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第三章 计算机控制系统的数学基础(学生版)

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计算机控制系统课后习题答案1

计算机控制系统课后习题答案1

第一章课后参考答案1-1简述计算机控制系统的控制过程。

计算机控制系统的控制过程可以归纳为以下三个步骤：1)实时数据采集：对被控量进行采样测量，形成反馈信号；2)实时控制计算：根据反馈信号和给定信号，按一定的控制规律，计算出控制量；3）实时控制输出，向执行机构发出控制信号，实现控制作用。

1-2什么是实时性？有哪些因素影响系统的实时性？硬件：1）控制器计算速度2）传感器采集速度3）执行器反应时间4）A/D、D/A转换速度软件：1）操作系统调度2）中断响应处理方式（包括定时器）3）延时函数的设置实时性：即信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内即时完成的，超出这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。

1-3计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分作用是什么？计算机的硬件主要包括主机、输入输出通道和外部设备。

主机：主机是计算系统的核心，通过接口向系统的各个部分发出各种指令，对被控对象进行检测和控制。

输入输出通道：输入输出通道是计算机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

过程输入通道把生产对象的被控参数转换成计算机可以接收的数字信号，过程输出通道把计算机输出的控制命令和数据，转化成可以对生产对象进行控制的的信号。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

外部设备：外部设备是实现计算机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备（操作台）、输入输出设备（磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等）和外存贮器，其中操作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容，还应有按键或开关，完成系统的启、停等功；操作台还要保证操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能。

1-4计算机控制系统的软件由哪几部分组成？各部分作用是什么？计算机控制系统软件分为系统软件、应用软件及数据库。

系统软件是有计算机生产厂家提供的专门用来使用和管理计算机的程序。

对用户来说，系统软件只是用来开发应用软件的工具，不需要自己设计。

计算机控制系统4第三章 (2)

计算机控制系统4第三章 (2)


②量程 它是指所能转换的电压范围。如5V、10V等。
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
③转换精度 它是指转换后所得结果相对于实际值的准确
度。A/D转换器的转换精度取决于量化误差q、微分线性 度误差DNLE和积分线性度误差INLE 。 积分线性度误差INLE: 在满量程输入范围内，偏离理想转
A/D转换器
PUSH DS
STI MOV AX,DATA
MOV AX,250AH
INT 21H MOV DX,220H
MOV DS,AX
MOV DX,220H IN AL,DX;读数 MOV ADTEMP,AL
MOV AL,21H;发EOI 命令 OUT 20H,AL POP DS;恢复现场 POP DX POP AX IRET
A B C G2A VCC y0 y1 y2
G2B y3 G1 Y7 y4 y5
* 1 * * * 1 1 1 1 1 1 1 1 0 * * * * 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
地
y6
设计时，根据具体接口芯片的要求，AO、 A1用作端口地址。
A/D转换器
例 ： AD574与ISA总线前62根信号线（即PC/XT总线）的接口
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
74LS138 16芯译码器
• A.B.C为选择端 G1、G2A、G2B为允许端 G2=G2A+G2B
G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
(完整版)于海生---微型计算机控制技术课后习题答案(给学生)

(完整版)于海生---微型计算机控制技术课后习题答案(给学生)

第一章计算机控制系统概述习题及参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。

(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。

(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。

3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？由四部分组成。

图1.1微机控制系统组成框图(1)主机：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部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。

主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。

(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。

过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

计算机应用基础第三章测试答案

计算机应用基础第三章测试答案

计算机应用基础第三章测试答案在计算机应用基础的学习中，第三章通常涵盖了一些重要且实用的知识。

以下是为您提供的第三章测试答案及相关解析。

一、选择题1、在计算机中，信息的最小单位是（）A 字节B 位C 字D 双字答案：B解析：在计算机中，信息的最小单位是位（bit），它表示一个二进制数字 0 或 1。

2、一个字节（Byte）由（）个二进制位组成。

A 4B 8C 16D 32答案：B解析：一个字节由 8 个二进制位组成。

3、以下存储容量单位中，最大的是（）A KB B MBC GBD TB答案：D解析：TB 是存储容量单位中最大的，1TB ＝ 1024GB，1GB ＝1024MB，1MB ＝ 1024KB。

4、计算机内存中的只读存储器（ROM）的特点是（）A 存储的信息可以读出和写入B 存储的信息只能读出，不能写入C 断电后存储的信息会丢失D 存储的信息可以快速读出答案：B解析：ROM 中的信息只能读出，不能写入，且断电后信息不会丢失。

