2018年重慶郵電大學(xué)考研專業(yè)課試題804機(jī)電系統(tǒng)計算機(jī)控制

重慶郵電大學(xué)2018年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題

機(jī)密★啟用前

重慶郵電大學(xué)

2018年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題

科目名稱：機(jī)電系統(tǒng)計算機(jī)控制

科目代碼：804

考生注意事項

1、答題前，考生必須在答題紙指定位置上填寫考生姓名、報考

單位和考生編號。

2、所有答案必須寫在答題紙上，寫在其他地方無效。

3、填（書）寫必須使用0.5mm黑色簽字筆。

4、考試結(jié)束，將答題紙和試題一并裝入試卷袋中交回。

5、本試題滿分150分，考試時間3小時。

注：所有答案必須寫在答題紙上，試卷上作答無效！第1頁（共8頁）

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一、單項選擇題（本大題共20小題，每題2分，共40分）

（1）時間上和數(shù)值上都離散的信號指的是：（）

A、連續(xù)信號；

B、離散信號；

C、模擬信號；

D、數(shù)字信號。

（2）若已知某傳感器輸出電壓范圍為0～25mV（對應(yīng)于0～450物理量范圍），

如果采集系統(tǒng)需分辨0.1個單位的物理量，則選擇的A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)應(yīng)不

小于：（）。

A、8位；

B、12位；

C、13位；

D、16位。

（3）CNC機(jī)床按照刀具相對工件移動的軌跡可將其控制方式分為：（）

A、點位控制和連續(xù)路徑控制；

B、直線控制和圓弧控制；

C、階躍控制和平滑控制；

D、位移控制和直線控制。

（4）數(shù)字隨動系統(tǒng)設(shè)計中常用的最少拍控制性能指標(biāo)是指：（）

A、超調(diào)量最大；

B、上升時間最短；

C、調(diào)節(jié)時間無限；

D、調(diào)節(jié)時間最短。

（5）計算機(jī)作控制器的機(jī)電控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)類似，其性能的優(yōu)劣可

用穩(wěn)定裕度、（）來衡量。

A、穩(wěn)態(tài)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)；

B、靜態(tài)指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)指標(biāo)；

C、快速指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)；

D、系統(tǒng)指標(biāo)和動態(tài)指標(biāo)。

（6）A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程依次由以下四個步驟完

注：所有答案必須寫在答題紙上，試卷上作答無效！第2頁（共8頁）

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成：（）

A、采樣、保持、量化和編碼；

B、量化、保持、采樣和編碼；

C、編碼、采樣、保持和量化；

D、采樣、量化、保持和編碼。

（7）A/D轉(zhuǎn)換過程中允許有一定的量化誤差，若采用n位A/D轉(zhuǎn)換器對采樣

信號進(jìn)行量化編碼，設(shè)????和?min分別表示輸入信號的最大值和最小值，

則最小量化單位?和舍入誤差?應(yīng)分別為：（）

A、(??????min)/2?1和?1/2????1/2?；

?

B、(??????min)/2?1和?1/2????1/2?；

?

C、(??????min)/2?1和??????；

D、(????+?min)/2?1和?1/2????1/2?。

（8）用計算機(jī)實現(xiàn)PID控制規(guī)律，將PID控制規(guī)律簡單離散化將不能得到比模

擬調(diào)節(jié)器優(yōu)越的控制質(zhì)量，以下對其原因描述錯誤的是（）：

A、用計算機(jī)做控制器，在零階保持器作用下，控制量在一個采樣周期內(nèi)不變；

B、計算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計算和輸入輸出等工作需要一定時間，造成控制作用延遲；

C、計算機(jī)的有限字長和A/D、D/A轉(zhuǎn)換精度將造成控制作用的誤差；

D、簡單離散化會降低計算機(jī)的運(yùn)算速度和邏輯判斷能力。

（9）數(shù)控機(jī)床中刀具的運(yùn)動空間被離散化為一個網(wǎng)格區(qū)域，則：（）

A、每兩個網(wǎng)格為刀具的基本運(yùn)動單位；

B、網(wǎng)格大小為一個脈沖當(dāng)量；

C、刀具位移的大小只能是網(wǎng)格大小的奇數(shù)倍；

D、刀具只能運(yùn)動到網(wǎng)格中心位置。

（10）在數(shù)控機(jī)床或工業(yè)機(jī)器人的伺服傳動系統(tǒng)中，若輸入為模擬或數(shù)字的電

信號，其輸出（或受控物理變量）通常是：（）

A、機(jī)械位置和相對路徑的變化率（速度）；

B、連續(xù)路徑和機(jī)械位移的變化率（速度）；

C、機(jī)械位置和機(jī)械位移的變化率（速度）；

D、機(jī)械位置和連續(xù)路徑的變化率（速度）。

（11）當(dāng)線性離散系統(tǒng)的閉環(huán)極點位于Z平面的單位圓內(nèi)的左半平面時，系統(tǒng)

注：所有答案必須寫在答題紙上，試卷上作答無效！第3頁（共8頁）

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的輸出響應(yīng)是（）的。

A、等幅振蕩；

B、振蕩衰減；

C、振蕩發(fā)散；

D、單調(diào)發(fā)散。

（12）逐點比較直線插補(bǔ)工作過程中，插補(bǔ)過程的每一步要依次經(jīng)過的工作節(jié)

拍包括：（）

A、偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、偏差計算、終點判別；

B、偏差計算、偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、終點判別；

C、終點判別、偏差判別、偏差計算、坐標(biāo)進(jìn)給；

D、偏差判別、偏差計算、坐標(biāo)進(jìn)給、終點判別。

（13）對于一個單輸入、單輸出的線性定常系統(tǒng)，其穩(wěn)定性可由閉環(huán)脈沖傳遞

函數(shù)特征方程的根在Z平面中的位置來確定，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，特征

