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第1章概述.................................................................................................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础.......................................................................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现.............................................................................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术.............................................................................. 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道...................................................................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术.................................................................................. 6-1第7章控制系统的组态软件....................................................................................................... 7-1第8章DCS集散控制系统.......................................................................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案.......................................................................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用............................................................ 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ....................................................... 11-1第1章概述1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论？[指导信息]:参见1.1自动控制的基本概念。
计算机的理论考试题及答案一、选择题1. 在计算机中，CPU是什么的缩写？(A) 控制处理器 (B) 中央处理器 (C) 计算处理单元 (D) 连接处理单元答案：(B) 中央处理器2. 下列哪项不属于计算机硬件的组成部分？(A) 集成电路 (B) 存储器 (C) 操作系统 (D) 输入输出设备答案：(C) 操作系统3. 下列哪个是二进制数？(A) 1010 (B) 10 (C) 10A (D) A10答案：(A) 10104. 以下哪种传输介质的传输速度最快？(A) 光纤 (B) 电缆 (C) 无线 (D) 3G网络答案：(A) 光纤5. 在计算机中，二进制数的基数是多少？(A) 8 (B) 10 (C) 2 (D) 16答案：(C) 2二、填空题1. 计算机中最基本的存储单位是______。
答案：字节(Byte)2. 计算机运算的基本单位是______。
答案：位(Bit)3. 字长指的是______。
答案：CPU一次能处理的二进制位数。
4. 二进制数1001对应的十进制数是______。
答案：95. 字节是计算机中最基本的存储单位，1字节等于______。
答案：8位三、简答题1. 什么是操作系统？请简要描述其作用。
答：操作系统是指控制和管理计算机硬件资源及提供各种功能的软件系统。
其作用包括管理计算机的硬件资源，如内存、处理器、硬盘等；提供用户和应用程序的界面；协调和控制各种应用程序的运行；实现对文件系统的操作和管理等。
2. 请简要解释什么是算法。
答：算法是指一组有序的、可操作的规则和有穷步骤，用于解决特定问题或完成特定任务的描述。
它描述了问题的解决方法或任务的完成过程，通常使用计算机程序进行实现。
算法应具备以下特征：输入、输出、确定性、有穷性和可行性。
3. 什么是编程语言？简述高级语言和低级语言的区别。
答：编程语言是用来描述计算机应执行的一系列操作的符号和规则的集合。
高级语言是相对于机器语言和汇编语言而言的，它使用人类容易理解和书写的语法和结构，更接近自然语言，如C语言、Python 等；低级语言是更接近计算机硬件的语言，更加底层，使用的是机器可直接理解的指令和编码规则，如汇编语言。
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。
计算机控制系统课后答案1. 概述计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统，它采用计算机硬件和软件的协同作用，对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的任务。
本文将回答计算机控制系统课后习题，以帮助读者加深对该课程的理解。
2. 习题答案2.1 什么是计算机控制系统？计算机控制系统是指利用计算机硬件和软件的协同作用，对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的系统。
