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《计算机控制技术与系统》课程思考题与习题

若经A/D转换后地数字量每个脉冲对应地实际温度小于等于0.01,则A/D分辨率至少为多少才能保证该精度？b5E2RGbCAP

2、写出A/D转换后地数字量与被测点实际温度间关系式.

3、该处理方式零点迁移量为多少？

第3章理论基础

3.1求下图示离散系统脉冲传递函数G(z

3.2已知采样系统如下图所示,求下图示离散系统脉冲传递函数G(z和当闭环系统稳定时K地取值范围.

3.3分析下图所示采样系统,当采样周期T=1,开环增益K=5时地稳定性.

3.4给定传递函数,试以10倍地转角频率为近似地截止频率,求满足采样定理地采样频率和采样周期T.

3.5证明离散系统脉冲响应地z变换即为离散系统传递函数.

3.6设离散系统结构如下图所示,图中D(z为数字PID调节器,其差分方程为

试求当r(t为单位阶跃输入时系统地稳态误差.

3.7试分析下列差分方程所描述系统地稳定性

3.8求下列x(t信号地z变换

第4章控制算法

4.1计算机控制系统地常规设计方法是如何考虑地？

4.2写出PID控制规律地离散位置式和增量式表达式,求出z传递函数D(z.

4.3PID算法地理想型和实际型地主要差别在哪里,为什么要提出实际型算式？

4.4简述PID算法地主要变形型式和特点.

4.5设计PID算法控制程序时需考虑哪些问题？

4.6简述Smith预估控制算法地设计思想,其主要特点是什么？

4.7某主汽温系统采用Smith预估补偿控制,设包括零阶保持器在内地广义对象

(,取整,T为采样周期,

阀门系数为,控制器为PID规律.求解问题：

1、画出主汽温系统Smith预估补偿控制原理框图(不考虑扰动和测量环节.

2、导出控制系统计算机实现过程和控制器位置式算式.

3、设计Smith预估控制程序框图.

4.8试说明扩充响应曲线法与扩充临界比例带法适用于何种对象.

4.9数字控制算法中引入非线性不灵敏环节地主要作用是什么,非线性环节实现地形式主要有哪几种？非线性不灵敏区地设置原则是什么？p1EanqFDPw

4.10在数字PID中,采样周期是如何确定地？它与哪些因素有关？采样周期地大小对调节品质有何影响？

4.11位置型PID和增量型PID有什么区别？它们各有什么优缺点？

4.12在自动控制系统中,正、反作用如何判定？在计算机控制系统中如何实现？

4.13在自动控制系统中,积分饱和现象是如何产生地？计算机控制系统中如何消除饱和？

4.14计算机控制系统中是否需要加手动后援,为什么？

第5章直接数字设计

5.1直接数字设计法地设计思想是什么？其设计控制系统地前提是什么？

5.2离散系统控制器地主要设计方法包括哪几种？最少拍和有限拍属于哪种类型？

5.3设被控对象为一阶惯性加纯迟延,含零阶保持器地广义对象Z传递函数为

根据达林算法期望地闭环响应传递函数为：

,为地时间常数

证明由此设计地控制器D(z,经消除振铃现象后为理想地PI控制器.

5.4设被控对象传递函数为

经采样(T=1和零阶保持后,其对应地广义Z传递函数为：

试求：1、系统对于单位阶跃输入地最少拍无波纹稳定控制器D(z；

2、控制量U(z、系统输出Y(z及在各采样点时刻上地值；

3、系统输出在几拍之后进入稳态.

5.5设跟踪系统如下图示,被控对象传递函数为

ZOH为零阶保持器,采样周期T=0.5S,试设计单位阶跃输入时地有限拍控制器Gc(z.

5.6设跟踪系统如下图示,被控对象传递函数为

采样周期T=1S,试设计单位阶跃输入时地有限拍控制器Gc(z.

第6章现代控制设计方法

6.1简述基于状态空间描述地离散系统控制器设计主要包括哪几种？

6.2简述基于状态空间描述地离散系统控制器极点配置设计法.

6.3简述基于状态空间描述地离散系统控制器最优设计法.

6.4简述分离性原理地设计思想.

6.5离散控制系统设计中为什么要引入状态观测器,简述状态观测器地类型和各自特点.

6.6基于极点配置法设计观测器地基本原则是什么？

6.7设离散系统状态方程为

用状态观测器实现系统状态重构,并以状态估计值构成预估状态线性反馈控制：

其中状态观测器和反馈控制规律采用极点配置法设计.求解问题：

1）导出整个系统地特征方程,并分析系统性能与特征方程根之间地关系；

2）给出系统按极点配置设计控制器地步骤；

3）试求当输入,平衡状态为零态,考虑零静差时,对应地PI控制规律.

6.8设离散系统状态空间模型为：

式中：

给定系统闭环极点为：

判断该系统地可控性,并设计状态反馈控制规律L,使系统具有给定地闭环控制极点.

6.9已知离散系统

分析系统可观测性,设计系统预报状态观测器,并使其极点配置到P1=P2=0.5.

第7章接口技术与总线

7.1什么是接口技术,主要内容是什么？

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