方程的全部根必須位于Z平面中：（）。

A、單位圓的內(nèi)部；

B、單位圓的左部；

C、單位圓的外部；

D、單位圓的右部。

（14）步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)角位移量是通過（）決定的。

A、脈沖寬度；

B、脈沖相位；

C、脈沖數(shù)量；

D、脈沖占空比。

（15）下列選項關(guān)于采樣過程的描述錯誤的是：（）

A、以一定的時間間隔對連續(xù)信號進(jìn)行采樣，使連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成時間上離散的

脈沖序列的過程稱為采樣過程；

B、以一定的時間間隔對連續(xù)信號進(jìn)行采樣，使連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成時間上、幅值

上離散的數(shù)字信號的過程稱為采樣過程；

C、對連續(xù)信號采樣可以解釋為理想單位脈沖被作了連續(xù)信號幅值調(diào)制；

D、對連續(xù)信號采樣可以解釋為連續(xù)信號被理想單位脈沖作了離散調(diào)制。

注：所有答案必須寫在答題紙上，試卷上作答無效！第4頁（共8頁）

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（16）直流測速發(fā)電機(jī)輸出的信號是：()

A、與轉(zhuǎn)速成正比的交流電壓；

B、與轉(zhuǎn)速成反比的交流電壓；

C、與轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓；

D、與轉(zhuǎn)速成反比的直流電壓。

（17）一般來說，如果增大幅值穿越頻率??的數(shù)值，則動態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整

時間??：()。

A、增加；

B、減小；

C、不變；

D、不定。

（18）計算機(jī)控制系統(tǒng)的一般要求：（）

A、穩(wěn)定性、無偏性、可靠性；

B、穩(wěn)定性、精確性、快速性；

C、穩(wěn)定性、可靠性、魯棒性；

D、收斂性、精確性、快速性。

（19）在設(shè)計最少拍數(shù)字隨動系統(tǒng)時，以下考慮的問題中正確的描述是：（）。

A、對特定輸入信號，穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)采樣時刻點輸出存在靜差；

B、準(zhǔn)確跟蹤信號的拍數(shù)最多；

C、數(shù)字控制器在物理上應(yīng)是不可實現(xiàn)的；

D、閉環(huán)系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。

（20）面向工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的可編程序控制器屬于（）操作的電子裝置。

A、邏輯運(yùn)算；

B、數(shù)字運(yùn)算；

C、智能運(yùn)算；

D、算術(shù)運(yùn)算。

二、簡答題（本大題共5小題，共50分）

（1）圖1為典型計算機(jī)控制系統(tǒng)的基本框圖，試補(bǔ)充框圖中（1）和（2）中的

器件名稱？（2分）說明其基本功能？（4分）并舉例說明為何在計算機(jī)控制系

統(tǒng)中要采用該兩個器件？（4分）

注：所有答案必須寫在答題紙上，試卷上作答無效！第5頁（共8頁）

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微型計算機(jī)

給定值被控參數(shù)

控制器(1)_____執(zhí)行器被控對象

—

反

饋(2)_____

值

圖1典型計算機(jī)控制系統(tǒng)基本框圖

（2）在機(jī)電控制系統(tǒng)的分類中，按輸出量分類，可分為恒值控制系統(tǒng)、程序控

制系統(tǒng)和隨動控制系統(tǒng)，請簡要說明三種控制系統(tǒng)的基本特征并分別舉出一個

典型的應(yīng)用案例？（10分）

（3）簡述機(jī)電控制系統(tǒng)的性能要求和穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的含義？（10分）

（4）簡述比例調(diào)節(jié)、積分調(diào)節(jié)和微分調(diào)節(jié)的作用并簡述增量型PID控制方式有

哪些優(yōu)點？（10分）

（5）數(shù)字濾波器與模擬濾波器相比有哪些優(yōu)點？（10分）

三、計算題（本大題共4小題，共40分）

附表1常用函數(shù)的拉氏變換和z變換表

序

拉氏變換時間函數(shù)變換

號Es()et()ZEz()

11δ(t)1

1z

21(t)

sz1

1Tz

3t

s2(z1)2

1t2T2z(z1)

4

s322(z1)3

1z

5eat

sazeaT

1TzeaT

6teat

(sa)2(zeaT)2

（1）用z變換位移定理求解差分方程：x(k+2)+3x(k+1)+2x(k)=0。已知初始

條件x(0)=0,x(1)=1,求x(k)（10分）

注：所有答案必須寫在答題紙上，試卷上作答無效！第6頁（共8頁）

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s2

（2）求拉氏變換G(s)所對應(yīng)的z變換？（10分）

s(s1)

K

（3）設(shè)被控對象傳遞函數(shù)為G(s)，對象前接有零階保持器，試求廣

ps(s1)

義對象的脈沖傳遞函數(shù)。（10分）

（4）以數(shù)控機(jī)床零件加工中刀具的軌跡運(yùn)動控制過程為例，試用逐點比較法插

補(bǔ)第二象限直線OA，如圖2所示，起點O在坐標(biāo)原點，終點坐標(biāo)(-3,5)，寫出

插補(bǔ)運(yùn)算過程，并畫出插補(bǔ)軌跡。（10分）

y

A(-3,5)

-xO

圖2第二象限插補(bǔ)直線

四、綜合體（本大題共2小題，共20分）

（1）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計實例：一部AGV運(yùn)輸車供8個加工工位使用，如圖3

所示，PLC上電后，AGV停在某個加工工位，若無用車呼叫（