5、计算机的中央处理器（CPU）主要由（）组成。

A 控制器和运算器B 控制器和存储器C 运算器和存储器D 控制器、运算器和存储器答案：A解析：CPU 主要由控制器和运算器组成，负责计算机的运算和控制。

6、计算机软件系统通常分为（）A 系统软件和应用软件B 高级软件和低级软件C 军用软件和民用软件D 管理软件和控制软件答案：A解析：计算机软件系统分为系统软件和应用软件，系统软件为计算机运行提供基本支持，应用软件满足各种具体的应用需求。

7、以下属于系统软件的是（）A WordB ExcelC WindowsD Photoshop答案：C解析：Windows 是操作系统，属于系统软件；Word、Excel 和Photoshop 都是应用软件。

8、操作系统的主要功能不包括（）A 处理器管理B 存储管理C 文档编辑D 设备管理答案：C解析：操作系统的主要功能包括处理器管理、存储管理、设备管理等，文档编辑不是其主要功能。

大学计算机基础(第2版)习题参考 答案

大学计算机基础(第2版)习题参考 答案

内部资料大学计算机基础第（第2版）习题参考答案目录第1章引论 (1)第2章计算机系统 (3)第3章数据在计算机中的表示 (6)第4章操作系统基础 (10)第5章Office2007办公软件 (16)第6章网络技术基础 (21)第6章电子商务（补充习题） (25)第7章信息检索与应用基础 (28)第8章信息安全基础 (32)第9章信息世界中的道德 (36)第10章数值分析 (38)第11章算法与数据结构基础 (39)第12章多媒体技术及应用 (41)第13章信息系统与数据库基础 (44)第1章引论【思考题与习题】一、思考题1．什么是计算机？什么是计算机文化？答：计算机（Computer）是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。

计算机文化，就是人类社会的生存方式因使用计算机而发生根本性变化而产生的一种崭新文化形态，这种崭新的文化形态可以体现为：(1)计算机理论及其技术对自然科学、社会科学的广泛渗透表现的丰富文化内涵；(2)计算机的软、硬件设备，作为人类所创造的物质设备丰富了人类文化的物质设备品种；(3)计算机应用介入人类社会的方方面面，从而创造和形成的科学思想、科学方法、科学精神、价值标准等成为一种崭新的文化观念。

2．计算机的发展历程是怎样的？简述计算机的四个发展阶段。

答：从古到今，大概没有哪一项技术的发展速度可以与计算机相比肩了。

从第一台电子计算机ENIAC诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。

主要电子器件相继使用了真空电子管，晶体管，中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起计算机的几次更新换代。

每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。

特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及，进入了办公室和家庭，在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。

目前，计算机的应用已扩展到社会的各个领域。

计算机控制系统(王慧第三版)第三章课后答案

计算机控制系统(王慧第三版)第三章课后答案

计算机控制系统课后答案第三章计算机控制系统中的总线技术1、为什么要制定计算机总线标准？采用总线结构有哪些优点？答：为了使插件与插件之间、系统与系统之间能够实现正确的连接和可靠通信，就必须对连接各插件或各系统的基础——总线，制定出严格的规约，即总线标准。

优点：①使结构由面向CPU变为面向总线，简化了系统结构；②可做到硬件、软件的模块化设计与生产；③系统结构清晰明了，便于灵活组态、扩充、改进与升级；④符合同一总线标准的产品兼容性强；⑤用户可以根据自己的需要将不同生产厂家生产的各种型号的模块或模板方便的用标准总线连接起来，构成满足各种用途的计算机应用系统。

2、计算机总线大致可分为几类，其中内部总线又可分为几类？根据总线的功能和应用场合，总线分为内部总线和外部总线。

根据总线的结构总线还可分为并行总线和串行总线。

内部总线分为：数据总线D，地址总线A，控制总线C和电源总线P。

3、总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么？控制总线决定了总线的功能强弱、适应性好坏。

4、常见的总线体系结构有哪几种？总线的控制方式又有哪些？常见的总线体系结构有以下三种：单总线体系结构；并发总线体系结构；带Cache的并发总线体系结构。

总线的控制方式：①串行链接式总线裁决②定时查询方式③独立请求式总线裁决。

5、总线的数据传输方式有哪些？①同步式通信②异步式传输③半同步传输6、调制解调器实现远程通信时可分为哪三阶段？并阐述RTS、CTS等信号的变化情况。

调制解调器实现远程通信一般包括呼叫建立、数据传输和拆线三个阶段。

RTS、CTS等信号的变化情况见教材P41。

7、RS-232与RS-485有什么本质的区别？简述其优缺点。

RS-232采用EIA电平，非平衡连接及公用地线，用于数据中断设备DTE和数据通信设备DCE之间的串行异步数据通信，还可作为计算机与计算机，计算机与外设之间的连接标准，通信方式既可全双工，也可半双工；RS-485采用差分驱动电路平衡方式，采用TTL电平，多个发送器，多个接收器，可采用总线方式通信，也可采用环路方式，只能工作在半双工方式。

