模擬調(diào)理器進(jìn)行控制，系統(tǒng)不可以運(yùn)轉(zhuǎn)在最正確狀態(tài)，而SCC系統(tǒng)不但能夠進(jìn)行給定值控制，并且還能夠進(jìn)行次序控制、最優(yōu)控制以及自適應(yīng)控制等。SCC系統(tǒng)的原理框圖如圖1.4所示。圖1.4SCC系統(tǒng)原理框圖SCC是操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)和DDC系

10、統(tǒng)的綜合與發(fā)展。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨向是什么？大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，提升了計(jì)算機(jī)的靠譜性和性能價(jià)錢比，從而使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用也愈來(lái)愈寬泛。為更好地適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，以滿足對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提出的愈來(lái)愈高的要求，當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面。普及應(yīng)用可編程序控制器采納集散控制系統(tǒng)研究和發(fā)展智能控制系第二章輸入輸出過(guò)程通道習(xí)題參照答案什么是過(guò)程通道？過(guò)程通道有哪些分類？過(guò)程通道是在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間設(shè)置的信息傳遞和變換的連結(jié)通道。按信息傳達(dá)的方向來(lái)分，過(guò)程通道可分為輸入過(guò)程通道和輸出過(guò)程通道；按所傳達(dá)和互換的信息來(lái)分，過(guò)程通道又可分為數(shù)字量過(guò)程通道和模擬

11、量過(guò)程通道。數(shù)字量過(guò)程通道由哪些部分構(gòu)成？各部分的作用是什么？數(shù)字量過(guò)程通道包含數(shù)字量輸入通道和數(shù)字量輸出通道。數(shù)字量輸入通道主要由輸入緩沖器、輸入調(diào)理電路、輸入地點(diǎn)譯碼電路、并行接口電路和準(zhǔn)時(shí)計(jì)數(shù)電路等構(gòu)成。數(shù)字量輸出通道主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)電路、輸出口地點(diǎn)譯碼電路等構(gòu)成。此中：輸入調(diào)理電路未來(lái)自控制裝置或生產(chǎn)過(guò)程的各樣開(kāi)關(guān)量，進(jìn)行電平變換，將其通斷狀態(tài)變換成相應(yīng)的高、低電平，同時(shí)還要考慮對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、保護(hù)、除去觸點(diǎn)顫動(dòng)，以及進(jìn)行信號(hào)間隔等問(wèn)題。簡(jiǎn)述兩種硬件消抖電路的工作原理。采納積分電路的硬件消抖電路，第一利用積分電路將顫動(dòng)的高頻部分濾出，其次利用施密特觸發(fā)器整形。采納RS觸發(fā)器的

12、硬件消抖電路，主假如利用RS觸發(fā)器的保持功能實(shí)現(xiàn)消抖。34.簡(jiǎn)述光電耦合器的工作原理及在過(guò)程通道中的作用。光電耦合器由封裝在一個(gè)管殼內(nèi)的發(fā)光二極管和光敏三極管構(gòu)成，如圖2.1所示。輸入電流流過(guò)二極管時(shí)使其發(fā)光，照耀到光敏三極管上使其導(dǎo)通，達(dá)成信號(hào)的光電耦合傳遞，它在過(guò)程通道中實(shí)現(xiàn)了輸入和輸出在電氣上的完整間隔。圖2.1光電耦合器電路圖模擬量輸入通道由哪些部分構(gòu)成？各部分的作用是什么？模擬量輸入通道一般由I/V變換、多路變換器、采樣保持器、A/D變換器、接口及控制邏輯電路構(gòu)成。(1)I/V變換：提升了信號(hào)遠(yuǎn)距離傳達(dá)過(guò)程中的抗攪亂能力，減少了信號(hào)的衰減，為與標(biāo)準(zhǔn)化儀表和履行機(jī)構(gòu)般配供給了方便。多路

13、變換器：用來(lái)切換模擬電壓信號(hào)的要點(diǎn)元件。(3)采樣保持器：A/D變換器達(dá)成一次A/D變換總需要必定的時(shí)間。在進(jìn)行A/D變換時(shí)間內(nèi)，希望輸入信號(hào)不再變化，免得造成變換偏差。這樣，就需要在A/D變換器以前加入采樣保持器。(4)A/D變換器：模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量變換成數(shù)字量，能夠達(dá)成這一任務(wù)的器件，稱為之模/數(shù)變換器(Analog/DigitalConverter，簡(jiǎn)稱A/D變換器或ADC)。對(duì)理想多路開(kāi)關(guān)的要求是什么？理想的多路開(kāi)關(guān)其開(kāi)路電阻為無(wú)量大，其接通時(shí)的導(dǎo)通電阻為零。其余，還希望切換速度快、噪音小、壽命長(zhǎng)、工作靠譜。采樣保持器有什么作用？試說(shuō)明保持電容的大小對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。

