计算机控制系统课后习题参考答案--第4章
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计算机控制技术课后习题答案第一章 绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:P2(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)实时决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按预定的控制规律,决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制: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 . 计算机控制系统是由哪几部分组成?画出方块图并说明各部分的作用。
P3 答:(1)计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
(2)方块图如下图1.1所示:工业计算机 PIO 设备 生产过程图1.1 计算机控制系统的组成框图作用:①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序,它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台;支持软件用于开发应用软件;应用软件是控制和管理程序; ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
3. 计算机控制系统的实时性、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?P2(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)在计算机控制系统中要考虑实时性,因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间;该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应,否则,将对CPU/MEM 人-机接口内部总线系统支持版 磁盘适合器数字量输出(DO )通道 数字量输入(DI )通道 模拟量输出(AO )通道模拟量输入(AI )通道 电气开关 电气开关 执行机构测量变送 被控对象生产过程造成影响甚至造成损害。
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。
第四章存储器管理一、单项选择题1、存储管理的目的是(C )。
A.方便用户B.提高内存利用率C.方便用户和提高内存利用率D.增加内存实际容量2、在( A)中,不可能产生系统抖动的现象。
A.固定分区管理B.请求页式管理C.段式管理D.机器中不存在病毒时3、当程序经过编译或者汇编以后,形成了一种由机器指令组成的集合,被称为(B )。
A.源程序B.目标程序C.可执行程序D.非执行程序4、可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为(D )。
A.符号名空间B.虚拟地址空间C.相对地址空间D.物理地址空间5、存储分配解决多道作业[1C]划分问题。
为了实现静态和动态存储分配,需采用地址重定位,即把[2C]变成[3D],静态重定位由[4D]实现,动态重定位由[5A]实现。
供选择的答案:[1]:A 地址空间 B 符号名空间 C 主存空间 D 虚存空间[2]、[3]: A 页面地址 B 段地址 C 逻辑地址 D 物理地址 E 外存地址 F 设备地址[4]、[5]: A 硬件地址变换机构 B 执行程序 C 汇编程序D 连接装入程序E 调试程序F 编译程序G 解释程序6、分区管理要求对每一个作业都分配(A )的内存单元。
A.地址连续B.若干地址不连续C.若干连续的帧D.若干不连续的帧7、(C )存储管理支持多道程序设计,算法简单,但存储碎片多。
A.段式B.页式C.固定分区D.段页式8、处理器有32位地址,则它的虚拟地址空间为( B)字节。
A.2GBB.4GBC.100KBD.640KB9、虚拟存储技术是( A)。
A.补充内存物理空间的技术B.补充相对地址空间的技术C.扩充外存空间的技术D.扩充输入输出缓冲区的技术10、虚拟内存的容量只受( D)的限制。
A.物理内存的大小B.磁盘空间的大小C.数据存放的实际地址D.计算机地址字长11、虚拟存储技术与(A )不能配合使用。
A.分区管理B.动态分页管理C.段式管理D.段页式管理12、(B )是指将作业不需要或暂时不需要的部分移到外存,让出内存空间以调入其他所需数据。
《计算机控制技术》(机械工业出版社范立南、李雪飞)习题参考答案第1章1.填空题(1) 闭环控制系统,开环控制系统(2) 实时数据采集,实时决策控制,实时控制输出(3) 计算机,生产过程(4) 模拟量输入通道,数字量输入通道,模拟量输出通道,数字量输出通道(5) 系统软件,应用软件2.选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3.简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替,再加上A/D转换器、D/A转换器等器件,就构成了计算机控制系统,其基本框图如图所示。
计算机控制系统由计算机(通常称为工业控制机)和生产过程两大部分组成。
工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机,它包括硬件和软件两部分。
