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计算机控制技术期末复习试题附答案一、选择题1. 下面哪个不是计算机控制系统的组成部分？A. 控制器B. 传感器C. 运算器D. 计算机主机答案：D2. 控制器的作用是什么？A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案：B3. 在控制系统中，传感器的作用是什么？A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案：A4. 控制器与执行器之间的信息传递通常采用哪种形式?A. 电信号B. 光信号C. 音频信号D. 无线信号答案：A二、填空题1. 在控制系统中，PID是什么的缩写？答案：比例-积分-微分2. 当一个过程变量小于或大于设定值时，控制器需要发出一个____信号来调节执行器。
答案：控制3. 开环控制系统中，控制器完全依赖于____来判断并调节执行器。
答案：设定值三、解答题1. 请解释闭环控制系统和开环控制系统的区别。
答案：闭环控制系统和开环控制系统是两种基本的控制系统结构。
闭环控制系统通过传感器获得反馈信息，将反馈信息与设定值进行比较后进行调节，以使系统输出接近设定值。
开环控制系统则没有反馈环节，控制器仅仅根据设定值来调节执行器。
闭环控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性，能够减小外界干扰对系统的影响，但由于需要进行反馈调节，系统可能存在一定的响应延迟。
开环控制系统较为简单，但容易受到干扰的影响，对系统稳定性要求较高。
四、简答题1. 请简述计算机控制技术在工业自动化中的应用。
答案：计算机控制技术在工业自动化中广泛应用，其主要作用是实现对生产过程的自动控制。
通过传感器获取实时数据，计算机控制系统可以实时监测和控制生产过程中的各项参数，将实际数值与设定值进行比较，并通过执行器调节控制。
这种自动化控制能够提高生产效率、降低成本，同时还可以减少人为操作中的误差，提高产品的质量稳定性。
在工业生产中，计算机控制技术广泛应用于各种制造过程中，如汽车制造、电子设备制造、化工生产等。
通过计算机控制技术，可以实现生产过程中的自动监测、自动调节、自动报警等功能，从而提高生产效率，降低生产成本，提高产品的一致性和稳定性。
计算机控制试题及答案一、单项选择题（每题1分，共10分）1. 计算机控制系统中，以下哪个不是典型的控制策略？A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 模糊控制答案：D2. 在计算机控制系统中，系统响应时间指的是：A. 系统从接收到控制命令到开始执行的时间B. 系统从接收到控制命令到完成执行的时间C. 系统从接收到控制命令到输出结果的时间D. 系统从接收到控制命令到输出稳定结果的时间答案：D3. 以下哪个不是计算机控制系统的优点？A. 精度高B. 响应快C. 易于维护D. 能耗高答案：D4. 在计算机控制系统中，闭环控制系统与开环控制系统的主要区别在于：A. 是否有反馈B. 是否有传感器C. 是否有执行器D. 是否有控制器答案：A5. 计算机控制系统的稳定性分析通常采用哪种方法？A. 频率响应法B. 时域分析法C. 状态空间法D. 所有上述方法答案：D6. 在计算机控制系统中，以下哪个参数不是系统性能指标？A. 稳态误差B. 响应时间C. 系统复杂度D. 带宽答案：C7. 以下哪个不是计算机控制系统的组成部分？A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 电源答案：D8. 计算机控制系统中，以下哪个不是典型的干扰？A. 电源波动B. 温度变化C. 机械振动D. 人为操作答案：D9. 在计算机控制系统中，以下哪个不是控制器的设计方法？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 机械控制答案：D10. 计算机控制系统的实时性要求是指：A. 系统响应时间必须小于一个固定的阈值B. 系统响应时间必须大于一个固定的阈值C. 系统响应时间必须等于一个固定的阈值D. 系统响应时间可以是任意值答案：A二、多项选择题（每题2分，共10分）1. 计算机控制系统的输入设备包括：A. 传感器B. 键盘C. 鼠标D. 扫描仪答案：A2. 计算机控制系统的输出设备包括：A. 显示器B. 打印机C. 执行器D. 扬声器答案：C3. 计算机控制系统的设计目标通常包括：A. 稳定性B. 快速性C. 准确性D. 经济性答案：A, B, C, D4. 计算机控制系统的干扰可能来自：A. 电源B. 环境C. 人为操作D. 系统内部答案：A, B, C, D5. 计算机控制系统的稳定性分析方法包括：A. 根轨迹法B. 奈奎斯特准则C. 李雅普诺夫方法D. 频域分析答案：A, B, C, D三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述计算机控制系统的工作原理。
计算机控制技术题库（附答案）计算机控制技术练习题（附答案）⼀、填空题（每空2分，共20分）1．闭环负反馈控制的基本特征是。
2．闭环控制系统⾥，不同输出与输⼊之间的传递函数分母。
3．惯性环节的主要特点是，当其输⼊量发⽣突然变化时，其输出量不能突变，⽽是按变化。
4．静态误差系数是系统在典型外作⽤下精度的指标，静态误差系数越⼤，精度。
5．系统的相稳定裕度γM，定义为开环频率特性在截⽌频率ωc处。
6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。