14、采樣保持器的作用：A/D變換器達(dá)成一次A/D變換總需要必定的時(shí)間。在進(jìn)行A/D變換時(shí)間內(nèi)，希望輸入信號(hào)不再變化，以免造成變換偏差。這樣，就需要在A/D變換器以前加入采樣保持器。保持電容對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣保持的精度有很大影響。保持電容值小，則采樣狀態(tài)時(shí)充電時(shí)間常數(shù)小，即保持電容充電快，輸出對(duì)輸入信號(hào)的跟從特征好，但在保持狀態(tài)時(shí)放電時(shí)間常數(shù)也小，即保持電容放電快，故保持性能差；反之，保持電容值大，保持性能好，但跟從特征差。在數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中，能否是全部的輸入通道都需要加采樣保持器？為何？不是，關(guān)于輸入信號(hào)變化很慢，如溫度信號(hào)；或許A/D變換時(shí)間較快，使得在A/D變換時(shí)期輸入信號(hào)變化很小，在同意的A/

15、D變換精度內(nèi)，就不用再采納采樣保持器。9.A/D變換器的結(jié)束信號(hào)有什么作用？依據(jù)該信號(hào)在I/O控制中的連結(jié)方式，A/D變換有幾種控制方式？它們?cè)诮涌陔娐泛统绦蛟O(shè)計(jì)上有什么特色？A/D變換器的結(jié)束信號(hào)的作用是用以判斷本次AD變換能否達(dá)成。常有的A/D變換有以下幾種控制方式，各自特色以下?延時(shí)等候法:EOC可不睦I/O口連結(jié)，程序設(shè)計(jì)時(shí)，延時(shí)大于ADC變換時(shí)間后，取數(shù)據(jù)。?保持等候法:EOC與READY相連,EOC無(wú)效時(shí),自動(dòng)插入等候狀態(tài)。直至EOC有效時(shí)，取數(shù)據(jù)。?查問(wèn)法:EOC能夠和隨意I/O口連結(jié)，程序設(shè)計(jì)時(shí)，頻頻判斷EOC能否有效，直至EOC有效時(shí)，取數(shù)據(jù)。?中斷響應(yīng)法:EOC與外面中斷相

16、連，AD變換結(jié)束后,發(fā)中斷申請(qǐng),在中斷服務(wù)程序中取數(shù)據(jù)。10.設(shè)被測(cè)溫度變化范圍為0oC1200oC,假如要求偏差不超出0.4oC,應(yīng)采納分辨為多少位的A/D變換器？選擇依照：nlog112001220.411.設(shè)計(jì)出8路模擬量采集系統(tǒng)。請(qǐng)畫(huà)出接口電路原理圖，并編寫(xiě)相應(yīng)的8路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。本例給出用8031、DAC0809設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)例。4把采樣變換所得的數(shù)字量挨次存于片內(nèi)RAM的30H37H單元中。采樣完一遍后停止采集。其數(shù)據(jù)采集的初始化程序和中斷服務(wù)程序以下：初始化程序：MOVR0，#30H；建立數(shù)據(jù)儲(chǔ)存區(qū)指針MOVR2，#08H；設(shè)置8路采樣計(jì)數(shù)值SETBIT0；設(shè)置外面中

17、斷0為邊緣觸發(fā)方式SETBEA；CPU開(kāi)放中斷SETBEX0；同意外面中斷0中斷MOVDPTR，#FEF8H；送進(jìn)口地點(diǎn)并指向IN0LOOP：MOVXDPTR，A；啟動(dòng)A/D變換，A的值無(wú)心義HERE：SJMPHERE；等候中斷中斷服務(wù)程序：MOVXA，DPTR；讀取變換后的數(shù)字量MOVR0，A；存入片內(nèi)RAM單元INCDPTR；指向下一模擬通道INCR0；指向下一個(gè)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元DJNZR2，INT0；8路未變換完，則連續(xù)CLREA；已變換完，則關(guān)中斷CLREX0；嚴(yán)禁外面中斷0中斷RETI；中斷返回INT0：MOVXDPTR，A；再次啟動(dòng)A/D變換RETI；中斷返回模擬量輸出通道由哪幾部分構(gòu)