生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
(2)操作指导控制系统:其优点是控制过程简单,且安全可靠。
适用于控制规律不是很清楚的系统,或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。
其缺点是它是开环控制结构,需要人工操作,速度不能太快,控制的回路也不能太多,不能充分发挥计算机的作用。
直接数字控制系统:设计灵活方便,经济可靠。
能有效地实现较复杂的控制,如串级控制、自适应控制等。
监督计算机控制系统:它不仅可以进行给定值的控制,还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。
其中SCC+模拟调节器的控制系统,特别适合老企业的技术改造,既用上了原有的模拟调节器,又可以实现最佳给定值控制。
SCC+DDC 的控制系统,更接近于生产实际,系统简单,使用灵活,但是其缺点是数学模型的建立比较困难。
集散控制系统:又称分布式控制系统,具有通用性强、系统组态灵活,控制功能完善、数据处理方便,显示操作集中,调试方便,运行安全可靠,提高生产自动化水平和管理水平,提高劳动生产率等优点。
缺点是系统比较复杂。
计算机集成制造系统:既能完成直接面向过程的控制和优化任务,还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。
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。
1计算机控制系统概述习题参考答案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。
课后习题第一章1.设计现代OS的主要目标是什么?答:(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性2.OS的作用可表现在哪几个方面?答:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(2)OS作为计算机系统资源的管理者(3)OS实现了对计算机资源的抽象3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象?答:OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
7.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设置多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。
针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。
10.试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。
答:(1)及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100微妙。
(2)交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。
不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。
(3)可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。
因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。
计算机体系结构第四章练习题参考解答第四章4.52 浮点数系统使⽤的阶码基值r e =2,阶值位数q=2,尾数基值r m =10,尾数位数p ′=1,即按照使⽤的⼆进制位数来说,等价于p=4。
计算在⾮负阶、正尾数、规格化情况下的最⼩尾数值、最⼤尾数值、最⼤阶值、可表⽰的最⼩值和最⼤值及可表⽰数的个数。
解: 最⼩尾数值:r m -1 = 10-1 = 0.1最⼤尾数值:1- r m -p ′ =1-10-1 = 0.9 最⼤阶值:2q -1=3可表⽰数的最⼩值:1×r m -1 = 10-1 = 0.1 可表⽰数的最⼤值:r m 2q-1×(1- r m -p ′)=103(1-10-1)= 900可表⽰数的个数:2q ×r m p ′(r m -1)/r m = 22×101(10-1)/10 = 364.53 ⼀台机器要求浮点数的字长的精度不低于10-7.2,表数的范围正数不⼩于1038,且正负对称。
尾数⽤原码、纯⼩数表⽰,阶码⽤移码、整数表⽰。
设计这种浮点数的格式。
解依题意,取表数范围N =1038,表数精度δ=10-7.2。
由式(4-4)得:37log(log10log 21)log 2q +> = 6.99,上取整,得到阶码字长q=7。
由式(4-5)得:16log1053.2log 2p -->=,上取整,得到尾数字长p=24。
从⽽加上⼀个尾数符号位和⼀个阶码符号位,浮点数的总字长为:p+q+2=24+7+2=33。
实际浮点数总字长应为8的倍数,故取浮点数总字长为40位。
多出的7位可以加到尾数字长p 中⽤于提⾼浮点数的表数精度,也可以加到阶码字长q 中来扩⼤浮点数的表数范围。
暂且让p 增加6位,q 增加1位,即p=30,q=8。
如图4-8所⽰是设计出来的浮点数格式。
图4-8 例4.2浮点数的设计格式4.58 ⽤于⽂字处理的某专⽤机,每个⽂字符⽤4位⼗进制数字(0~9)编码表⽰,空格⽤︼表⽰。
第一章1.1 计算机控制系统是怎么样分类的?按功能和控制规律可各分几类?答:计算机控制系统可按功能分类,按控制规律分类和按控制方式分类。