计算机控制技术课后题答案整理版（1到5章基本都有了）

计算机控制技术课后题答案整理版（1到5章基本都有了）

第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的？画出方框图并说明各部分的作用。

答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成；框图P3。

1）工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。

2）PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道，在两者之间起到纽带和桥梁的作用。

3）生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。

2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？（1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。

（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。

3.计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？（1）操作指导控制系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。

缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。

（2）直接数字控制系统(DDC) （属于计算机闭环控制系统）优点：实时性好、可靠性高和适应性强。

（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。

（4）集散控制系统优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

（5）现场总线控制系统优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。

（6）PLC+上位系统优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。

附加：计算机控制系统的发展趋势是什么？大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。

为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提出的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面。

第三章 计算机控制系统的数学描述2差分方程

第三章 计算机控制系统的数学描述2差分方程

与输入开关同步的采样开关，如图 3.2（b）所示，这样系统变成了 离散系统。
脉冲传递函数 G(z) 的求法：
·对 G(s) 做拉氏反变换 g(t) ? L?1?G(s)?，求得脉冲响应。
·对 g(t) 响应）。
采样，求得采样信号 g*(t) （离散系统脉冲 ? g * (t ) ? ? g ( kT )? (t ? kT ) k?0
（1）迭代法 若看作数学问题求解，需考虑初始条件。 例3.8 已知差分方程为
y(k) ? y(k ?1)? r(k) ? 2r(k ? 2)
设初始条件 y(0) ? 2 ，求 y(k) 。 解： 将差分方程式写成递推形式
y(k) ? r(k) ? 2r(k? 2)? y(k?1)
令 k?1 ，则 y(1)? r(1)? 2r(?1)? y(0)
·对采样信号 g*(t) 进行拉氏变换，得 G(z)
?
G (z) ? L?g * (t)?? ? g (kT )z? k k? ? 0
G ( z) ? Z ?g (t ) ?? ? g ( kT ) z ? k k?0
G ( z ) ? Z ?G ( s ) ?
以上3式均可通用。
2、差分方程与脉冲传递函数 已知差分方程为
如果差分方程为
y(k) ? a1y(k ? 1) ? ???? an y(k ? n) ? b0r (k) ? b1r (k ? 1)? ??? bmr (k ? m)
n
m
y(k) ? ? ai y(k ? i) ? ? b jr (k ? j)
i?1
j?0
n
m
? ? Y(z) ? ai z?iY(z) ? b j z? jR(z)
i?1
j? 0
大学计算机基础(五版)各章节习题+答案

大学计算机基础(五版)各章节习题+答案

第一章计算机与信息社会基础知识一、选择题1．_____________是现代通用计算机的雏形。

A. 宾州大学于1946年2月研制成功的ENIACB．查尔斯·巴贝奇于1834年设计的分析机C．冯·诺依曼和他的同事们研制的EDVACD．艾伦·图灵建立的图灵机模型2．计算机科学的奠基人是_____________。

A.查尔斯·巴贝奇 B．图灵 C．阿塔诺索夫 D．冯，诺依曼3．物理器件采用晶体管的计算机被称为_____________。

A．第一代计算机 B．第二代计算机C．第三代计算机 D．第四代计算机4．目前，被人们称为3C的技术是指_____________。

A. 通信技术、计算机技术和控制技术B．微电子技术、通信技术和计算机技术C．微电子技术、光电子技术和计算机技术D．信息基础技术、信息系统技术和信息应用技术5．下列不属于信息系统技术的是_____________。

A. 现代信息存储技术 B．信息传输技术C．信息获取技术 D．微电子技术6．在下列关于信息技术的说法中，错误的是_____________ 。

A．微电子技术是信息技术的基础B．计算机技术是现代信息技术的核心C．光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术D．信息传输技术主要是指计算机技术和网络技术7．在电子商务中，企业与消费者之间的交易称为_____________。