18、成？各部分的作用是什么？模擬量輸出通道一般由接口電路、D/A變換器、功率放大和V/I變換等信號(hào)調(diào)理電路構(gòu)成。(1)D/A變換器：模擬量輸出通道的核心是數(shù)/模變換器(Digital/AnalogConverter,簡(jiǎn)稱D/A變換器或DAC)。它是指將數(shù)字量變換成模擬量的元件或裝置。(2)V/I變換：一般狀況下，D/A變換電路的輸出是電壓信號(hào)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，為了便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，減少因?yàn)閭鬏攷?lái)的攪亂和衰減，需要采納電流方式輸出模擬信號(hào)。很多標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)儀表或履行機(jī)構(gòu)，一般是采納010mA或420mA的電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。所以，需要將模擬電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓/電流(V/I)變換

19、技術(shù)，轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)。5采納DAC0832和PC總線工業(yè)控制機(jī)接口。請(qǐng)畫(huà)出接口電路原理圖，并編寫(xiě)產(chǎn)生三角波、梯形波和鋸齒波的程序。本章作業(yè)5VILEVCCVREF數(shù)據(jù)總線DI7R8086CPUDDfb70地點(diǎn)線DI0IOUT1地DAC0832AUo址Y0IOUT2CS譯M/IOWR2碼XFERDGNDWRWR1AGND設(shè)計(jì)一八路數(shù)據(jù)采集及其回放系統(tǒng)。要求八路數(shù)據(jù)巡回檢測(cè)，儲(chǔ)存10組數(shù)據(jù)，輸數(shù)據(jù)為電壓信號(hào)（0-5V），檢測(cè)精度1%。CPU、AD、DA可任選。第三章微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)習(xí)題參照答案3.1.什么是數(shù)控程序控制？數(shù)字程序控制有哪幾種方式？所謂數(shù)控程序控制是計(jì)算機(jī)依據(jù)輸入的指令和數(shù)據(jù)，控制生產(chǎn)機(jī)

20、械（如各樣加工機(jī)床）按規(guī)定的工作次序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)速度等規(guī)律自動(dòng)地達(dá)成工作的自動(dòng)控制。數(shù)字程序控制方式：點(diǎn)位控制、直線切削控制和輪廓的切削控制。3.2.什么是逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法？直線插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程和圓弧插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程各有哪幾個(gè)步驟？逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)運(yùn)算，就是在某個(gè)坐標(biāo)方向上每走一步（即輸出一個(gè)進(jìn)給脈沖），就作一次計(jì)算，將實(shí)質(zhì)進(jìn)給地點(diǎn)的坐標(biāo)與給定的軌跡進(jìn)行比較，判斷其偏差狀況，依據(jù)偏差，再?zèng)Q定下一步的走向（沿X軸進(jìn)給，還是沿Y軸進(jìn)給）。逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)是以階梯折線來(lái)迫近給定直線或圓弧曲線，最大迫近偏差不超出數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)脈沖當(dāng)量（每走一步的距離，即步長(zhǎng)）。直線插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程的步驟以下：(1)

21、偏差鑒別：即鑒別前一次進(jìn)給后的偏差值Fm是最大于等于零，還是小于零；坐標(biāo)進(jìn)給：即依據(jù)偏差判斷的結(jié)果斷定進(jìn)給方向，并在該方向長(zhǎng)進(jìn)給一步；偏差計(jì)算：即計(jì)算進(jìn)給后的新偏差值Fm+1，作為下一步偏差判其余依照；終點(diǎn)鑒別：即若已抵達(dá)終點(diǎn)，則停止插補(bǔ)；若未抵達(dá)終點(diǎn)，則重復(fù)上述步驟。圓弧插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程的步驟以下：偏差鑒別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算坐標(biāo)計(jì)算終點(diǎn)鑒別若加工第一象限直線OA，起點(diǎn)O（0，0），終點(diǎn)A（11，7）。要求：按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)隊(duì)列表計(jì)算；作出走步軌跡圖，并注明進(jìn)給方向和步數(shù)。解：由題意可知xe=11,ye=7，F(xiàn)0=0，我們?cè)O(shè)置一個(gè)總的計(jì)數(shù)器Nxy,其初值應(yīng)為Nxy=|7-0|+|11-0|=18，

22、則插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程如表31所示。依據(jù)插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程表所作出的直線插補(bǔ)走步軌跡圖以以下圖所示。6表31步數(shù)偏差鑒別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)鑒別起點(diǎn)F0=0Nxy=181F0=0+XF1=F0-ye=-7Nxy=172F10+XF3=F2-ye=-3Nxy=154F30+XF5=F4-ye=1Nxy=136F50+XF6=F5-ye=-6Nxy=127F60+XF8=F7-ye=-2Nxy=109F80+XF10=F9-ye=2Nxy=811F100+XF11=F10-ye=-5Nxy=712F110+XF13=F12-ye=-1Nxy=514F130+XF15=F14-ye=3Nxy=316F150+XF