7．零阶保持器是⼀个相位滞后环节，它的相频特性φ(ω)= 。
8．若已知闭环系统⾃然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取。
9．通常把叠加在被测信号上的⼲扰信号称为。
10．为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加⼊。
⼆、选择题(每题2分，共10分)1．在计算机控制系统⾥，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。
A 增⼤；B 减⼩；C 不变。
2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相⽐，有限字长所引起的量化误差。
A 较⼤；B 较⼩；C 相当。
3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是。
A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。
4．若以电机轴的转⾓为输⼊量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。
A 积分；B 微分；C 惯性。
5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。
A ⼤于；B ⼩于；C 等于。
三、简答题（每⼩题5分，共20分）1．图1为⽔箱⽔位⾃动控制系统，试说明基本⼯作原理。
图12．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为⼏型系统，系统的开环放⼤系数为多少?3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互⽭盾的关系。
4．试表述采样定理，并说明若⼀⾼频信号采样时不满⾜采样定理，采样后将会变成何种信号。
计算机控制系统试卷一答案一、简答题（每小题5分，共50分）1、画出典型计算机控制系统的基本框图。
答：典型计算机控制系统的基本框图如下：2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答(1)周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。
(3)(4)(5)3、答：K P过(3)4、传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。
5、为什么会出现比例和微分饱和现象？答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。
如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，其中计算值的多余信息没有执行就遗失了，从而影响控制效果。
二、已知系统的差分方程为（10分）输入信号是初始条件为1)0(=y ，试写出输出脉冲序列()y k 。
解：1)0(=y… 三、设被控对象传递函数为)1()(+=s s K s G p ，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数。
（10分）解：广义对象传递函数试用（10为使则有单解得c 则)718.01)(1()368.01)(5.01(435.5)()()()(1111----+---=ΦΦ=z z z z z G z z z D e 11223412()()()(2)234(1)z Y z R z z z z z z z z -------=Φ=-=+++-（图略）。
计算机控制系统试卷三答案班级：姓名：学号：成绩：一、简答题（每小题4分，共40分）1、简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。
答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。
3、什么是采样或采样过程？答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。
4、数z5、。
6、(7、答：最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号，速度信号，加速度信号等)作用下，经过最少拍(有限拍)，使系统输出的稳态误差为零。
计算机控制系统（试题）答案在后面一、单选题(共126 题)【 1 】. 不属于规程中关于“取源部件的检修”这一节内容的是______。
A.机械量传感器的检修与质量要求B.取压部件的检修与质量要求C.电接点筒的检修与质量要求D.水位测量筒检修与质量要求答案：（）、【 2 】. 检修后的机柜，应无裸露线头遗留；但因检修完工验收时的疏忽，机组启动后热工人员小王巡检到FSSS柜时，发现柜内有裸露线头遗留，此时小王______。
A.应先用绝缘物将裸露线包扎后放入接线槽中，待机组运行稳定后，再查明原因处理B.为防止处理过程中发生异常，可暂不作任何处理，待机组运行稳定后，再查明原因处理C.应先用绝缘物包扎裸露线，然后立即汇报，等待指示D.应立即汇报，设备主人应立即查明原因予以恢复；若为无用线，及时用绝缘物将裸露线包扎后放入接线槽中答案：（）【 3 】. 关于测量管路，你认为下列说法正确的是______。
,A.为避免测量管路排污时对测量造成影响，各测量导压管均应分隔保温B.所有水位测量管路均应装设排污阀C.水位、流量等差压测量管路的正负压导压管应尽量靠近敷设D.所有测量管路均应装设二次阀答案：（）【 4 】. 对于-5V～+5V之间变化的模拟量信号进行数据采集，需采用______编码方式。