A．B2B B．B2C C．C2C D．C2B8．计算机最早的应用领域是_____________。

A．科学计算 B．数据处理 C．过程控制 D．CAD／CAM ／CIMS9．计算机辅助制造的简称是_____________。

A．CAD B．CAM C．CAE D．CBE10．CBE是目前发展迅速的应用领域之一，其含义是_____________。

A．计算机辅助设计 B．计算机辅助教育C．计算机辅助工程 D．计算机辅助制造11．第一款商用计算机是_____________计算机。

2023大学_计算机控制系统(李华著)课后答案下载

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2023计算机控制系统（李华著）课后答案下载2023计算机控制系统（李华著）课后答案下载
本书是300MW火力发电机组丛书的第四分册,主要介绍300MW火力发电机组普遍应用的计算机分散控制系统(DCS)。

全书共分十一章,分别叙述了分散控制系统的`基本结构与特点、主要硬件、软件系统、通信网络,以及在300MW火电机组上实现的数据采集与监控系统、协调控制系统、炉膛安全监控系统、汽轮发电机数字电液控制系统、给水泵控制系统和旁路控制系统等。

计算机控制系统（李华著）：内容提要
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前言
第一章概论
第一节火力发电厂生产过程的特点与控制要求
第二节火力发电厂生产过程自动化的历史概况
第三节计算机控制系统的基本组成
第四节计算机控制系统的基本类型
第五节计算机控制系统的基本要求
第二章分散控制系统(DCS)的结构与特点第一节分散控制系统概述
第二节典型分散控制系统的结构
第三节分散控制系统的结构分析
第四节分散控制系统的特点
第三章分散控制系统的主要硬件
第一节过程控制设备
第二节人机接口设备
...。

计算机控制技术：3.3 数字控制技术(三)

计算机控制技术：3.3 数字控制技术(三)

给一步至(m+1)点，其坐标值为 ： xm+1=xm-1 ym+1=ym
新的加工点的偏差为 Fm+1=xm+12+ym+12-R2=(xm-1)2+ym2-R2=Fm-2xm+1
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一 起的，比如线性方程组的 求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具体算法介绍了算法 的三种基本结构：顺序、条件和循环，以及基本的算法语句，最后集中介绍了辗转相除法 与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定 决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样调查知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样 本的方法、方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活 中的统计数据，通过边框的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体会抽样不是简单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是否可靠。 然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系统抽样、分 层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将 在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次 数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验， 给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何 概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Exc el软件产生（取整数值的）随机数的方法， 以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试 验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频 率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。