23、16=F15-ye=-4Nxy=217F160+XF18=F16-ye=0Nxy=03.5.設(shè)加工第一象限的圓弧AB，起點(diǎn)A（6，0），終點(diǎn)B（0，6）。要求：按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)隊(duì)列表計(jì)算；作出走步軌跡圖，并注明進(jìn)給方向和步數(shù)。解：插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程如表32所示。終點(diǎn)鑒別仍采納第二種方法，設(shè)一個(gè)總的計(jì)數(shù)器Nxy，每走一步便減1操作，當(dāng)Nxy=0時(shí)，加工到終點(diǎn)，插補(bǔ)運(yùn)算結(jié)束。以下圖為插補(bǔ)過(guò)程中的走步軌跡。y65NR14321x01234567表32步數(shù)偏差鑒別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算坐標(biāo)計(jì)算終點(diǎn)鑒別起點(diǎn)F0=0 x0=6,y0=0Nxy=121F0=0-XF1=0-12+1=-11x1=5,y1=0Nxy=1

24、12F10+YF2=-11+0+1=-10 x2=5,y2=1Nxy=103F0+YF=-10+2+1=-7x=5,y3=2N=9233xy4F30+YF4=-7+4+1=-2x4=5,y4=3xyN=85F40F=5-10+1=-4N=676+Y7x7=4,y7=5xyF0F=5-8+1=-2N=498+Y9x9=3,y9=6xyF0-XF10=9-6+1=4x10=2,y10=6N=2xy11F100-XF=4-4+1=1x11=1,y11=6N=111xy12F110-XF12=1-2+1=0 x12=0,y12=6Nxy=03.6.三相步進(jìn)電機(jī)有哪幾種工作方式？分別畫(huà)出每種工作方式的各

25、相通電次序和電壓波形圖。解：有三種工作方式：（1）三相單三拍工作方式各相的通電次序?yàn)锳BC,各相通電的電壓波形如圖3.1所示。圖3.1單三拍工作的電壓波形圖（2）三相雙三拍工作方式雙三拍工作方式各相的通電次序?yàn)锳BBCCA。各相通電的電壓波形如圖3.2所示。圖3.2雙三拍工作的電壓波形圖（3）三相六拍工作方式在反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)控制中，把單三拍和雙三拍工作方式聯(lián)合起來(lái)，就產(chǎn)生了六拍工作方式，其通電次序?yàn)锳ABBBCCCA。各相通電的電壓波形如圖3.3所示。8圖3.3三相六拍工作的電壓波形圖3.7.采納8255A作為x軸步進(jìn)電機(jī)和y軸步進(jìn)電機(jī)的控制接口，要求1）畫(huà)出接口電路原理圖；2）分別列出x軸和

26、y軸步進(jìn)電機(jī)在三相單三拍、三相雙三拍和三相六拍工作方式下的輸出字表。電路原理圖以以下圖三相單三拍控制方式輸出字表x軸步進(jìn)電機(jī)輸出字表y軸步進(jìn)電機(jī)輸出字表儲(chǔ)存地點(diǎn)標(biāo)號(hào)低八位輸出字儲(chǔ)存地點(diǎn)標(biāo)號(hào)高八位輸出字ADX100000001=01HADY100000001=01HADX200000010=02HADY200000010=02HADX300000100=04HADY300000100=04H三相雙三拍控制方式輸出字表儲(chǔ)存地點(diǎn)標(biāo)號(hào)低八位輸出字儲(chǔ)存地點(diǎn)標(biāo)號(hào)高八位輸出字ADX100000011=03HADY100000011=03HADX200000110=06HADY200000110=06HADX

27、300000101=05HADY300000101=05H三相六拍控制方式輸出字表x軸步進(jìn)電機(jī)輸出字表y軸步進(jìn)電機(jī)輸出字表儲(chǔ)存地點(diǎn)標(biāo)號(hào)低八位輸出字儲(chǔ)存地點(diǎn)標(biāo)號(hào)高八位輸出字ADX100000001=01HADY100000001=01HADX200000011=03HADY200000011=03HADX300000010=02HADY300000010=02HADX400000110=06HADY400000110=06HADX500000100=04HADY500000100=04HADX600000101=05HADY600000101=05H9第四章微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制算法習(xí)題參照答