A.二进制编码编码【C.单极性编码D.双极性编码答案：（）【 5 】. A/D转换器接受输入信号的时间间隔，称为______；A/D转换器的转换时间与______的大小有关。
A.孔径时间模拟输入电压值B.采样时间模拟输入电流值C.转换时间接受输入信号的时间间隔D.采样周期量化误差】答案：（）【 6 】. 关于计算机控制系统的总电源，下面说法不符合规程要求的是______。
A.应由来自二路不同的电源系统冗余供电，电源自动投入装置应切换可靠B.正常运行时应由UPS提供，其容量应有大于40％的余量，质量符合要求C.若采用隔离变压器进行电源隔离时，检查隔离变压器应无异常发热，二次侧接地应良好D.供电回路中不应接有任何大功率用电设备，未经批准不得随意接入新负荷答案：（）{【7 】. 设12位A/D转换器的满量程电压FSR为10V，则该A/D转换器的量化单位是______。
1、智能仪表接入计算机有两种途径，一种是485串行方式，另一种是（）。
A.FDDI网B.互联网InternetC.ATM网D.以太网Ethernet正确答案：D2、以太网络最典型的应用形式为顶层采用Ethernet，网络层和传输层一般采用国际标准（）协议。
A. NetBEUIB.TCP/IPC.IPX/SPXD.RS-232-C正确答案：B3、D/A转换器误差的主要来源是（）和保持器（采样点之间插值）的形式以及规定的时间间隔T来决定。
A.信号种类B.转换器种类C.信号大小D.转换器字长正确答案：D1、计算机控制系统的性能指标主要有（）。
A.稳定性B.综合指标等C.稳态指标D.动态指标正确答案：A、B、C、D2、计算机控制系统的主要特点是（）。
A.结构混合B.结构唯一C.信号混合D.信号唯一正确答案：A、C3、计算机控制系统的基本类型有（）。
A.计算机监督控制系统B.总线控制系统C.集散控制系统D.集中式计算机控制系统正确答案：A、B、C、D三、判断题1、计算机控制系统主要从信号变换、对象建模与性能分析、控制算法设计、控制系统仿真、控制系统实现等5个方面系统讲述计算机控制系统分析和设计的基本理论和方法。
（）正确答案：√2、计算机控制实验的基本要求是对课本中所涉及的计算机控制系统的相关理论进行仿真和控制实验研究，包括基础型实验，扩展型实验和研究型实验。
（）正确答案：√3、分级控制系统由现场总线控制、计算机监督控制、直接数字控制三级组成。
（）正确答案：×4、实验平台的“场所便利化”是指被控对象和控制系统小型化，安全性高、成本低，便于使用者携带和使用，在家中和宿舍等场所即可完成各种实验。
（）正确答案：√5、实验平台的“场所便利化”是指被控对象和控制系统小型化，安全性高、成本低，便于使用者携带和使用，在家中和宿舍等场所即可完成各种实验。
（）正确答案：√6、计算机控制系统就是由模拟器件参与并作为核心环节的自动控制系统，即应用模拟器件参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。
计算机控制技术复习题（含部份答案）⼀. 填空题：1、计算机控制系统的⼯作过程为：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。
2、计算机控制系统硬件由⼯业控制机、计算机、过程输⼊输出通道和⽣产过程组成。
3、选择D/A转换器时应着重考虑的是：精度、分辨率。
4、接地技术中接地⽅式有：⼯作接地、保护接地等两种。
5、计算机控制系统按总体结构来分有：开环控制系统、闭环控制系统两⼤类6、计算机控制系统是指采⽤了数字计算机和其他⾃动化设备的⾃动控制系统。
7、计算机控制系统软件由控制部分和被控对象组成。
8、计算机控制系统输⼊/输出通道分为四类，分别是模拟量输⼊通道、模拟量输出通道、数字量输⼊通道，数字量输出通道。
9、过程通道中存在的⼲扰有：串模⼲扰、共模⼲扰。
10、局域⽹常见的⽹络拓朴结构有：星型、环型、总线型等。
11、计算机控制系统是指利⽤计算机来实现⽣产过程⾃动控制的系统。
14、衡量⼀个D/A转换器性能的主要参数有：分辨率、转换时间、精度、线性度。
15、数据处理的内容有：线性化处理标度变换。
16、闭环负反馈控制的基本特征是：测量偏差、纠正偏差。
17、⼀阶惯性环节的主要特点是当输⼊量突然变化时，输出量不能突变，⽽是按指数规律变化。
18、静态误差系数是系统在典型外作⽤下精度的指标，静态误差系数越⼤，精度越⾼。
19、离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统的结构和参数有关，还与系统的采样周期有关。
20、若已知闭环系统的⾃然频率为ωn ，经验上，采样频率ωs应取≥10ωn。
21、通常把叠加在测量信号上的⼲扰信号称为串模⼲扰。
22、为使得传感器特性与A/D变换的特性相匹配，通常在传感器和A/D变换器之间加⼊调理电路。
23、计算机控制系统中常⽤的控制器有可编程控制器、⼯控机、DSP、智能调节器等。
24、计算机控制系统中，被测信号有单端对地输⼊和双端不对地输⼊两种⽅式。
25、信号接地⽅式应采⽤单点接地⽅式，⽽不采⽤多点接地⽅式。
加黑的为老师讲的重点内容，君可以自由选择怎样去看待它。
一、概念方面（只有判断题加选择题）1、比较计算机控制系统与模拟控制系统的效果。
（结构、信号、功能、时限、工作方式）。
P9~111、计算机控制系统：a、结构：调节器是计算机；b、信号：离散的数字信号；c、功能：以软代硬，可以灵活实现多种控制方案；d、时限：具有实时性；e、工作方式：两种工作方式，在线工作方式和离线工作方式。