《大学计算机基础》(第3版)习题和参考答案要点

第1章电脑系统基础选择题1.电脑的发展经历了机械式电脑、〔 B 〕式电脑和电子电脑三个阶段。

〔A〕电子管〔B〕机电〔C〕晶体管〔D〕集成电路2.英国数学家巴贝奇1822年设计了一种程序控制的通用〔 D 〕。

〔A〕加法器〔B〕微机〔C〕大型电脑〔D〕分析机3.美国宾夕法尼亚大学1946年研制成功了一台大型通用数字电子电脑〔 A 〕。

〔A〕ENIAC 〔B〕Z3 〔C〕IBM PC 〔D〕Pentium4.爱德华·罗伯茨1975年发明了第一台微机〔 C 〕。

〔A〕Apple II 〔B〕IBM PC/XT 〔C〕牛郎星〔D〕织女星5.1981年IBM公司推出了第一台〔 B〕位个人电脑IBM PC 5150。

〔A〕8 〔B〕16 〔C〕32 〔D〕646.中国大陆1985年自行研制成功了第一台PC兼容机〔 C 〕0520微机。

〔A〕联想〔B〕方正〔C〕长城〔D〕银河7.摩尔定律指出，微芯片上集成的晶体管数目每〔 C 〕个月翻一番。

〔A〕6 〔B〕12 〔C〕18 〔D〕248.第四代电脑采用大规模和超大规模〔 B 〕作为主要电子元件。

〔A〕微处理器〔B〕集成电路〔C〕存储器〔D〕晶体管9.电脑朝着大型化和〔 C〕化两个方向发展。

〔A〕科学〔B〕商业〔C〕微机〔D〕实用10.电脑中最重要的核心部件是〔A 〕。

〔A〕CPU 〔B〕DRAM 〔C〕CD-ROM 〔D〕CRT11.电脑类型大致可以分为：大型电脑、〔 A 〕、嵌入式系统三类。

〔A〕微机〔B〕服务器〔C〕工业PC 〔D〕笔记本微机12.大型集群电脑技术是利用许多台单独的〔 D 〕组成一个电脑群。

〔A〕CPU 〔B〕DRAM 〔C〕PC 〔D〕电脑13.〔 C〕系统是将微机或微机核心部件安装在某个专用设备之内。

〔A〕大型电脑〔B〕网络〔C〕嵌入式〔D〕服务器14.冯结构电脑包括：输入设备、输出设备、存储器、控制器、〔 B 〕五大组成部分。

史元春 计算机控制系统数学基础

史元春计算机控制系统数学基础一、背景介绍史元春，我国现代控制理论的奠基人之一，他在系统科学与控制理论领域取得了卓越成就，在计算机控制系统数学基础方面有着深厚的造诣。

本文将围绕史元春对计算机控制系统数学基础的贡献进行深入探讨，旨在全面阐述其对该领域的重要意义和深远影响。

二、史元春对计算机控制系统数学基础的贡献史元春在计算机控制系统数学基础方面的研究主要体现在以下几个方面：1. 系统理论的建立史元春在系统理论的建立方面作出了重大贡献。

他将系统理论与数学工具相结合，提出了一系列创新性的理论方法，推动了系统科学的发展。

在计算机控制系统中，系统理论是其数学基础的重要组成部分，史元春的贡献为该领域的发展奠定了坚实的基础。

2. 控制理论的拓展史元春在控制理论的拓展方面做出了重要贡献，他提出了多种新的控制算法和方法，为计算机控制系统的设计和优化提供了新的思路和途径。

这些控制理论的拓展为计算机控制系统的数学基础注入了新的活力，推动了该领域的快速发展。

3. 数学模型的建立史元春在建立数学模型方面做出了重要工作，他针对不同类型的计算机控制系统，提出了相应的数学模型和分析方法，为系统的建模和仿真提供了重要的参考。

这些数学模型的建立为计算机控制系统的数学基础提供了具体的工具和方法，有力地支撑了该领域的研究和应用。

4. 现代控制理论的发展史元春对现代控制理论的发展做出了重要的推动和促进，他提出了一系列新的概念和方法，为现代控制理论的建立和完善作出了积极贡献。

现代控制理论的发展为计算机控制系统的数学基础提供了更加丰富和深刻的内涵，促进了该领域的不断进步和发展。

三、史元春对计算机控制系统数学基础的重要意义史元春对计算机控制系统数学基础的贡献具有重要的意义：1. 推动了计算机控制系统的理论发展史元春提出的新方法和理论为计算机控制系统的理论研究提供了新的思路和途径，推动了该领域的理论发展。

他的工作丰富了计算机控制系统的数学基础，为系统的分析和设计提供了更加准确和有效的工具和方法。

第三章_计算机控制系统的数学描述2(差分方程_脉冲传递函数)


对第1种情况：
Y1 ( z ) R( z )G1 ( z ) Y ( z ) Y1 ( z )G2 ( z ) Y ( z) R( z)G1 ( z)G2 ( z)
Y1 (s) G1 (s) R( z ) Y (s) Y1 ( z) G2 ( s) Y1* (s) R( z )G1* (s) * * Y (s) Y1 ( z) G2 ( s)
y (k ) ai y (k i ) b j r (k j )
i 1 n j 0 n m
Y ( z ) ai z iY ( z ) b j z j R( z )
i 1 j 0
m
Y ( z) G( z) R( z )

m
1 ai z i
1 eTs G p (s) 1 G ( z ) Z G ( s ) Z G p (s) (1 z ) Z s s
什么是零阶保持环节？即保持一个采样周期的采样信号， 如图3.6所示。
us (t )
T
o
t
o
t
us (t T )
§3.2 差分方程
连续系统的动态过程，用微分方程来描述； 离散系统的动态过程，用差分方程来描述。
1、差分方程的一般形式 系统的输出Z传递函数与系统输入Z传递函数之比，当初 始条件为零时，称为系统的Z传递函数。一般可表示为
Y ( z ) b0 b1 z 1 b1 z 2 bm z m R( z ) 1 a1 z 1 a2 z 2 an z n
y(k ) y(k 1) r (k ) 2r (k 2)
设初始条件 y(0) 2 ，求