28、案4.1.數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì)步驟是什么？模擬化設(shè)計(jì)步驟：（1）設(shè)計(jì)設(shè)想的模擬控制器D(S)2）正確地選擇采樣周期T3）將D(S)失散化為D(Z)4）求出與D(S)對(duì)應(yīng)的差分方程5）依據(jù)差分方程編制相應(yīng)程序。某系統(tǒng)的連續(xù)控制器設(shè)計(jì)為DsU(s)1T1sE(s)1T2s試用雙線形變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數(shù)字控制器D(Z)。解：雙線形變換法：把2z1代入，則sz1T2z1DzDz|s2z11T1Tz1T2T1zT-2T12z1T2T2zT2T2Tz11T2Tz1z-1前向差分法：把z代入，則Tz1DzDs|sz11T1s1T1TT1zTT11T2sz1T2zTT2T1T2T后向差分

29、法：把sz1代入，則Tzz1DzDs|sz11T1s1T1TzT1zTT11T2sz1T2zTT2Tz1T2Tz4.3什么是數(shù)字PID地點(diǎn)型控制算法和增量型控制算法？試比較它們的優(yōu)弊端。為了實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制生產(chǎn)過(guò)程變量，一定將模擬PID算式失散化，變成數(shù)字PID算式，為此，在采樣周期T遠(yuǎn)小于信號(hào)變化周期時(shí)，作以下近似(T足夠小時(shí)，以下迫近相當(dāng)正確，被控過(guò)程與連續(xù)系統(tǒng)十分湊近)：tkTe(j)edt0j0dee(k)e(k1)dtT于是有：u(k)TkTde(k)e(k1)Kpe(k)e(j)Tij0Tu(k)是全量值輸出，每次的輸出值都與履行機(jī)構(gòu)的地點(diǎn)(如控制閥門的開(kāi)度)一一對(duì)應(yīng)，所以稱之為地點(diǎn)型

30、PID算法。在這種地點(diǎn)型控制算法中，因?yàn)樗闶街写嬖诶奂禹?xiàng)，所以輸出的控制量u(k)不但與本次偏差相關(guān)，還與過(guò)去歷次采樣偏差相關(guān)，使得u(k)產(chǎn)生大幅度變化，這樣會(huì)惹起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。所以實(shí)質(zhì)中當(dāng)履行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的10絕對(duì)值，而是其增量時(shí)，能夠采納增量型PID算法。當(dāng)控制系統(tǒng)中的履行器為步進(jìn)電機(jī)、電動(dòng)調(diào)理閥、多圈電位器等擁有保持歷史地點(diǎn)的功能的這種裝置時(shí)，一般均采納增量型PID控制算法。u(k)Kpe(k)e(k1)Te(k)Tde(k)2e(k1)e(k2)TiT與地點(diǎn)算法對(duì)比，增量型PID算法有以下長(zhǎng)處：地點(diǎn)型算式每次輸出與整個(gè)過(guò)去狀態(tài)相關(guān)，計(jì)算式中要用到過(guò)去偏差的累加值，簡(jiǎn)

31、單產(chǎn)生較大的積累計(jì)算偏差；而在增量型算式中因?yàn)橄チ朔e分項(xiàng)，從而可除去調(diào)理器的積分飽和，在精度不足時(shí)，計(jì)算偏差對(duì)控制量的影響較小，簡(jiǎn)單獲得較好的控制成效。(2)為實(shí)現(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾切換，在切換剎時(shí)，計(jì)算機(jī)的輸出值應(yīng)設(shè)置為原始閥門開(kāi)度u0，若采納增量型算法，其輸出對(duì)應(yīng)于閥門地點(diǎn)的變化部分，即算式中不出現(xiàn)u0項(xiàng)，所以易于實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切換。采納增量型算法時(shí)所用的履行器自己都擁有存放作用，所以即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，履行器還能保持在原位，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成惡劣影響。4.4.已知模擬調(diào)理器的傳達(dá)函數(shù)為Ds10.17s10.085s試寫(xiě)出相應(yīng)數(shù)字控制器的地點(diǎn)型和增量型控制算式，設(shè)采樣周期T=0.2s。D

32、sUs10.17sEs10.085s則Us0.085SUsEs0.17SEsdutdetut0.085dtet0.17dtuk0.085ukuk1ek0.17ekek1TT把T=0.2S代入得1.425uk0.425uk14.5ek3.5ek-1地點(diǎn)型uk3.1579ek2.4561ek10.2982uk1增量型ukukuk13.1579ek2.4561ek10.7018uk1（增補(bǔ)題）已知模擬調(diào)理器的傳達(dá)函數(shù)為10.17sDs0.085s試寫(xiě)出相應(yīng)數(shù)字控制器的地點(diǎn)型PID算法和增量型PID控制算式，設(shè)采樣周期T=0.2s。解：因?yàn)镈s10.17s2（11）Kp(11Tds)0.085s0.1