2、模拟控制系统从：a、结构：调节器是模拟电路；b、信号：连续的模拟信号；c、功能：各功能电路信息获取、驱动、执行都模拟电路完成；d、时限：信号之间的同步采用延时；e、工作方式：只能在线工作。
△2、计算机控制系统的组成。
典型情况下其中包含模拟量、数字量、连续量、离散量等类型。
P5~6计算机控制系统体系由数字硬件、模拟硬件、系统软件、应用软件四大系统组成。
△3、DAS、DDC、DCS、FCS、CMIS、FCS、SCC的含义。
1、数据采集与处理系统（DAS）；2、操作指导控制系统(OGC)；3、直接数字控制系统（DDC）；4、监督计算机控制系统（SCC）；5、集散控制系统（DCS）；6、现场总线控制系统（FCS）。
4、过程通道的作用、类型、构成。
P7(可能是简答题之一)作用：处于工业生产过程与主机接口之间，担负着生产过程与交换信息的任务；类型：模拟过程输入/输出通道；开关量过程输入/输出通道；构成：外部通道、检测及变送称为过程通道。
△5、并行I/O口可以实现开关量的检测与控制，开关量的检测用I口，开关量的控制用O口。
如钮子开关、行程开关、接近开关、按钮、继电器触点的状态属于开关量的检测用I口；光电耦合器、三极管、二极管的状态属于开关量的控制用O口。
△6、开关量通过输出口控制由于O口电流只有几个mA，因此需要驱动器。
7、固态继电器（SSR）分为直流SSR和交流SSR。
8、LED数码管有共阴极和共阳极，字型码互反，显示电路有动态显示、静态显示。
《计算机控制系统》课程复习题答案一、知识点：计算机控制系统的基本概念。
具体为了解计算机控制系统与生产自动化的关系；掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性；理解计算机控制系统的分类和发展趋势。
回答题：1.画出典型计算机控制系统的基本框图；答：典型计算机控制系统的基本框图如下：2.简述计算机控制系统的一般控制过程；答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理；(2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。
3.简述计算机控制系统的组成；答：计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成，计算机系统又由硬件和软件组成。
4.简述计算机控制系统的特点；答：计算机控制系统与连续控制系统相比，具有以下特点：⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
⑵计算机控制系统修改控制规律，只需修改程序，一般不对硬件电路进行改动，因此具有很大的灵活性和适应性。
⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
⑷计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。
⑹采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化。
5.简述计算机控制系统的类型。
答：（1）操作指导控制系统；（2）直接数字控制系统；（3）监督计算机控制系统（4）分级计算机控制系统二、知识点：计算机控制系统的硬件基础。
具体为了解计算机控制系统的过程通道与接口；掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用，掌握输入/输出接口电路：并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法，能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。
回答题：1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。
2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。
答：W78系列,如W7805、7812、7824等；W79系列，如W7805、7812、7824等4.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。
《计算机控制系统》课程复习题答案一、知识点：计算机控制系统的基本概念。
具体为了解计算机控制系统与生产自动化的关系；掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性；理解计算机控制系统的分类和发展趋势。
回答题：1.画出典型计算机控制系统的基本框图；答：典型计算机控制系统的基本框图如下：2.简述计算机控制系统的一般控制过程；答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理；(2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。
3.简述计算机控制系统的组成；答：计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成，计算机系统又由硬件和软件组成。
4.简述计算机控制系统的特点；答：计算机控制系统与连续控制系统相比，具有以下特点：⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
⑵计算机控制系统修改控制规律，只需修改程序，一般不对硬件电路进行改动，因此具有很大的灵活性和适应性。
⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
⑷计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。
