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。
2、 回答下述电路中克服共模干扰的工作原理。
答：平时，开关K1i(i=1,2,...,n)处于闭合状态，Ci的电压跟踪Vi的输入值，开关K2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。需检测Vi时，则令K1i断开,K2i闭合，放大器K的输出经采样保持器送至A/D转换器化为数字量，然后开关再恢复平时的状态。在采样、转换过程中，放大器K不与任何模拟量信号输入共地，电容Ci的电压均为差模电压，这样就克服了共模电压的影响。
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、 线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？
答：线性离散系统的脉冲传递函数定义为零初始条件下，系统或环节的输出采样函数z变换和输入采样函数z变换之比。
5、 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，可能会使控制量u(k)很大，甚至超过执行机构的极限umax。另外，当负误差的绝对值较大时，也
会出现u
6、 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(只有当采样周期T=0时，计算机控制系统才能完全等同于连续系统)，而不可能超过它。因此，这种方法也被称之为近似设计。
教学设计表
学科 授课年级 学校 教师姓名
章节名称 第二章第一节 计算机系统 计划学时 1
学习内容分析 在这个活动中，主要讲了计算机的基本组成、软硬件常识，这些知识中的部分内容在小学阶段已经有所涉及，比如：计算机的基本组成，但仔细钻研教材后就会发现，这两个阶段的教学要求是明显不同的，小学阶段的要求只是能够说出计算机输入、处理、输出设备的名称就可以了，但到了初中阶段这部分要求会明显提升。
学习者分析 学生在小学阶段已经学过信息技术这门课，但是学生间的知识差异较大。有些学生的基础非常好，已经经过较为系统的学习，而还有些学生则可能基本没学过。所以作为开篇的第一节课，担负着非常重要的任务。对于基础比较好的学生要让他们的知识“升级”，而对于“零起点”的学生，要让他们树立起学好信息技术的信心并激发学习兴趣。
教学目标 课程标准：增强学生的信息意识，了解信息技术的发展变化及其对工作和社会的影响。
知识与技能：
1.掌握计算机的基本组成、软硬件常识和正确使用计算机的规范。
2.知道计算机软件与硬件的关系，理解计算机硬件功能及性能指标，尝试设计装机方案。
过程与方法：
能够运用软、硬件知识组装计算机
情感态度与价值观：
1.让学生树立正确使用计算机的规范，培养学生采集信息、应用信息的兴趣。
2.使学生初步意识到学习信息技术学科知识的重要性，逐步提高他们的信息素养
教学重点及解决措施 教学重点：
掌握计算机的基本软、硬件组成
解决措施：利用主机部件，进行实物演示。
教学难点及解决措施 教学难点：利用各部件组装计算机
解决措施：利用课件，进行装机演示
教学设计思路 首先利用同学们关心的话题引入新课，提示学习目标，利用实物示范教学法讲授主机箱里同学们平时认为非常神秘的部件，利用任务驱动法，自主探究，小组活动法，完成对计算机硬件的学习，利用提问的方法引出对软件的学习，为巩固新知，设计生动有趣的课件让同学亲自组装电脑来完成教学。
计算机控制系统试卷二答案
班级： 姓名： 学号： 成绩：
一、 简答题（每小题4分，共40分）
1. 连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？
答：与连续控制系统相比，计算机控制系统具有以下特点：
(1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
(2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。
(3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
(4) 计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
(5) 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。
(6) 采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。
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
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。
(2) 模拟信号
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。
(3) 离散信号
离散信号是仅在各个离散时间瞬时上有定义的信号。
(4) 采样信号
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。
(5) 数字信号
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。
4. 线性定常离散系统的稳态误差是否只与系统本身的结构和参数有关？
计算机控制系统试卷四答案
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一、 简答题 （每小题3分，共30分）
1、 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。
2、 给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
答：
3、 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。
4、 写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传递函数的极点有何影响？
答：零阶保持器的传递函数为sesHTs1)(0。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。
5、 阶跃响应不变法的基本思想是什么？
答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。
6、 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e在门限之内时，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。
7、 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)(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。
8、 采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什么？
答：采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。
9、 说出实施信号隔离的主要方法。
答：信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适用于模拟信号隔离，光电隔离则特别适合数字信号的隔离。