33、7sTis所以Kp2，Ti0.17，Td0。故地點(diǎn)型PID控制器11u(k)KPe(k)Tke(i)TDe(k)e(k1)TIi0T2e(k)0.2ke(i)0.17i02e(k)0.4ke(i)0.17i0故增量型PID控制器u(k)u(k1)u(k)u(k1)KPe(k)e(k1)KIe(k)KDe(k)2e(k1)e(k2)u(k1)2e(k)e(k1)0.4e(k)0.17u(k1)4.35e(k)2e(k1)4.5.什么叫積分飽和？它是怎么惹起的？如何除去？解：（1）假如履行機(jī)構(gòu)已經(jīng)到極限地點(diǎn)，仍舊不可以除去靜差時(shí)，因?yàn)榉e分作用，盡管PID差分方程式所得的運(yùn)算結(jié)果連續(xù)增大或減小，但履

34、行機(jī)構(gòu)已無(wú)相應(yīng)的動(dòng)作，這就叫積分飽和。2）1、當(dāng)偏差產(chǎn)生躍變時(shí)，地點(diǎn)型PID算式的輸出將急劇增大或減小，有可能超出履行機(jī)構(gòu)的上（下）限，而此時(shí)履行機(jī)構(gòu)只好工作在上限。2、系統(tǒng)輸出需要很長(zhǎng)時(shí)間才達(dá)到給定值，在這段時(shí)間內(nèi)算式的積分項(xiàng)將產(chǎn)生一個(gè)很大的積累值。3、當(dāng)系統(tǒng)輸出超出給定值后，偏差反向，但因?yàn)榇蟮姆e分積累值，控制量需要相當(dāng)一段時(shí)間離開(kāi)飽和區(qū)。所以引起系統(tǒng)產(chǎn)生大幅度超調(diào)，系統(tǒng)不穩(wěn)固。3）常用的改良方法：積分分別法和抗積分飽和4.6.采樣周期的選擇需要考慮那些要素？(1)從調(diào)理質(zhì)量上看，希望采樣周期短，以減小系統(tǒng)純滯后的影響，提升控制精度。平常保證在95%的系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間內(nèi)，采樣6次15次即

35、可。從快速性和抗擾性方面考慮，希望采樣周期盡量短，這樣給定值的改變能夠快速地經(jīng)過(guò)采樣獲取反應(yīng)，而不致產(chǎn)生過(guò)大的延時(shí)。從計(jì)算機(jī)的工作量和回路成本考慮，采樣周期T應(yīng)長(zhǎng)些，特別是多回路控制時(shí)，應(yīng)使每個(gè)回路都有足夠的計(jì)算時(shí)間；當(dāng)被控對(duì)象的純滯后時(shí)間較大時(shí)，常選T=（1/41/8）。(4)從計(jì)算精度方面考慮，采樣周期T不該很短，當(dāng)主機(jī)字長(zhǎng)較小時(shí)，若T很短，將使前后兩次采樣值差異小，調(diào)理作用因此會(huì)減弱。其余，若履行機(jī)構(gòu)的速度較低，會(huì)出現(xiàn)這種狀況，即新的控制量已輸出，而前一次控制卻還沒(méi)達(dá)成，這樣采樣周期再短也將毫無(wú)心義，所以T一定大于履行機(jī)構(gòu)的調(diào)理時(shí)間。4.7.簡(jiǎn)述擴(kuò)大臨界比率度法、擴(kuò)大響應(yīng)曲線法整定PID

36、參數(shù)的步驟。擴(kuò)大臨界比率度法整定PID參數(shù)的步驟：(1)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期T，比方被控過(guò)程有純滯后時(shí)，采樣周期T取滯后時(shí)間的1/10以下，此時(shí)調(diào)理器只作純比率控制，給定值r作階躍輸入。(2)逐漸加大比率系數(shù)Kp，使控制系統(tǒng)出現(xiàn)臨界振蕩。由臨界振蕩過(guò)程求得相應(yīng)的臨界振蕩周期Ts，并記下此時(shí)的比率系數(shù)Kp，將其記作臨界振蕩增益Ks。此時(shí)的比率度為臨界比率度，記作1s。Ks選擇控制度，所謂控制度是數(shù)字調(diào)理器和模擬調(diào)理器所對(duì)應(yīng)的過(guò)渡過(guò)程的偏差平方的積分之比。(4)依據(jù)控制度，查表求出T、Kp、Ti和Td值。依照求得的整定參數(shù)，投入系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察控制成效，再適合調(diào)整參數(shù)，直到獲取滿意的控制成效為止