⑹采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化。
5.简述计算机控制系统的类型。
答：（1）操作指导控制系统；（2）直接数字控制系统；（3）监督计算机控制系统）分级计算机控制系统4（．二、知识点：计算机控制系统的硬件基础。
具体为了解计算机控制系统的过程通道与接口；掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用，掌握输入/输出接口电路：并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法，能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。
回答题：1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。
2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。
答：W78系列,如W7805、7812、7824等；W79系列，如W7805、7812、7824等4.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。
5.说明隔离电源的基本作用。
答：为了实施隔离技术，隔离电源可以为被隔离的各个部分提供独立的或相互隔离的电源供电，以切断各个部分间的电路联系。
6.什么是采样或采样过程？答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。
7.简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。
答：(1) 连续信号。
(2) 模拟信号。
(3) 离散信号。
(4) 采样信号。
(5) 数字信号。
8.根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。
(1) 周期采样。
指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。
(2) 同步采样。
如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样。
(3) 非同步采样。
如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭。
(4) 多速采样。
如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同。
随机采样。
若相邻两次采样的时间间隔不相等。
(5)9.什么是信号重构？答：把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。
10.写出零阶保持器的传递函数。
?Ts e?1H(s)?。
答：零阶保持器的传递函数为0s11.引入零阶保持器对系统开环传递函数的极点有何影响？答：零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。
12.简述采样定理的基本内容。
?,进行周期采: 如果连续信号具有有限频谱，其最高频率为答：采样定理)tf(t)f(max??**2?亦即可以从连续信号样且采样角频率唯一确定，可以由采样信号时，(t)tf()f)(ft maxs。
无失真地恢复)tf(13.简述连续信号的定义。
答：连续信号是在整个时间范围均有定义的信号，它的幅值可以是连续的,也可以是断续的。
简述离散信号的定义。
14.答：模拟信号是在整个时间范围均有定义的信号，它的幅值在某一时间范围内是连续的。
模拟信号是连续信号的一个子集，在大多数场合与很多文献中，将二者等同起来，均指模拟信号。
15.简述采样信号的定义。
答：采样信号是离散信号的子集，在时间上是离散的、而幅值上是连续的。
在很多场合中，我们提及离散信号就是指采样信号。
16.简述数字信号的定义。
答：数字信号是幅值整量化的离散信号，它在时间上和幅值上均是离散的。
三、知识点：数字控制器的模拟化设计方法。
具体为控制介绍数字控制器的模拟化设计方法，PID掌握模拟控制器与数字控制器的转换方法，掌握数字器的设计方法及存在的问题、改进的办法。
回答题：简述比例调节作用。
1.答：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使K。
比例调节器虽然简输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数P K可以减小静差，单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。
加大比例系数P K过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。
但是P2.简述积分调节的作用答：为了消除在比例调节中的残余静差，可在比例调节的基础上加入积分调节。
积分eu，从而减小偏差，不为零，它将通过累积作用影响控制量调节具有累积成分，只要偏差TT将减慢消除静差的过大，则积分作用弱，反之强。
增大直到偏差为零。
积分时间常数II程，但可减小超调，提高稳定性。
引入积分调节的代价是降低系统的快速性。
3.简述微分调节的作用答：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。
微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。