3第三章Z变换1gxs

1 z Z [ I ( t )] = = −1 1− z z −1
7
求取衰减的指数函数的Z变换 例2. 求取衰减的指数函数的 变换 指数函数e 解：指数函数 -at（a﹥0）在各采样时刻的值 ﹥ ） 为e-anT（n=0, 1, 2……） ）
Z[e -at ] = 1 + e -aT z −1 + e -2aT z −2 + .... + e -naT z − n + ....
得到x(t)的 变换的一个级数和，如果能把其写成闭合形式， 得到 (t)的Z变换的一个级数和，如果能把其写成闭合形式， (t) 则可应用。 则可应用。
6
例1. 求单位阶跃函数的Z变换 求单位阶跃函数的Z 单位阶跃函数I(t)在各采样时刻的值均 解：单位阶跃函数 在各采样时刻的值均 为 1。 I(nT)=1， 2……) I(nT)=1， (n=0, 1, 2 ) Z[I(t)]=1z0+1z-1+1z-2 +…… +1z-n+ … 公比为z 公比为z-1，若|z-1|<1， 则：
Z [ x ( nT )] =
n
∑
∞
x ( nT ) z − n =

n=0
∑
∞
a n z −n
n=0
z Z [a ] = z−a
|az-1|＜1
10
三、Z变换的性质 1、线性定理 设连续时间函数x (t)及 (t)的 设连续时间函数 1(t)及x2(t)的Z变换分别为 (z)和 (z)，并设a 为常数，则有： X1(z)和X2(z)，并设a1、a2为常数，则有：
e( t )δ T ( t ) = e* ( t ) = e( t )∑ δ (t − nT ) = e( 0 )δ (t ) + e( T )δ (t − T ) + e( 2T )δ (t − 2T ) + L

第二章-计算机控制系统的数学基础(1)

小选取，尽可能使纯滞后时间接近或等于采用周 期的整数倍。
— 考虑对象所要求的控制质量，精度越高，采 样周期越短，以减小系统的纯滞后。
常见被控量的经验采样周期
被测参数 流量 压力 液位 温度
成分
采样周期 1—5 3—10 6—8
15—20
15—20
说明 优先选用1—2s 优先选用6—8s
优先选用7s
量化过程
所谓量化，就是采用 一组数码（如二进制 码）来逼近离散模拟 信号的幅值，将其转 换成数字信号。经量 化使采样信号成为数 字信号,该过程称为 量化过程。
f (t)
6 5
A4
A3
A5 A6
4
A2
3
A7 A8
2 A1
1
0
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8
f *(t)
6 5
4 3
A
' 4
为了应用脉冲传递函数的概念，通常可在输出端虚 设一采样开关，对输出的连续时间信号做假想采样，来 获得输出信号的采样信号。
y(nT)zn
G(z)
Y(z) R(z)
n0
r(nT )z n
n0
如果已知 R(z) 和 G(z) ，则在零初始条件下，线性 定常离散系统的输出采样信号为
y*(t) Z 1Y (z) Z 1G(z)R(z)
A3'
A5'
A
' 2
A
' 6
A
' 7
A8'
2
A1'
1
0
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8
图3 量化过程
q t
t
采样定理

