计算机控制技术课后习题与答案

由天下分享时间：2024/9/17 7:14:13 加入收藏我要投稿点赞

0，就没有振铃现象。即使不能使RA≤0，也可以把RA减到最小，最大程度地抑制振铃。（2）消除振铃因子法

找出数字控制器D(z)中引起振铃现象的因子(即z=-1附近的极点)，然后人为地令其中的z=1，就消除了这个极点。根据终值定理，这样做不影响输出的稳态值，但却改变了数字控制器的动态特性，从而将影响闭环系统的动态响应。

13.前馈控制完全补偿的条件是什么前馈和反馈相结合有什么好处前馈控制完全补偿的条件是Gn?s??Dn?s?G?S??0。

如果能将扰动因素测量出来，预先将其变化量送到系统中进行调整，这样在被调量改变之前就能克服这些扰动的影响。这种扰动的预先调整作用就称为前馈。若参数选择得合适，前馈控制可取得良好的控制效果。但实际上，前馈控制环节的参数不易选得那么准确，而且一个实际系统的扰动也不只一个，因此反馈控制还是不可少的。主要扰动引起的误差，由前馈控制进行补偿；次要扰动引起的误差，由反馈控制予以抑制，这样在不提高开环增益的情况下，各种扰动引起的误差均可得到补偿，从而有利于同时兼顾提高系统稳定性和减小系统稳态误差的要求。

14.与PID控制和直接数字控制相比，模糊控制具有哪些优点与PID控制和直接数字控制相比，模糊控制的优点：

（1）模糊控制可以应用于具有非线性动力学特征的复杂系统。（2）模糊控制不用建立对象精确的数学模型。（3）模糊控制系统的鲁棒性好。

（4）模糊控制是以人的控制经验作为控制的知识模型，以模糊集合、模糊语言变量以及模糊逻辑推理作为控制算法。

15.多变量控制系统解耦条件是什么

多变量控制系统解耦条件是系统的闭环传递函数矩阵?本章作业

?s?为对角线矩阵。

第7章习题参考答案

1.简述应用软件的设计步骤。

图7—1给出了应用软件设计的流程图，它描述了应用软件设计的基本任务和设计过程。

图7—1 应用软件设计流程图

（1）问题定义（2）程序设计（3）手编程序（4）差错（5）测试（6）文件编制（7）维护和再设计 2.什么是计算延时

当采样信号送入CPU，按控制算法要求进行数据处理时，由于计算机执行每条指令均需要一定时间，这样，从数据采样到结果输出之间就要产生一定的时间延迟，称为计算延时。 3.如何在应用软件设计中减少计算延时

在应用软件设计过程中，为减少计算延时，通常将运算分为前台运算和后台运算。前台运算：为得到当前输出值U(k)，而必须进行的运算。

后台运算：为得到下一时刻输出值U(k +1)以及与当前输出无关的其他计算和管理算法。

4.标度变换在工程上有什么意义在什么情况下使用标度变换程序

微机控制系统在读入被测模拟信号并转换成数字量后，往往还要转换成操作人员所熟悉的工程值。这是因为生产现场的各种工艺参数量纲不同。例如，压力的单位为Pa，流量的单位为m3/h，温度的单位为℃。这些参数A/D转换后得到一系列的数码，这些数码的值并不一定等于原来带有量纲的参数值，它仅代表参数值的大小，故必须把它转换成带有量纲的数值后才能运算、显示或打印输出。这种转换称为工程量转换，也称为标度变换。标度变换有各种不同类型，它取决于被测参数测量传感器的类型，设计时应根据实际情况选择适当的标度变换方法，常用线性参数标度变换。

A/D采样前台算法 D/A输出后台算法 N 采样时刻到 Y 第六章习题参考答案

1.数字滤波与模拟滤波相比有什么特点

数字滤波克服了模拟滤波器的不足，它与模拟滤波器相比，有以下几个优点： (1)数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬设备，所以可靠性高，稳定性好； (2)数字滤波可以对频率很低(如的信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷；