其核心是计算机的控制程序，通过对输入信号的处理和对输出信号的控制，实现对被控对象的精准控制。
2.2 计算机控制系统的组成计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成：•输入设备：用于采集被控对象的状态信息，将其转化为数字信号输入到计算机中。
•输出设备：将计算机产生的控制信号转化为可被被控对象接受的信号。
•中央处理单元（CPU）：负责执行控制程序，对输入信号进行处理和判断，并产生相应的控制信号。
•存储器：用于存储控制程序和控制数据。
•总线：用于传输控制信号和数据，连接CPU、存储器和输入输出设备。
2.3 计算机控制系统的特点•精确性：计算机控制系统能够对被控对象进行精确的控制，实时调整控制参数，确保控制过程的稳定性和准确性。
•灵活性：通过编写不同的控制程序，可以实现对不同对象的控制，具有很高的灵活性。
•可靠性：计算机控制系统具有自主诊断和故障处理能力，当出现故障时，能够自动检测、定位和修复错误，提高了系统的可靠性。
•扩展性：计算机控制系统可以根据需要增加或替换硬件设备，增加系统的功能和性能。
•可维护性：计算机控制系统通常使用模块化设计，方便对系统进行维护和升级。
2.4 计算机控制系统的应用领域计算机控制系统广泛应用于工业自动化领域，例如：•工业生产线控制：计算机控制系统可以对生产线上的各个环节进行监控和控制，提高生产效率和产品质量。
•交通信号控制：计算机控制系统可以对交通信号灯进行精确控制，实现交通流量的调度和优化。
•智能家居系统：计算机控制系统可以对家庭设备进行智能控制，实现远程操控和自动化管理。
计算机控制系统课后答案1. 介绍本文是针对计算机控制系统课后作业的答案汇总。
在课程中涉及到的问题和概念将会一一解答和说明，帮助读者更好地理解和掌握计算机控制系统。
2. 问题解答2.1 列举计算机控制系统的应用领域。
计算机控制系统广泛应用于以下领域：- 工业自动化控制：用于控制工业生产线上的各种设备和工艺过程。
- 交通运输系统：包括地铁、公交、航空、航天等领域的运输工具的控制。
- 农业自动化：应用于农业机械和设备的控制，提高农业生产效率。
- 医疗设备控制：用于医疗设备的自动控制和监测。
- 建筑智能化：用于建筑内部的照明、供暖、空调等控制系统。
- 安防、监控系统：包括视频监控、入侵报警等各种安全系统的控制。
2.2 计算机控制系统的组成结构是什么？计算机控制系统的基本组成结构包括： - 传感器：用于将被控制对象的状态转换为电信号，并输入到控制系统中。
- 执行器：根据控制系统的指令，执行相应的动作，控制被控制对象。
- 控制器：对传感器采集到的数据进行处理和分析，并产生相应的控制指令。
- 通信网络：用于传输控制指令和传感器数据的通信网络。
- 计算机：负责控制器的运行和算法的执行，对控制系统进行监控和管理。
2.3 什么是开环控制系统和闭环控制系统？它们的区别是什么？开环控制系统是指控制器只根据预先设置的控制指令，对被控制对象进行控制，而不对被控制对象的输出进行测量和反馈。
因此，开环控制系统的控制效果受到外界扰动和被控制对象本身性能变化的影响。
闭环控制系统是指控制器在对被控制对象进行控制的同时，通过测量被控制对象的输出信号，并与设定值进行比较，产生反馈信号进行控制调节。
闭环控制系统能够根据被控制对象实际输出的变化来调整控制指令，使控制效果更加稳定和准确。
区别： - 开环控制系统没有反馈环路，只根据预先设置的控制指令对被控制对象进行控制；闭环控制系统设有反馈环路，通过测量被控制对象的输出进行调节。
IT01一、必答题[1]. 下列关于计算机网络中通信协议的叙述中，比较准确的是________。
A. 决定谁先接收到信息B. 决定计算机如何进行内部处理C. 为网络中进行通信的计算机制定的一组需要共同遵守的规则和标准D. 如何检查计算机通信时数据传送中的错误[2]. 以太网中的节点相互通信时，通常使用________地址来指出收、发双方是哪两个节点。
MAC[3]. 下面是关于BIOS的一些叙述，正确的是________。
A. BIOS是存放于ROM中的一组高级语言程序B. BIOS中含有系统工作时所需的全部驱动程序C. BIOS系统由加电自检程序，自举装入程序，CMOS设置程序，基本外围设备的驱动程序组成D. 没有BIOS的PC机也可以正常工作[4]. 下面关于鼠标器的叙述中，错误的是________。
A. 鼠标器输入计算机的是其移动时的位移量和移动方向B. 不同鼠标器的工作原理基本相同，区别在于感知位移信息的方法不同C. 鼠标器只能使用PS/2接口与主机连接D. 触摸屏具有与鼠标类似的功能[5]. CRT显示器屏幕上显示的信息每秒钟更新的次数称为________速率，它影响到显示器显示信息的稳定性。
刷新[6]. 以下所列结构中，___________属于高级程序设计语言的控制结构。
①顺序结构②自顶向下结构③条件选择结构④重复结构A. ①②③B. ①③④C. ①②④D. ②③④[7]. 一个存取周期为20ns的主存储器，读出数据的时间是20ns，但写入数据的时间远远大于20ns。
N[8]. 广域网中采用的交换技术大多是________。
A. 电路交换B. 报文交换C. 分组交换D. 自定义交换[9]. ________是通用串行总线的缩写，它是一种中、高速的最多可以连接127个设备的串行接口。
USB[10]. 关于WINDOWS操作系统的特点，以下说法错误的是________。
A. Windows操作系统均属于多用户分时操作系统B. Windows XP在设备管理方面可支持“即插即用”C. Windows XP支持的内存容量可超过1GBD. Windows 2000分成工作站版本和服务器版本[11]. 第一代计算机主要用于科学计算和工程计算。