计算机控制数学基础


03
无穷小量与无穷大 量
包括无穷小量的定义、无穷小量 的性质、无穷小量与无穷大量的 关系等。
导数与微分
导数的概念及计算
包括导数的定义、导数 的几何意义、导数的计 算法则（如四则运算、 复合函数、反函数等）。
高阶导数
包括高阶导数的定义、 高阶导数的计算等。
微分的概念及计算
包括微分的定义、微分 的几何意义、微分的计 算法则等。
中值定理与导数应用
中值定理
包括罗尔定理、拉格朗日中值定理、 柯西中值定理等。
导数的应用
包括洛必达法则、泰勒公式、函数的 单调性与极值、曲线的凹凸性与拐点 等。
定积分与不定积分
定积分的概念及性质
包括定积分的定义、定积分的性质（如可加性、 保号性等）。
定积分的应用
包括求面积、求体积、求弧长等。
不定积分的概念及计算
A=PDP^(-1)，则称A可对角化，D是A的对角化矩阵。
03
线性变换与矩阵对角化的应用
在图像处理、数据压缩等领域有广泛应用，如通过矩阵对角化实现图像
的压缩和还原等。
03
微积分基础
函数与极限
01
函数的概念及性质
包括函数的定义、函数的值域、 函数的周期性、函数的奇偶性等。
02
极限的概念及性质
包括极限的定义、极限的唯一性、 极限的保号性、极限的四则运算 法则等。
06
计算机控制系统分析与设 计
计算机控制系统概述
计算机控制系统的
定义
利用计算机（通常称为数字计算 机）来实现生产过程自动控制的 系统。
计算机控制系统的
组成
计算机控制系统由硬件和软件组 成。硬件包括计算机、过程输入 输出接口、检测元件和执行机构 等；软件包括系统软件和应用软 件。
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c 2 = {( s + 1 ) F ( S )} c3 c4
S = −1
1 = = 0 .5 2
2 = { sF ( S )} S = 0 = = 0 . 0667 3 1 = {( s + 3 ) F ( S )} S = − 3 = = 0 . 0833 12
MATLAB程序
F=sym('(s+2)/(s*(s+1)^2*(s+3))'); [numF,denF]=numden(F); PnumF=sym2poly(numF); PdenF=sym2poly(denF); [R,P,K]=residue(PnumF,PdenF)
经典法（不作介绍） 经典法（不作介绍） 叠代法（计算机编程实现 叠代法（计算机编程实现--MATLAM） ） Z变换法（本章重点介绍） 变换法（本章重点介绍） 变换法
1.差分方程的一般概念 差分方程的一般概念
n 阶常系数线性差分方程 阶常系数线性差分方程: 前向型差分方程： 前向型差分方程：
y (k + n) + a1 y (k + n − 1) + a2 y (k + n − 2) + .........an y (k ) = b0 r (k + m) + b1r (k + m − 1) + b2 r (k + m − 2) + .........bm r (k )
高金源 主编 高等
3.0 概述
计算机控制系统中，被控对象的参数往往是模拟量， 计算机控制系统中，被控对象的参数往往是模拟量， 如速度、压力、流量、液位等， 如速度、压力、流量、液位等，而计算机系统在离散 时刻起控制作用，因此系统中包含了模拟信号、 时刻起控制作用，因此系统中包含了模拟信号、离散 信号和经过量化得到的数字信号。 信号和经过量化得到的数字信号。分析和设计计算机 控制系统必须以它的数学模型为基础， 控制系统必须以它的数学模型为基础，并根据计算机 控制系统的特点进行具体分析和处理。从本质上讲， 控制系统的特点进行具体分析和处理。从本质上讲， 计算机控制系统隶属于离散时间系统。 计算机控制系统隶属于离散时间系统。本章将介绍离 变换分析方法， 散系统的数学描述和 z 变换分析方法，以便分析线性 离散系统的性能，为设计系统准备。 离散系统的性能，为设计系统准备。
4.用 4.用z变换法解线性常系数差分方程
第一步： 对差分方程做Z变换 第一步： 对差分方程做 变换
Ζ( y (k + n)) = z nY ( z ) − ∑ z n − j y ( j )
j =0 n −1
= z n [Y ( z ) − ∑ z j y ( j )]
j =0
n −1
Ζ( y (k − n)) = z − nY ( z )
即： y ( k ) = −∑ a j y (k − j ) + ∑ b j r ( k − j )
j =1 j =0 n m
n≥m
2、差分方程求解 、
差分方程的求解方法有：经典法、叠代法、 变换法 变换法。 差分方程的求解方法有：经典法、叠代法、z变换法。 关于差分方程解的两个概念： 关于差分方程解的两个概念： ① 零输入响应 作用时， 当系统中无输入函数 r(k) 作用时，系统可由其齐 次差分方程描述。 次差分方程描述。 ② 零状态响应 当输入函数 r(k) 作用于系统之前，系统是静止的， 作用于系统之前，系统是静止的， 系统的响应完全是由输入引起的， 系统的响应完全是由输入引起的，既：
第三章 计算机控制系统的数学基础
3.0 概述 3.1 差分方程 3.2 z 变换 3.3 逆z 变换 3.4 脉冲传递函数
主要参考书： 主要参考书：
１、＜自动控制理论基础＞ 、＜自动控制理论基础＞ 自动控制理论基础
戴忠达 主编 清华大学出版社
第六章：采样离散控制系统 第六章：
