計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)試題及答案

統(tǒng)試卷一答案答1周期采樣指相鄰兩次采樣的時(shí)間間隔相等,也稱為普通采樣;2同步采樣如果一個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)采樣開關(guān),它們的采樣周期相同且同時(shí)進(jìn)行采樣,則稱為同步采樣;3非同步采樣如果一個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)采樣開關(guān),它們的采樣周期相同但不同時(shí)開閉,則稱為非同步采樣;4多速采樣如果一個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)采樣開關(guān),每個(gè)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;若相鄰兩次采樣的時(shí)間間隔不相等,則稱為隨機(jī)采樣;朝著減小偏差的方向變化,控制作用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù)KP;比例調(diào)節(jié)器雖然簡(jiǎn)單快速,但對(duì)于系統(tǒng)響P具速性;3微分調(diào)節(jié)器：為加快控制過(guò)程,有必要在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間,按偏差變化的趨向進(jìn)行控制,使偏差消滅在萌芽狀態(tài),這就是微分調(diào)節(jié)的原理;微分作用的加入將有助于減小超調(diào),克服振蕩,使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定;么答：線性離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是：閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有根的模|z|<1,即閉環(huán)脈沖傳遞i函數(shù)的極點(diǎn)均位于z平面的單位圓內(nèi);較大由于積分項(xiàng)的系數(shù)一般小得多,所以積分部分的增量相對(duì)比較小;如果該計(jì)算值超過(guò)了執(zhí)行元件所允許的最大限度,那么,控制作用必然不如應(yīng)有的計(jì)算值理想,其中計(jì)算值的多余信息沒有執(zhí)行就遺失了,從而影響控制效果;y(k)+y(k1)=r(k)2ry…三、設(shè)被控對(duì)象傳遞函數(shù)為G(s)=1 =c應(yīng)選擇Gcs為PI控制器,其基本形式為cTsI個(gè)(s)=G(s)G(s)=8s+120=1(T|l22I于是得到模擬控制器的傳遞函數(shù)為c4sPKs8sITz-z0101101e則D(z)=個(gè)(z)ez答：采樣或采樣過(guò)程,就是抽取連續(xù)信號(hào)在離散時(shí)間瞬時(shí)值的序列過(guò)程,有時(shí)也稱為離散PID者大幅度提降給定值等情況下,系統(tǒng)輸出會(huì)出現(xiàn)較大的偏差,這種較大偏差,不可能在短時(shí)間內(nèi)消除,經(jīng)過(guò)積分項(xiàng)累積后,可能會(huì)使控制量uk很大,甚至超過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的極限u;另外,當(dāng)負(fù)誤差的絕對(duì)值較大時(shí),也max會(huì)出現(xiàn)u<u的另一種極端情況;顯然,當(dāng)控制量超過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)極限時(shí),控制作用必然不如min應(yīng)有的計(jì)算值理想,從而影響控制效果;這類現(xiàn)象在給定值突變時(shí)容易發(fā)生,而且在起動(dòng)2沒有反映采樣點(diǎn)之間的性能;特別是當(dāng)采樣周期過(guò)大,除有可能造成控制系統(tǒng)不穩(wěn)定3等效離散化設(shè)計(jì)所構(gòu)造的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),其性能指標(biāo)只能接近于原連續(xù)系統(tǒng)只有T于連續(xù)系統(tǒng),而不可能超過(guò)它;因此,這號(hào),加速度信號(hào)等作用下,穩(wěn)態(tài)誤差為零;間的關(guān)系;不完全能觀,或者既不完全能控又不完全能觀;Ts11試寫出離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程;為z21(|x1(k+1)=x2(k)22分字控制器;0135z-1C0.135z-1-0865z-5設(shè)計(jì)一個(gè)特征值為z=0.5士j0.25的全維狀態(tài)觀測(cè)器;并畫出相應(yīng)的狀態(tài)變量結(jié)構(gòu)圖;滿秩,故系統(tǒng)能觀測(cè),可設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器;令輸出誤差z2122試分別用階躍響應(yīng)和脈沖響應(yīng)不變法求D(s)的等效數(shù)字控制器,并寫出相應(yīng)的差分方程表2「2](11)「2](11)由D(z)=U(z)可推得數(shù)字控制器的差分方程形式如下E(z)1、寫出零階保持器的傳遞函數(shù),引入零階保持器對(duì)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)有何影響答：零階保持器的傳遞函數(shù)為H(s)=1-e-Ts;零階保持器的引入并不影響開環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞0s0答：階躍響應(yīng)不變法的基本思想是：離散近似后的數(shù)字控制器的階躍響應(yīng)序列與模擬控此當(dāng)偏差大于某個(gè)規(guī)定的門限值PIDPD器,既可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)又可以消除積(1)根據(jù)已知的被控對(duì)象,針對(duì)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求及其它約束條件,確定理想的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)C(z)；答：采用狀態(tài)反饋任意配置閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)的充分必要條件是系統(tǒng)狀態(tài)完全能控;TT-s1;z-知閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定;G(G(s)hpp－=函數(shù)為個(gè)(z)=1=z-2(z-0.4)(z-0.6)(1-0.4z-1)(1-0.6z-1)D(z)=個(gè)(z)=2.718z-1(1-z-1)(1-0.368z-1)(1-個(gè)(z))G(z)(1-z-1-0.76z-2)(1+0.718z-1)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)試卷五答案max答：采樣定理:如果連續(xù)信號(hào)f(t)具有有限頻譜,其最高頻率為o,則對(duì)f(t)進(jìn)行周期采樣且采樣角頻率maxsmaxo>2o時(shí),連續(xù)信號(hào)f(t)可以由采樣信號(hào)f*(t)唯一確定,亦即可以從f*(t)無(wú)失真地恢復(fù)fsmax2.線性離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是什么答：線性離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是：閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有根的模|z|<1,即閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的極點(diǎn)i均位于z平面的單位圓內(nèi);3.脈沖響應(yīng)不變法的基本思想是什么答：脈沖響應(yīng)不變法的基本思想是：離散近似后的數(shù)字控制器的脈沖響應(yīng)gkT是模擬控制器的脈沖響應(yīng)采樣值gkTTTu=u+K[e-e+e+D(e-2e+eTTii-1Pii-1TiTii-1i-2I5.如何消除比例和微分飽和現(xiàn)象答：“積分補(bǔ)償法”;其中心思想是將那些因飽和而未能執(zhí)行的增量信息積累起來(lái),一旦有可能再補(bǔ)充執(zhí)行;這樣,動(dòng)態(tài)過(guò)程也得到了加速;即,一旦Au超限,則多余的未執(zhí)行的控制增量將存儲(chǔ)在累加器中；當(dāng)控制量脫離了飽和區(qū),則累加器中的量將全部或部分地加到計(jì)算出的控制增量上,以補(bǔ)充由于限制而未能執(zhí)行的控制;6.給出線性定常離散系統(tǒng)的能控性定義;0若系統(tǒng)的所有狀態(tài)都是能控的,則稱此系統(tǒng)(A,B)是狀態(tài)完全能控的,或簡(jiǎn)稱系統(tǒng)是能控的;7.給出線性定常離散系統(tǒng)的能觀性定義;0或簡(jiǎn)稱能觀測(cè);====1Trt判別系統(tǒng)穩(wěn)定性;解：系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為「1]「11]系統(tǒng)閉環(huán)特征方程建立勞斯表由勞斯判據(jù)可知系統(tǒng)穩(wěn)定;由勞斯判據(jù)可知系統(tǒng)穩(wěn)定;D(z)=U(z)=D(s)=2E(z)s=1-z-1z-2-5z-1+6可得其差分遞推算式為51