计算机理论考试题库及答案第一部分：单选题1. 在计算机科学中，编程语言的作用是什么？A. 控制计算机的硬件B. 创建和执行算法C. 存储和管理数据D. 连接计算机与外部设备答案：B. 创建和执行算法2. 在计算机网络中，TCP/IP是用于什么目的的？A. 控制网络访问B. 建立安全连接C. 确保数据传输的可靠性D. 管理网络硬件答案：C. 确保数据传输的可靠性3. 在操作系统中，进程是指什么？A. 程序的执行实例B. 存储数据的地方C. 输入和输出设备D. 硬件的组成部分答案：A. 程序的执行实例4. 数据库管理系统（DBMS）的作用是什么？A. 创建和管理数据库B. 控制硬件的访问权限C. 编写和执行程序D. 连接计算机与外部设备答案：A. 创建和管理数据库5. 在计算机安全中，什么是防火墙？A. 一种硬件设备B. 一个软件程序C. 一种用来保存密码的工具D. 一种用来检查和过滤网络流量的安全机制答案：D. 一种用来检查和过滤网络流量的安全机制第二部分：多选题1. 下列哪些是面向对象编程的特征？（可多选）A. 封装B. 继承C. 多态D. 并发答案：A. 封装，B. 继承，C. 多态2. 下列哪些是常见的操作系统？（可多选）A. WindowsB. LinuxC. AndroidD. iOS答案：A. Windows，B. Linux，C. Android，D. iOS3. 下列哪些是常见的计算机网络协议？（可多选）A. TCP/IPB. HTTPC. FTPD. USB答案：A. TCP/IP，B. HTTP，C. FTP4. 下列哪些是数据库管理系统的功能？（可多选）A. 数据的存储和管理B. 数据的加密和解密C. 数据的备份和恢复D. 数据的验证和审计答案：A. 数据的存储和管理，C. 数据的备份和恢复，D. 数据的验证和审计5. 下列哪些是常见的计算机安全威胁？（可多选）A. 病毒B. 木马C. 密码破解D. 电源故障答案：A. 病毒，B. 木马，C. 密码破解第三部分：问答题1. 请简要解释什么是算法？答：算法是一系列清晰定义的步骤，用于解决特定问题或执行特定任务的方法。
习题一1，微型计算机控制系统的硬件由哪几局部组成？各局部的作用是什么？答：CPU，接口电路与外部设备组成。
CPU，这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个局部发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进展实时检测与处理。
接口电路，微机和生产对象之间进展信息交换的桥梁和纽带。
外部设备：这是实现微机和外界进展信息交换的设备2，微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各局部软件的作用。
答：软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。
整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进展的，因此说软件是微机系统的中枢神经。
就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。
对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。
2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
3，常用工业控制机有几种？它们各有什么用途？4，操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？答：(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进展处理，计算出各控制量应有的较适宜或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。
(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进展巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进展比拟，再进展控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。
DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。
(3)计算机监视控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory puter Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进展控制，系统不能运行在最优状态，而SCC系统不仅可以进展给定值控制，并且还可以进展顺序控制、最优控制以与自适应控制等SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与开展。
第1章概述 ............................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础 ........................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现 ............................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术 ..................................... 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道 ......................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术 ....................................... 6-1第7章控制系统的组态软件 ................................................. 7-1第8章 DCS集散控制系统.................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案 ........................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用 ............................. 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ........................... 11-1第1章概述1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论？[指导信息]:参见1.1自动控制的基本概念。