按功能计算机控制系统的分类:(1)数据处理系统。
(2)直接数字控制(简记为DDC)。
(3)监督控制(简记为SCC)。
(4)分级控制。
(5)集散控制。
( 6)计算机控制网络。
按照控制规律计算机控制系统的分类:(1)程序和顺序控制。
(2)比例积分微分控制(简称PID 控制)。
(3)有限拍控制。
(4)复杂规律控制。
(5)智能控制。
1.2计算机控制系统由哪些部分组成?并画出方框图。
答:计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。
方框图: P115 图 1.21输出反馈计算机控制系统1.9简述采样定理及其含义。
答:采样定理:如果采样角频率=2 /T 大于2,即≥ 2,则采样的离散信号(t) 能够不失真地恢复原来的连续信号y(t) 。
式中y(t) 的频谱特性中的最高角频率。
含义:要使采样信号(t) 能够不失真地恢复原来的连续信号是连续信号y(t) ,必须正确选择采样角频率,使≥1.10多路巡回检测时,采样时间,采样周期T和通道数N之间的关系。
答:采样时间是足够短的时间,y(kT) y(kT+ ),0< <。
应满足T≥N。
1.12设有模拟信号(0~5)V和(2.5~5)V,分别用8位、10位和12位A/D转换器,试计算并列出各自的量化单位和量化误差。
答:量化单位 q=, 量化误差根据以上公式可求得 (05)V:转换位数81012量化单位 q/mV19.53 4.88 1.229.76 2.440.61量化误差(2.5)V:转换位数81012量化单位 q/mV9.76 2.440.614.88 1.220.30量化误差1.14试述数模转换器的作用?如何选择转换器的位数?答:数模转换器把数字量u(kT) 转换成离散的模拟量(t) 。
转换的精度取决模 - 数转换器的位数n,当位数足够多时,转换可以达到足够高的精度。
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:P2(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)实时决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按预定的控制规律,决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制: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 .计算机控制系统是由哪几部分组成?画出方块图并说明各部分的作用。
P3答:(1)计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
(2)方块图如下图1.1所示:图1.1 计算机控制系统的组成框图作用:①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序,它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台;支持软件用于开发应用软件;应用软件是控制和管理程序;②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
3. 计算机控制系统的实时性、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?P2(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)在计算机控制系统中要考虑实时性,因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间;该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应,否则,将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式?各有什么主要特点?P4~7(1)操作指导系统(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,不能控制多个对象。
(2)直接数字控制系统(DDC)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。
第4章部分习题参考答案4.1 解释下列术语⏹存储器最大频宽-存储器连续工作时所能达到的频宽。
⏹存储器实际频宽-存储器实际工作时达到的频宽,它一般小于存储器最大频宽。
⏹模m交叉编址-交叉访问存储器由多个存储体(m个存储模块)组成一个大容量的存储器,对多个存储体的存储单元采用交叉编址方式,组成交叉访问存储器。
通常有两种交叉编址方式,一是地址的高位交叉编址,一般使用较少转型是低位交叉编址,即由m个存储体组成的低位交叉存储器的存储单元地址的低log2m位称为体号k,高log2n位称为体内地址j,存储单元地址A的计算公式为:A=m×j×k。
若已知地址A,可计算出对应的体号k=A mod m,体内j=[A/m]地址。
高位交叉编址主要用于扩展常规主存的容量,而低位交叉编址主要用于提高常规主存的访问速度。
⏹程序局部性-程序中对于存储空间90%的访问局限于存储空间的10%的区域中,而另外10的访问则分布在存储空间的其余90%的区域中。
这就是通常说的程序局部性原理。
访存的局部性规律包括两个方面,一是时间局部性:如果一个存储项被访问,则可能该项会很快被再次访问;二是空间局部性:如果一个存储项被访问,则该项及其邻近的项也可能很快被访问。
⏹虚拟存储器-即“主存-辅存”存储层次,主要目的是为了弥补主存容量的不足,可以为程序员提供大量的程序空间。