２、＜计算机控制系统＞ 、＜计算机控制系统＞ 计算机控制系统
y (−1) = y (−2) = .......... = y (−n) = 0
叠代法（手算和 编程） 叠代法（手算和MATLAB编程） 编程
y (k ) = 5 y (k − 1) − 6 y (k − 2) + r (k )输入序列r (k ) = 1 系统初始条件：y (0) = 0, y (1) = 1
部分分式法求Z变换 部分分式法求 变换 留数计算法求Z变换 留数计算法求 变换
连续函数G(S) 连续函数 离散为G(Z) 离散为
部分分式法求Z变换 查表法补充） 变换（ • 部分分式法求 变换（查表法补充）
si为F ( s )单重根，s j为F ( s ) N重根则：
An A1 A2 F ( s) = + + ..... s − s1 s − s2 s − sn BN −1 BN B1 B2 + + + ..... + 2 N −1 N s − s j (s − s j ) (s − s j ) (s − s j )
(2)求和定理（叠加定理） (2)求和定理（叠加定理） 求和定理
•叠加定理例题
0 = ) f (k ) = {1((kk=10, 2,3......) 是滞后一拍的单位阶跃序列 已知
y (k ) = ∑ f ( j ) = k
j =0
k
求F（Z） （ ）
Y ( z ) = Ζ( ∑
j =0
k
1 z f ( j )) = F ( z) = −1 −1 2 1− z (1 − z )
(二)常用函数的 变换 课本 二 常用函数的 变换(课本 常用函数的z 课本P68表3.2) 表
2．z变换的性质和定理 ． 变换的性质和定理
z变换有很多重要性质，可用于计算或直接分析离 变换有很多重要性质， 散控制系统，其中最常用的性质叙述如下。 散控制系统，其中最常用的性质叙述如下。 (1)线性性质
n =0 ∞
F ( z) =
k = −∞ n = 0
[∑ f1 (nT ) f 2 ([k − n]T ) z − k ] ∑
∞
∞
= F1 ( z ) F2 ( z )
•终值定理例题
0.792 z (1) F ( z ) = ( z − 1)( z 2 − 0.416 z + 0.208) 10 z (2) F ( z ) = ( z − 1)( z − 2) f (∞) = −10 ， (k ) = 10(2 f
•留数计算法求 变换例题 留数计算法求Z变换例题 留数计算法求
d z 1 2 F ( z) = { [( s + 1) F ( s ) ]}s = −1 sT z −e (2 − 1)! ds z z + [ sF ( s ) ] + [( s + 3) F ( s ) ] sT s = 0 sT s = −3 z −e z −e −T 2 −T − 2Tze − 3e + 3 ze 2 z 1 z = + + −T 2 −3T 4( z − e ) 3 z − 1 12 z − e
−1
Ζ[ f (t + nT )] = Z [ f (k + n)T ] = z ( F ( z ) − ∑ z j f ( jT ))
n j =0
n −1
(1 − z −1 ) F ( z )的极点必须位于Z平面的单位圆内
(8)卷积定理（序列卷积）
f (kT ) = f1 (kT ) * f 2 (kT ) = f1 (0) f 2 (kT ) + f1 (T ) f 2 [(k − 1)T ] + ........ + f1 (kT ) f 2 (0) = ∑ f1 (nT ) f 2 ([k − n]T )
留数计算法求Z变换 补充） 变换（ •留数计算法求 变换（补充）
z F ( Z ) = ∑ ( s − si ) F ( S ) sT z −e i =1
n
s = si
N −1 1 d z N + [( s − s j ) F ( s ) ] N −1 sT z − e S =S ( N − 1)! ds j
n=10;yk1=1;yk2=0;rk=1; for k=2:n yk=5*yk1-6*yk2+rk; [k,yk] yk2=yk1; yk1=yk; end
3.2
z 变换
1. Z变换的定义及常用函数的 变换 变换的定义及常用函数的Z变换 变换的定义及常用函数的 2. Z变换的性质 变换的性质 3. 求Z变换 变换 3. 用Z变换解线性常系数差分方程 变换解线性常系数差分方程
第二步： 利用已知的初始条件或求出初始条件， 第二步： 利用已知的初始条件或求出初始条件，代入 第三步； 求出Y（ ） 第三步； 求出 （Z） 采用求逆Z变换的方法求出 第四步 ； 采用求逆 变换的方法求出y (k )
• 计算机控制系统典型结构一
• 计算机控制系统典型结构二
• 计算机控制系统典型结构三 D(z)=U(z)/E(z)
U(z)
PID控制器的控制算法（差分方程） 控制器的控制算法（差分方程） 控制器的控制算法
3.1 差分方程
1.差分方程的一般概念 差分方程的一般概念 2.差分方程的求解 差分方程的求解
1.
Z变换的定义及常用函数的 变换 变换的定义及常用函数的Z变换 变换的定义及常用函数的
变换定义为: (一)对于序列 f (KT )其Z变换定义为:
F ( z ) = ∑ f (kT )z
k =0
∞
−k
= f (0) + f (T ) z −1 + f (2T ) z − 2 + ..........