37、。擴(kuò)大響應(yīng)曲線法整定PID參數(shù)的步驟：12斷開(kāi)數(shù)字調(diào)理器，讓系統(tǒng)處于手動(dòng)操作狀態(tài)。將被調(diào)量調(diào)理到給定值周邊并穩(wěn)固后，而后忽然改變給定值，即給對(duì)象輸入一個(gè)階躍信號(hào)。用儀表記錄被控參數(shù)在階躍輸入下的整個(gè)變化過(guò)程曲線，以以下圖。(3)在曲線最大斜率處作切線，求得滯后時(shí)間、被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù)Tc，以及它們的比值Tc/。(4)由、Tc、Tc/值，查表，求出數(shù)字控制器的T、Kp、Ti和Td。4.8.數(shù)字控制器的失散化設(shè)計(jì)步驟是什么？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖41所示。圖41計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖由廣義對(duì)象的脈沖傳達(dá)函數(shù)可得閉環(huán)脈沖傳達(dá)函數(shù)，可求得控制器的脈沖傳達(dá)函數(shù)D(z)。數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)步驟以下：(1)依

38、據(jù)控制系統(tǒng)的性質(zhì)指標(biāo)要乞降其余拘束條件，確立所需的閉環(huán)脈沖傳達(dá)函數(shù)(z)。(2)求廣義對(duì)象的脈沖傳達(dá)函數(shù)G(z)。(3)求取數(shù)字控制器的脈沖傳達(dá)函數(shù)D(z)。依據(jù)D(z)求取控制算法的遞推計(jì)算公式。4.9已知被控對(duì)象的傳達(dá)函數(shù)為Gcs10s（0.1s1)采樣周期T=0.1s，采納零階保持器。要求（1）針對(duì)單位速度輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍無(wú)紋波系統(tǒng)的Dz，并計(jì)算輸出響應(yīng)y(k)、控制信號(hào)u(k)和偏差e(k)序列，畫(huà)出它們對(duì)時(shí)間變化的波形。（2）針對(duì)單位階躍輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍有紋波系統(tǒng)的Dz，并計(jì)算輸出響應(yīng)y(k)、控制信號(hào)u(k)和偏差e(k)序列，畫(huà)出它們對(duì)時(shí)間變化的波形。解：廣義脈沖傳達(dá)函數(shù)為G

39、(z)Z(1eTs10)(1z1)Z(100)ss(0.1s1)s2(s10)10Tz111)(1z1)21z1(1e10Tz1)0.368z1(10.717z1)(1z1)(10.368z1)13最少拍無(wú)紋波設(shè)計(jì)步驟：1）依據(jù)廣義對(duì)象的傳達(dá)函數(shù)確立參數(shù)N（分母多項(xiàng)式的冪次）（分子多項(xiàng)式的冪次）d=N-M延時(shí)在全部零點(diǎn)的總數(shù)（不包含無(wú)量遠(yuǎn)的零點(diǎn)）v在z平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的個(gè)數(shù)在z平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù)q(輸入種類)2）確立F1(z)和F2(z)的冪次m和nmwdnvjmax(j,q）已知N=2，M=2所以d=0w=1(即分子多項(xiàng)式中的(10.717z1)v=1，j=1；q=2(單位速度

40、輸入)mwd1nvjmax(j,q）2所以：F1(z)1f11z1f12z2f1mzmF2(z)f21z1f22z2f2nzn3）確立e(z)vj1)(1z1)max(j,q)F(z)e(z)1(z)(1azi1i14）確立(z)wd1F1(z)1f11zF2(z)f21z1vje(z)(1i1(1z1)2(11(f111)z(z)zdw1f22z2aiz1)(1z1)max(j,q)F1(z)f11z1)1f11z2f11z3(1biz1)F2(z)(z)z(1biz)F2(z)i15）依據(jù)關(guān)系e(z)1(z)使等式兩邊同冪次的系數(shù)相等，解出1和2中的系數(shù)。FF6）求控制器D(z)1(z)D

41、(z)G(z)1(z)i1(10.717z1（f21z1f22z2）)f21z1（f220.717f21）z20.717f22z3f112f2112f11（f220.717f21）f110.717f22f110.59解得：f211.41f220.83所以：e(z)(1z1)2(10.59z1)(10.717z1)(1.41z10.83z2)D(z)(1z1)(10.368z1)0.368z1(10.717z1)(10.717z1)(1.41z10.83z2)(1z1)2(10.59z1)(10.368z1)(1.410.83z1)0.368(1z1)(10.59z1)14最少拍無(wú)紋波設(shè)計(jì)步驟：