其部分功能采用硬件,其余则由操作系统的存储管理软件来实现,对于系统程序员不透明。
⏹段式管理-把主存按段分配的存储管理方式。
它是一促模块化的存储管理方式,每个用户程序模块可分到一个段,该程序模块博只能访问分配给该模块的段所对应的主存空间。
段长可以任意设定,并可放大和缩小。
系统中通过一个段表指明保段在主存中的位置。
段表中包括段名(段号)、段起点、装入位和段长等。
段表本身也是一个段。
段一般是程序模块划分的。
⏹页式管理-把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定大小的页,各虚拟页可装入主存中的不同实际页面位置。
4-6 试求下列函数的初值和终值(1) 112)(--=z z X(2) 211)1(10)(---=z z z X(3) 23(1)()(1)T z z X z z +=- (4) )2)(1(5)(2--=z z z z X 解 (1) 12(0)lim ()lim21z z x X z z -→∞→∞===-1112()lim(1)()lim(1)21z z x z X z z z -→→∞=-=-=-(2) 11210(0)lim ()lim0(1)z z z x X z z --→∞→∞===- 1121110()lim(1)()lim(1)(1)z z z x z X z z z --→→∞=-=-=∞-(3) 23(1)(0)lim ()lim0(1)z z T z z x X z z →∞→∞+===- 2311(1)()lim(1)()lim(1)(1)z z T z z x z X z z z →→+∞=-=-=∞-(4) 25(0)lim ()lim5(1)(2)z z z x X z z z →∞→∞===--2115()lim(1)()lim(1)5(1)(2)z z z x z X z z z z →→∞=-=-=---4-9 S 平面与Z 平面的映射关系sTT j T z e e e σω==解(1) S 平面的虚轴,映射到Z 平面为 单位圆周 。
(2) S 平面的虚轴,当ω由0趋向∞变化时,Z 平面上轨迹的变化。
从(1,0)绕单位圆逆时针旋转无穷圈(3) S 平面的左半平面,映射到Z 平面为 单位圆内 。
(4) S 平面的右半平面,映射到Z 平面为 单位圆外 。
(5) S 平面上σ由0趋向∞变化时,Z 平面上轨迹的变化。
若ω不变,则Z 平面上轨迹为从原点出发的一条射线,其角度由ω决定4-12已知闭环系统的特征方程,试判断系统的稳定性,并指出不稳定的极点数。
解 (2) 321.50.250.4=0 z z z --+11w z w +=- 321111.50.250.4=0 111w w w w w w +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫--+ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭⎝⎭3223(1) 1.5(1)(1)0.25(1)(1)0.4(1)=0w w w w w w +-+--+-+-322232331 1.5[(21)(1)0.25[(1)(21)]0.4(331)=0w w w w w w w w w w w w +++-++--+-++-+-32323232331 1.5(1)0.25(1)0.4(331)=0w w w w w w w w w w w w +++-+-----++-+-320.350.55 5.95 2.65=0 w w w -+++ 不稳定(4) 20.632=0z z -+1,210.50.6182z j ==±稳定4-15设离散系统如图4-29所示,要求:(1) 当K=5时,分别在z 域和ω域中分析系统的稳定性; (2) 确定使系统稳定的K 值范围。
解 (1) 开环脉冲传递函数为12211()(1)(1)(0.21)(0.21)0.21Ts Ts e K a b c G z Z K Z e K z Z ss s s s s s s ---⎛⎫⎛⎫-⎛⎫=⋅=-=-++ ⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭g22(0.21)(0.21)(0.2)(0.2)110.20.04as s b s cs a c s a b s b b a c ++++=++++===-=,,图4-29 离散系统112212250.210.04()(1)(1)0.210.210.210.2 =(1)510.20.210.2(1)0.21(1)10.00670.2( T a b c G z K z Z K z Z s s s s s s K z Z s s s z z Tz z z K K z z z z e z z z K----⎛⎫⎛⎫=-++=--++ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎛⎫--++ ⎪+⎝⎭⎛⎫--⎛⎫=-++=-++ ⎪ ⎪-----⎝⎭⎝⎭--=21)(0.0067)(0.0067)0.2(1)(1)(0.0067)z z z z z -+-+---闭环传递函数为)(1)()(z G z G z G c +=2220.2(1)(0.0067)(0.0067)0.2(1)()(1)(0.0067)()0.2(1)(0.0067)(0.0067)0.2(1)1()1(1)(0.0067)[0.2(1)(0.0067)(0.0067)0.2(1)] (1)(0.0067)[c z z z z KG z z z G z z z z z G z Kz