4.为什么会出现比例和微分饱和现象？答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大(由于积分项的系数一般小得多，所以积分部分的增量相对比较小)。
如果该计算值超过了执行元件所允许的最大限度，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，其中计算值的多余信息没有执行就遗失了，从而影响控制效果。
5.如何消除比例和微分饱和现象？答：抑制比例和微分饱和的办法之一是用“积分补偿法”。
其中心思想是将那些因饱和而未能执行的增量信息积累起来，一旦有可能再补充执行。
6.增量型PID控制算式具有哪些优点？答：(1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作影响小。
(2)在i时刻的输出ui，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻、前两时刻的偏差e、i-1e和前一次的输出值u，这大大节约了内存和计算时间。
ii--12(3)在进行手动—自动切换时，控制量冲击小，能够较平滑地过渡。
7.如何利用试凑法调整PID算法的参数？答：(1)先整定比例部分：将比例系数KP由小调大，并观察相应的系统响应趋势，直到得到反应快、超调小的响应曲线。
(2)如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足设计要求，则需加入积分环节。
(3)如果即使有比例积分控制器消除了偏差，但动态过程仍不令人满意，则可以加入微分环节，构成PID控制器。
在整定时，可先置微分时间系数TD为零，在第二步整定的基础上，增大微分时间系数TD，同时相应地改变比例系数KP和积分时间系数TI，逐步试凑，以获得满意的调节效果和控制参数。
．8.何为积分饱和现象？答：在标准PID位置算法中，控制系统在启动、停止或者大幅度提降给定值等情况下，系统输出会出现较大的偏差，这种较大偏差，不可能在短时间内消除，经过积分项累积后，uku。
另外，当负误差的绝对值较大)(很大，甚至超过执行机构的极限可能会使控制量max uu的另一种极端情况。
显然，当控制量超过执行机构极限时，控制作用时，也会出现<min必然不如应有的计算值理想，从而影响控制效果。
这类现象在给定值突变时容易发生，而且在起动时特别明显，故也称“起动效应”。
9.如何消除积分饱和现象？答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。
因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以e 之内时，消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。
只有当误差在门限加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。
10.等效离散化设计方法存在哪些缺陷？答：等效离散化设计方法存在以下缺陷：(1) 必须以采样周期足够小为前提。
在许多实际系统中难以满足这一要求。
(2) 没有反映采样点之间的性能。
特别是当采样周期过大，除有可能造成控制系统不稳定外，还使系统长时间处于“开环”、失控状态。
因此，系统的调节品质变坏。
(3) 等效离散化设计所构造的计算机控制系统，其性能指标只能接近于原连续系统T=0时，计算机控制系统才能完全等同于连续系统只有当采样周期)，而不可能超过它。
(因此，这种方法也被称为近似设计。
计算题：1. 用后向差分法求下列模拟控制器的等效数字控制器，设采样周期T=1s。
解：2. 用双线性变换法求下列模拟控制器的等效数字控制器，设采样周期T=0.5s。
解：3．某连续控制系统的校正装置的传递函数为et)(，输出为试分别用前向差分法和后向差分法求该装置的递推输出序列（设输入为ut) ）。
(解：前向差分后向差分已知某连续控制器的传递函数为4.DzT=1s。
( )试用双线性变换法求出相应的数字控制器的脉冲传递函数，其中2z?1解：应用双线性变换?s Tz?15. 已知某连续控制器的传递函数为写出等效的递推型数字PID控制器的差分形式。
?1z1?解：应用后向差分法?s T6. 已知某连续控制器的传递函数为现用数字PID算法实现它，试写出其相应的增量型PID算法输出表达式。
设采样周期T=1s。
?1z1?解：应用后向差分法等效离散化?s T四、知识点：计算机控制系统的直接设计方法。
具体为掌握数字控制器的直接设计方法，包括最少拍无差有波纹、无波纹系统设计方法，大林方法。
了解根轨迹设计法及频域设计法。
回答题：1.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。
答：直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下：(1)根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数。
)Φ(z(2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z)；根据D(z)编制控制算法程序。
2.什么是最少拍设计？答：最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号，速度信号，加速度信号等)作用下，经过最少拍(有限拍)，使系统输出的稳态误差为零。
3.最少拍设计有什么不足之处？答：最少拍控制器设计时，对于不同的输入，要求使用不同的闭环脉冲传递函数。
所以这样设计出的控制器对各种典型输入信号的适应能力较差。
