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1.1 计算机控制系统是怎样分类的?按功能和控制规律可分为几类? 答:可以按照系统的功能、控制规律、控制方式进行分类。
按功能可分为:a.数据处理系统b.直接数字控制(DDC)c.监督控制(SCC) d.分级控制e.集散型控制(DCS)f.计算机控制网络 按照控制规律可分为:a.程序和顺序控制b.PID控制c.有限拍控制 d.复杂规律的控制e.智能控制
1.2 计算机控制系统由哪些部分组成?并画出方框图。
答:由数字控制器、D/A转换器、保持器、执行器、被控对象、测量元件、变送单元、A/D转换器组成。
给定值+-被控参数数字控制器D/A保持器执行器被控对象A/D变送单元测量元件
1.12 设有模拟信号(0-5)V和(2.5-5)V,分别用8位、10位和12位A/D转换器,使计算并列出各自的量化单位和量化误差。
1.19 计算机控制系统由哪些主要的性能指标?如何衡量? 答:计算机控制系统的性能跟连续系统类似,可以用稳定性、能控性、能观测性、稳定特性、动态特性来表征,相应地用稳定裕量(相角裕量和幅值裕量)、稳态指标(稳态误差)、动态指标(超调量、调节时间、峰值时间、振荡次数)和综合指标(积分型指标、末值型指标、复合型指标)来衡量一个系统的好坏或优劣。
1.26 计算机控制将向哪些方向发展?
答:a.最优控制b.自适应控制c.系统辨识d.分级控制e.集散型控制
2.8 已知拉氏变换式,试求离散化后的Z变换式: 1.1/s
解:1/s的拉氏反变换是1,故Z变换式是z/z-1。
2.9 试求下列函数的Z反变换;
.. ..
. . .
2.12 已知系统的方框图,G(s)=K/s(s+a),试求系统(见习题2.17)的闭环Z传递函数Gc(z)。
R(s)+T(1-e-Ts)/sT=1sG(s)Y(z)T_
所有牵扯到求闭环传递函数的题目,将a,T代入上式即可。
2.13 T=1s,G(s)=1/s(s+0.3),试分析系统在典型输入作用下的输出响应和稳态误差。
1.单位阶跃响应 2.单位速度输入 3.单位加速度输入 解:带入a=0.3 T=1s K=1得闭环传递函数(单位阶跃响应)
.. ..
. . .
2.20 已知系统反方框图如2.12中,G(s)=K/s(s+1),试求系统的临界放大倍数。 解:将已知给定的T带入Gc(z)中,见2.12Gc(z),其中a=1,求得Gc(z)。其他见下例。
这里取T=1s求得Gc(z)
建立劳斯列表有
欲使系统稳定,必须使劳斯列表你第一列个元素为正。 故有
解得0 例2.34 设线性离散系统如2.12图,a=1/s,K=1,T=1s,输入序列位单位节约序列。试分析系统的过渡过程。 解:将已知参数带入得闭环传递函数Gc(z) 由Z变换的定义,离散系统输出时间序列为 y(0)=0 y(T)=0.368 y(2T)=1 y(3T)=1.4 y(4T)=1.4 y(5T)=1.147 y(6T)=0.895 y(7T)=0.802 y(8T)=0.868 y(9T)=0.993 y(10T)=1.077 y(11T)=1.081 y(12T)=1.032 y(13T)=0.981 y(14T)=0.961 y(15T)=0.973 y(16T)=0997…… 线性离散系统在单位阶跃响应下,调节时间约12s,超调量约为40%,峰值时间为3s,振荡次数为1.5次,衰减比约为2:1,稳态误差ess=0。 .. .. . . . 3.1 已知线性系统的差分方程,试导出离散状态空间表达式: 解:1.由差分方程知;n=2,m=0,p=1(输出向量维数) a0=1,a1=0.2,a2=0.5,b0=1 离散状态空间表达式: 2.线性离散系统的阶数n=2 a0=1,a1=0.5,a2=0.2,a3=1,b0=0,b1=0,b2=1,b3=1.2 h0=b0=0;h1=b1-a1h0=0;h2=b2-a1h1-a2h0=1;h3=b3-a1h2-a2h1-a3h0=0.7 3.3 已知线性离散系统的离散状态方程; 1.使用迭代法,求解x(kT); 2.试用Z变换法求解x(kT); 解:1.令k=0,1,2,...,及初始条件代入离散状态空间表达式,可以得到 .. .. . . . 2. 好复杂,自己求吧,然后再求Z反变换即可。 4.5 设有限拍系统如图,试设计单位阶跃输入时的有限拍D(z)。 R(s)+_TD(z)TT=0.1sZ-1(1+0.8z-1)/(1-1.5z-1+0.5z-2)TY(z) 1.有限拍有纹波调节器 2.有限拍无纹波调节器 解;1.广义对象的Z传递函数 HG(z)的分子含有z因子,因此闭环传递函数Gc(z)应包含z,可选择 -1 -1 2.闭环传递函数Gc(z)应选择包含z-1和HG(z)的全部零点,所以 .. ..
计控考试参考答案