42、1）依據(jù)廣義對(duì)象的傳達(dá)函數(shù)確立參數(shù)N（分母多項(xiàng)式的冪次）（分子多項(xiàng)式的冪次）d=N-M延時(shí)在全部零點(diǎn)的總數(shù)（不包含無(wú)量遠(yuǎn)的零點(diǎn)）v在z平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的個(gè)數(shù)在z平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù)q(輸入種類)2）確立F1(z)和F2(z)的冪次m和nmwdnvjmax(j,q）已知N=2，M=2所以d=0w=1(即分子多項(xiàng)式中的(10.717z1)v=1，j=1；q=1(單位階躍輸入)mwd1nvjmax(j,q）1所以：F1(z)1f11z1f12z2f1mzmF2(z)f21z1f22z2f2nzn3）確立e(z)vj1)(1z1)max(j,q)F(z)e(z)1(z)(1azi1i14）

43、確立(z)wd1F1(z)1f11zF2(z)f21z1vje(z)(1i1(1z1)2(11(f111)z(z)zdw1aiz1)(1z1)max(j,q)F1(z)f11z1)1f11z2(1biz1)F2(z)(z)z(1biz)F2(z)i15）依據(jù)關(guān)系e(z)1(z)使等式兩邊同冪次的系數(shù)相等，解出1和2中的系數(shù)。FF6）求控制器D(z)i1(10.717z1)f21z1f21z10.717f21z2f111f21解得：f110.42f110.717f21f210.58所以：e(z)(1z1)(10.42z1)(z)0.58z1(10.717z1)D(z)(1z1)(10.368z1

44、)D(z)1(z)0.368z1(10.717z1)G(z)1(z)最少拍有紋波設(shè)計(jì)步驟：1）依據(jù)廣義對(duì)象的傳達(dá)函數(shù)確立參數(shù)N（分母多項(xiàng)式的冪次）（分子多項(xiàng)式的冪次）0.58z1(10.717z1)(1z1)(10.42z1)10.368z110.42z1已知N=2，M=2所以d=015d=N-M延時(shí)u在z平面的單位圓上或圓外零點(diǎn)的個(gè)數(shù)v在z平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的個(gè)數(shù)在z平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù)q(輸入種類)2）確立F1(z)和F2(z)的冪次m和nmudnvjmax(j,q）F1(z)1f11z1f12z2f1mzmF2(z)f21z1f22z2f2nzn3）確立e(z)vjaiz1)(

45、1z1)max(j,q)F1(z)e(z)1(z)(1i14）確立(z)u(z)zd(1biz1)F2(z)i15）依據(jù)關(guān)系e(z)1(z)使等式兩邊同冪次的系數(shù)相等，解出F1和F2中的系數(shù)。6）求控制器D(z)u=0(即分子多項(xiàng)式中的(10.717z1)v=1，j=1；q=1(單位速度輸入)mud0nvjmax(j,q）1所以：F1(z)1F2(z)f21z1vje(z)(1aiz1)(1z1)max(j,q)F1(z)i1(1z1)u(z)zd(1biz1)F2(z)i1f21z1解得：f211所以：e(z)(1z1)(z)z1D(z)(1z1)(10.368z1)z1D(z)1(z)0.

46、368z1(10.717z1)(1z1)G(z)1(z)(10.368z1)0.368(10.717z1)4.10被控對(duì)象的傳達(dá)函數(shù)為Gs1c2s采樣周期T=1s，采納零階保持器，針對(duì)單位速度輸入函數(shù)，按以下要求設(shè)計(jì)：(1)最少拍無(wú)紋波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)(z)和Dz；求出數(shù)字控制器輸出序列u(k)的遞推形式。解：廣義對(duì)象的脈沖傳達(dá)函數(shù)Gcz1e-Ts1Z1eTs1T2z-11z1ss2s321z12將T=1S代入，有z-11z1Gczz1221最少拍無(wú)紋波設(shè)計(jì)步驟：161）依據(jù)廣義對(duì)象的傳達(dá)函數(shù)確立參數(shù)N（分母多項(xiàng)式的冪次）（分子多項(xiàng)式的冪次）d=N-M延時(shí)在全部零點(diǎn)的總數(shù)（不包含無(wú)量遠(yuǎn)的零點(diǎn)）v在z平面的單位圓上或圓外極點(diǎn)的個(gè)數(shù)在z平面的單位圓上極點(diǎn)的個(gè)數(shù)q(輸入種類)2）確立F1(z)和F2(z