自动控制(autocontrol)：不用人力来实现的控制，通常可用机械、电气等装置来实现。
通常相对手动控制而言。
控制系统(control system)：通过控制来实现特定功能目标的系统。
第一讲1、什么是计算机数字控制系统？一般由哪几部分组成？请用框图形式给出实例，并简单说明其工作原理。
计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统；一般由计算机和生产过程两部分组成；计算机控制系统由工业控制计算机主体（包括硬件、软件与网格结构）和生产过程两大部分组长。
其中硬件系统有主机、输入输出通道、外部设备、检测与执行机构组成；三个步骤原理：①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。
②实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。
③实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
2、实时、在线方式、离线方式的含义是什么？实时：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。
在线方式：在线方式亦称为联机方式，是指生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为。
离线方式：离线方式亦称为脱机方式，是指生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式。
3、简述计算机数字控制系统的发展趋势。
计算机数值控制系统的发展趋势有控制系统的网络化、扁平化、只能化、综合化。
第二讲1、简述计算机控制系统中过程通道的基本类型及其作用。
数字量输入通道：接受外部装置或产生过程的状态信号，同时将状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号；数字量输出通道：把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号；模拟量输入通道：把被控对象的过程参数如温度、压力、流量、液位重量等模拟信号转换成计算机可以接收的数字量信号；模拟量输出通道：把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。
2、简述计算机控制系统抗干扰技术的基本措施。
克服干扰的措施主要有：硬件措施、软件措施和软硬结合的措施。
其中硬件抗干扰措施包含：①过程通道抗干扰技术；②CPU抗干扰技术；③系统供电与接地技术。
针对不同的干扰采用不用的抗干扰技术：①过程通道抗干扰技术：针对串模干扰，采用滤波器、双积分式A/D转换器、双绞线作信号引线等方法来抑制；针对共模干扰，采用变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比等方式；针对长线传输干扰可采用双绞线与同轴电缆进行传输；②CPU抗干扰技术：使用Watchdog(俗称看门狗)、电源监控(掉电检测及保护)、复位等；③系统供电与接地技术：对于系统供电添加电源异常保护措施；对于接地技术有单点接地、低频接地技术、通道馈线接地技术、主机外壳接地但机芯浮空、多机系统的接地等。
3、什么是采样过程、量化误差、孔径时间？采样过程:按一定的时间间隔T,把时间上连续和幅值上连续的模拟信号,转变成在时刻0、Ｔ、２Ｔ…、ｋＴ的一连串脉冲输出信号的过程叫做采样过程。
量化误差：当离散信号采样值的电平落在两个相邻量化电平之间时，就要舍入到相近的一个量化点评上，该量化电平与实际电平之间的差值称为量化误差。
孔径时间：在模拟量输入通道中，A/D转换器将模拟信号转换成数字量总需要一定的时间，完成一次A/D转换所需的时间称之为孔径时间。
4、采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器？为什么？采样保持器的作用：采样器是一种开关电路或装置，它在固定时间点上取出被处理信号的值。
采样保持器则把这个信号值放大后存储起来，保持一段时间，以供模数转换器转换，直到下一个采样时间再取出一个模拟信号值来代替原来的值。
模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器，如被采样的模拟信号的变化频率相对于A/D转换的转换速度较低的话，可以不加采样保持器。
5、什么是串模干扰和共模干扰？如何抑制？串模干扰：指叠加在被测信号上的干扰噪声，也称为常态干扰。
抑制方法：①如果串模干扰频率比被测信号频率高，则采用输入低通滤波器来抑制高频率串模干扰；如果串模干扰频率比被测信号频率低，则采用高通滤波器来抑制低频串模干扰；如果串模干扰频率落在被测信号频谱的两侧，则应用带通滤波器。
一般情况下，串模干扰均比被测信号变化快，故常用二级阻容低通滤波网络作为模/数转换器的输入滤波器。
当被测信号变化较快时，应相应改变网络参数，以适当减小时间常数。
②当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，用双积分式A/D转换器可以削弱串模干扰的影响。
因为此类转换器是对输入信号的积分值进行测量，而不是测量信号的瞬时值。
若干扰信号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍，则积分后干扰值为零，对测量结果不产生误差。