(3)数字滤波器可根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。

2.常用的数字滤波方法有几种它们各自有什么特点常用的数字滤波方法有7种。

（1）程序判断滤波法：是根据生产经验，确定出相邻两次采样信号之间可能出现得最大偏差。（2）中值滤波法：它对于去掉偶然因素引起的波动或采样器不稳定而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效。

（3）算术平均值滤波法：它适用于一般的具有随机干扰信号的滤波。它特别适合于信号本身在某一数值范围附近作上下波动的情况。

（4）加权平均值滤波：可以提高滤波效果

（5）滑动平均值滤波法：采样时间短，可以提高检测速度（6）惯性滤波法：适用于慢速随机变量的滤波（7）复合数字滤波：比单纯的平均值滤波的效果要好

3.算术平均值滤波、加权平均值滤波以及滑动平均滤波三者的区别是什么

算术平均值法适用于对压力、流量等周期脉动信号的平滑，这种信号的特点是往往在某一数值范围附近作上、下波动，有一个平均值。这种算法对信号的平滑程度取决于平均次数N，当N较大时平滑度高，但灵敏度低；当N较小时，平滑度低，但灵敏度高，应该视具体情况选取N值。对于一般流量，通常取N=12；若为压力，则取N=4。

在算术平均滤波中，N次采样值在结果中所占的比重是均等的，即每次采样值具有相同的加权因子1/N。但有时为了提高滤波效果，往往对不同时刻的采样值赋以不同的加权因子。这种方法称为加权平均滤波法，也称滑动平均或加权递推平均。其算法为其中。

Yn??ainXn?i?1i?00?ai?1?ai?1i?0n?1加权因子选取可视具体情况决定，一般采样值愈靠后，赋予的比重越大，这样可增加新的采样值在平均值中的比例，系统对正常变化的灵敏性也可提高，当然对干扰的灵敏性也稍大了些。滑动平均值滤波法，依次存放N次采样值，每采进一个新数据，就将最早采集的那个数据丢掉，然后求包含新值在内的N个数据的算术平均值或加权平均值。

第七章课后习题答案

1、什么是模块化程序设计和结构化程序设计程序设计通常分为哪5个步骤

模块化程序设计的出发点是把一个复杂的系统软件，分解为若干个功能模块，每个模块执行单一的功能，并且具有单入口单出口结构。

结构化程序设计是一种程序设计技术，它采用自顶向下逐步求精的设计方法和单入口单出口的控制结构。

5个步骤：首先要分析用户的要求，这大约占整个程序设计工作量的10%；然后编写程序的说明，这大约也占10%；接着进行程序的设计与编码，这大约占30%左右，其中设计与编码几乎各占15%；最后进行测试和调试，这要花费整个程序设计工作量的40%以上。

2、HMI/SCADA的含义是什么基于工业控制组态软件可实现哪些功能

HMI（Human Machine Interface）广义的解释就是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口”。

凡是具有系统监控和数据采集功能的软件，都可称为 SCADA (Supervisor Control And Data Acqusition) 软件。

控制系统的软件组态是生成整个系统的重要技术，对每一个控制回路分别依照其控制回路图进行。组态工作是在组态软件支持下进行的，组态软件主要包括：控制组态、图形生成系统、显示组态、I/通道登记、单位名称登记、趋势曲线登记、报警系统登记、报表生成系统共8个方面的内容。

3、某控制系统，其温度变化范围为：2０℃～8０℃，经温度变送器变换为1～５Ｖ电压信号，送至12位A/D转换器AD574（AD574的电路输入范围为０～５Ｖ）。请计算：（1）当AD574的转换结果为500H时，对应的系统温度是多少

（2）当系统的温度是70℃时，AD574的A/D转换结果是多少解：（1）500H=5*256=1280

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