. 计算机控制技术试题
一、填空题（每空2分，共20分）
1．闭环控制系统是使被控量有较高的精度。
2．控制系统常常按其开环传送函数中所含积分环节个数来分类，分为“0”型，“I”型系统等。
3．在一个闭环系统里，不同输入与输出之间的传递函数分母相同。
4．控制系统开环对数频率特性中的截止频率ωc的大小通常反映系统的快速性，而相位裕度γM反映了系统运动的。
5．系统的稳态误差与运动平稳度有关。
6．在计算机控制系统中存在有五种信号形式变换，其中等三种信号变换最重要。
7．若已给闭环系统的自然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取为。
8．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。
9．平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出=
)k(y。
二、简答题（每题6分，共30分）
1.简述积分饱和的作用及抑制方法。
2.说明最小拍无差控制系统的特点及应用范围。
3.说明数字PID中积分单元参数对控制性能的影响及PID调整的简单思想。
4.说明最小拍无差控制系统的特点及应用范围。
5.简单说明大林算法及使用场合。
简述常态干扰的抑制方法。
简述计算机控制系统的典型形式。
1．已知闭环系统如图1所示，
)
图 1
.
试问：1）若R(s)为单位斜坡函数时，其稳态误差为多少？
2）若N(s)为单位阶跃函数时，其稳态误差为多少？
3）R(s)、 N(s)同时作用时，总误差为多少？ （不必进行具体计算）
2．已知A 点信号如图2所示，试画出B 点、C 点的信号图形，设采样周期T=π/2。 3．计算机控制系统在选择A ／D 变换器时应注意哪几项指标？这些性能指标应根据什么原则选取？
4．已知如下两种串联环节，试写出其输出与输入之间的传递函数G(z)。 （已知 Z[1/s]=
)
1z (z
- Z[1/s 2
]=Tz/(z-1)2
）
图 3 5．已知x(t)=(0.5+5sin3t) 采样周期T=2π/3，试求 采样信号x *
(t)。
三、（12分）已知系统开环对数渐近幅频特性曲线如图4所示，试求： 1）静态误差系数；2）截止频率ωc ；3）相稳定裕度γM
c *(t)
c *(t)
L(ω)
.
图 5
五、（13分）若已知计算机控制系统结构如图6所示
图 6
1）试确定使系统稳定的K 的范围；
2）若将该系统改为连续系统（即取消采样开关及ZOH ），试问使系统稳定的K 值范围。 3）所得结果说明了什么问题？
[注：已知Z[a/s(s+a)]=z(1-e -aT
)/(z-1)(z- e -aT
) ] 六、（15分）数字惯性滤波器是RC 模拟滤波器数字化， )1/(1)
()()(+==s T s E s U s G f f ，T f =RC
1）试用一阶向后差分法将其离散化，求G f (z)；
2）将该G f (z)用直接程序实现法编排实现，写出u(k)表达式，画出实现框图； 3）将该算法分成算法I 及算法II ，并画出程序流程图。
计算机控制技术（2） 评分标准（参考）
一、填空题（每空2分，共20分）
1．精度；2．积分；3．相同； 4．快速性；5．运动平稳性； 6．系统本身特性；外作用；7．采样、量化、零阶保持器；8．n ω)10~4(；9．调理电路； 10．
∑=m
i i y m 1
)(1 二、简答题（每题6分，共30分）
1． 0．1； 0； 0．1
3．（1）精度：应高于传感器的精度一个数量级；（2分）
（2）分辨率：即字长，应根据测试信号的动态范围确定；（2分）
c *(t)
.
（3）转换速率：根据系统的频带或信号的变化频率。 （2分） 4．（1）2
2)
1(1)(-=⎥⎦⎤⎢
⎣⎡=z Tz s Z z G ， （3分） （2）2
2)1()1()1(11)(-=-⋅-=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡=z z z z z z s Z s Z z G ，（3分） 5．∑∑∑∞=∞=∞=-=-⋅+=-=0
00*
)(5.0)()]323sin(55.0[)()()(k k k kT t kT t k kT t k x t x δδπδ （ 若仅写出5.0)(=k x ，只能给3分）
三、（12分） 1）10=K ，1.0/1==K K v ； （4分） 2）10=c ω；
（4分）
3）)
1(10
)(+=
Ts s s G ，故T tg o c 1090)(1---=ωϕ
T tg o o M 10901801
---=∴γ （4分）
五、（13分）
1）)368.0(632.0)1(1)1(111)(1
-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-⋅=--z K s s Z z K s s
e Z K z G sT ，（3分） 0632.0368.0)(1)(=+-=+=K z z G z ∆ 要求：1|632.0368.0|||<-=K z
1)632.0368.0(->-K ， 16.2<∴K 1)632.0368.0(<-K ， 1->∴K
取 0>K （由于系统均为负反馈），所以 16.20<2）该系统为一阶系统，0>K 均稳定； 3）表明系统变为采样系统后系统的稳定性降低。
评分：1）第1小题满分为8分，如果方法正确，计算有误，可给4分；
2）第2问满分为2分； 3）第3问满分为3分。
数字控制器的直接设计算法是以 为基础的 系统。
常用的数字滤波方法（最少四种）： 。 一、填空题(每空2分，共20分)
1．在一个闭环系统里，不同输入与输出之间的传递函数分母相同