③对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应尽可能早地进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声比的目的；或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施。
④从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰。
⑤采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应，并且使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。
选用带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，并对测量仪表进行电磁屏蔽。
共模干扰：指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压，也成共态干扰。
抑制方法：①变压器隔离；②光电隔离；③浮地屏蔽；④采用仪表放大器提高共模抑制比。
第三讲(计算机数字控制系统理论基础部分)1、指出采样保持器和零阶保持器在数字离散控制系统的功能与作用。
采样保持器的作用：采样器是一种开关电路或装置，它在固定时间点上取出被处理信号的值。
采样保持器则把这个信号值放大后存储起来，保持一段时间，以供模数转换器转换，直到下一个采样时间再取出一个模拟信号值来代替原来的值。
零阶保持器的作用：将输入信号的幅值保持一个采样周期T ，即在一个采样周期内将开始时输入的信号幅值保持不变，直到采样周期结束。
2、简述传递函数和脉冲传递函数的概念。
传递函数是在零初始条件下，系统输出量)(t c 的拉氏变换)(s C 与输入量)(t r 的拉氏变换)(s R 之比，即)()()(s R s C s G 。
脉冲传递函数是在零初始条件下，系统输出量)(kT c 的Z 变换)(z C 和系统输入量)(kT r 的Z 变换)(z R 之比，即)()()(z R z C z G =。
3、已知：r(t)=1(t), x(0)=0, x(1)=1, 用Z 变换原理和方法，求解差分方程r(k)=x(k+2)-6x(k+1)+8x(k)。
因为r(t)=1(t)，即()1z R z z =-； 根据Z 变换左移定理，其差分方程的Z 变换式为：22()(0)(1)6()6(0)8()1z z X z z x zx zX z zx X z z =---++- 因为x(0)=0, x(1)=1，故有：2()6()8()1z z X z z zX z X z z =--+- 2()(4)(2)(1)z X z z z z =---kk k z k z k z z z z z z z z z z z z z z z z z z z kT x 432231)4)(2)(1()4(lim )4)(2)(1()2(lim )4)(2)(1()1(lim )(124122121⨯+-=----+----+----=-→-→-→4、求下图所示系统的脉冲传递函数D (z )=C (z )/R (z ).)(1)()()()(2121z G G z G G z R z C z D +==]1)1()[1()]1111)(1[(]1)1(1[)(21221T Ts Ts ez z z z z Tz z s s s e Z s e s s Z z G G -----+----=++--=-⋅+=]1)1()[1(1]1)1()[1()()()(2121T Te z z z z z Tz z e z z z z z Tz z z R z C z D -----+----+-+----==第四、五讲作业1、某系统的连续控制器设计为 ,试用双线性变换法、前向差分法、后向差分法分别求取数字控制器D(z)。
双线性变换法：1121212211(1)2(1)1()()|21(1)2(1)11z s T z z T T z T z T z D z D s z T z T z T T z -=+-+++-+===-++-++ 前向差分法：1112211(1)()()|1(1)1z s T z T T T z T D z D s z T T z T T-=-++-===-+-+ 后向差分法：1112211(1)()()|1(1)1z s Tz z T Tz T z Tz D z D s z Tz T z T Tz -=-++-===-+-+ 2、什么是数字PID 的位置型控c 制算法、增量型控制算法？如何得到的？比较它们的优缺点。
PID 算法的数字化，其实质就是将连续形式的PID 微分方程转化成为离散形式的PID 差分方程。
其中，将PID 算法中的模拟式中积分项用求和式，微分项用增量式来表示后得到：0(){()()[()(1)]}n D p j I T T P n K e n e j e n e n T T==++--∑ 将上式称为PID 位置式控制算式对其进行变换后得：()()(1)[()(1)]()[()2(1)(2)]p I D P n P n P n K e n e n K e n K e n e n e n =--=--++--+-△将上式称为PID 增量式控制算式PID 位置式控制算式计算时，只需进行四则算术运算便可求出当前输出值，极方便用计算机来实现。
不过现在计算时，不仅需要知道本次及上次偏差信号和，而且在积分项中还要对历次的偏差信号进行相加求和，因此，在运用计算机实现s T sT s E s s D 2111)()(U )(++==控制输出时，既繁琐又占用大量内存。
PID增量式控制算式计算时，只需知道e(n)，e(n-1)和e(n-2)即可，比PID 位置式控制算式的计算简单。
很适合于某些以步进电机或多圈电位器作为执行机构的控制系统的要求，另外它还具有输出增量不大、系统受操作切换冲击影响较小、不产生积分失控输出较平稳易于获得较好调节效果等优点。
3、什么是积分饱和？是怎样引起的？如何消除？如果执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作，这就叫积分饱和。
因长时间出现偏差或偏差较大，计算出的控制量有可能溢出或小于零，就会出现积分饱和的现象。