z K z z z z z z K ---+-+---==---+-+-++-----+-+-=--+222220.2(1)(0.0067)(0.0067)0.2(1)][0.2(1)(0.0067)(0.0067)0.2(1)](10.2)(1)(0.0067)(0.0067)0.2(1)[0.2(1)(0.0067)(0.0067)0.2(1)] (0.80134z z z z K z z z z K z z K z K z K z z z z z ---+-+----+-+-=---+-+----+-+-=+ 1.0067)0.1920.0067K z K -++闭环系统的特征方程为2(0.80134 1.0067)0.1920.00670z K z K +-++=K=5代入,即230.96670z z +-=因为方程是二阶,故直接解得极点为1,2120.29353.2935z z z ===- 一个极点不在单位圆内,所以系统不稳定。
11w z w +=- 21130.9667=0 11w w w w ++⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭22(1)3(1)(1)0.9667(1)=0 w w w w +++---23.0333 3.9334 2.9667=0 w w +-劳斯表为2w1w 0w系统不稳定,不稳定的极点数为1个。
(2) 闭环系统的特征方程为2(0.80134 1.0067)0.1920.00670z K z K +-++=11w z w +=- 211()(0.80134 1.0067)0.1920.0067011w w K K w w +++-++=-- 22(1)(0.80134 1.0067)(1)(1)(0.1920.0067)(1)0w K w w K w ++-+-++-=20.99334(1.98660.384)(2.01340.60934)0Kw K w K +-+-=劳斯表为2w0.99334K2.01340.60934K -1w 1.98660.384K - 0w2.01340.60934K -若系统要稳定,则应满足以下不等式方程组0.9933401.98660.38402.01340.609340K K K >⎧⎪->⎨⎪->⎩或 0.9933401.98660.38402.01340.609340K K K <⎧⎪-<⎨⎪-<⎩得0 3.3042K <<4-16设离散系统如图4-32所示,其中()r t t =,试求稳态误差系数p v a K K K 、、,并求系统的稳态误差()e ∞。
解 开环脉冲传递函数为图4-32 离散系统122212111111()(1)(1)(1)(1)1()(1)()(1)(1)(1)1(1)()Ts Ts T T T T e G z Z Z e z Z s s s s s s s s Tz z z T z e z z e z z z z z e z z e --------⎛⎫⎛⎫-⎛⎫=⋅=-=--+ ⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫----+-=--+= ⎪-----⎝⎭则2220.1220.1()(1)()(1)1()1(1)()(1)()()(1)()(1) (1)()()(1)0.1()(1) 1.90 (1)()(1)()T T T T T T T T T T z e z z e z G z z z e z z e T z e z z e z z z e T z e z z e z z z z z e z z e ---------------+-+=+----+----+-=---+--+--+===----2.90951.9050.905z z -+0.120.1221(1)() 1.9050.9051()0.1()(1) 1.90.9095z z e z z G z z e z z z -----+==+-+--+ 稳态误差系数0.120.1110.1()(1)lim[1()]lim (1)()p z z z e z K G z z z e --→→-+-=+==∞-- 稳态速度误差系数0.120.10.10.1110.1()(1)0.1()lim(1)()lim(1)0.1(1)()()v z z z e z z e K z G z z z z e z e ----→→-+--=-=-==--- 稳态加速度误差系数0.12220.1110.1()(1)lim(1)()lim(1)0(1)()a z z z e z K z G z z z z e --→→-+-=--=-- 稳态误差11lim ()lim(1)()1()sr t z e e t z R z G z →∞→==-+2) 单位速度输入时,220.1()(1)(1)Tz zR z z z ==-- 稳态误差0.10.10.1220.111(1)()0.1()lim(1)lim 10.1()(1)(1)()sr z z z z e z z e ze z z e z z z e ----→→---=-⋅==-+---或解 由例4-13知系统的开环脉冲传递函数2()(1)()(1)()(1)()T T T T z e z z e z G z z z e -------+-=--可见系统含有一个积分环节,所以是Ⅰ型系统。
由表4-2可知单位速度输入时,2111()(1)()(1)()lim(1)()lim(1)lim 0.1(1)()()T T T v T T z z z T z e z z e z T z e K z G z z T z z e z e -----→→→----+--=-=-===---,1sr vTe K ==。