计算机控制系统(康波)第4章部分参考答案[1]

1-1 什么是计算机控制系统？画出一个实际计算机控制系统原理结构图，并说明一个计算机控制系统由哪些部分组成及各部分的作用。

利用计算机参与控制的系统称为计算机控制系统。

1-2 简述计算机控制系统的控制过程。

实时数据采样实时计算控制量实时控制实时管理1-3 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，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：生产过程和计算机系统直接连接，并接受计算机直接控制的方式称为在线或联机方式。

(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的方式叫做“脱机”方式或“离线”方式。

1-4 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？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。

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。

(3)外部设备：这是实现微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(磁盘)。

(4)生产过程装置a.测量变送单元：为了测量各种参数而采用的相应检测元件及变送器。

b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构。

1.5 计算机控制系统的软件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。

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。

系统软件包括：a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等；b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序；c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数据管理系统等；d.信息处理：指文字翻译、企业管理等。

=
⎪⎧0 ⎨5 ⎪⎩6
+
5 4
−
25 12
0.6 k −1
k =0 k = 1,2,"
（3） F (z)
=
z(z
5 + 0.2)
=
z −2 ⎜⎛ ⎝
z
5z + 0.2
⎟⎞ ⎠
=
z
−2
⎜⎛ ⎝
1
+
5 0.2
z
−1
⎟⎞ ⎠
⎧0 f (kT ) = ⎩⎨5(−0.2)k−2
k = 0,1 k = 2,3,"
(z)
=
z
(1
+
z −1 2z −1
)2
⎧0
y(k
)
=
⎨ ⎩(k
+
1
)(−2)k
k <0 k ≥0
3.5
求题图
3.1
的
z
传递函数 G(z)
=
Y (z) R(z)
，设 G1(s)
=
s
1 +
1
，
G1
(
s)
=
s
1 +2
( )( ) 解：（a）
G(z)
=
Z
⎡ ⎢⎣
(s
+
1
1)(s
+
⎤
2)⎥⎦
=
(e−T − e−2T )z −1 1 − e−T z −1 1 − e−2T z −1
z −2
3.8
解：Φ
(z)
=
D( z )G ( z ) 1+ D(z)G(z)
=
0.6z −1 1 − 0.4z−1

(1) 解：（ 1）令 ?
?x1 ( k ) = y( k ) - u ( k ) ?x 2 (k ) = x1 ( k + 1)
则
? x1 ( k + 1) = x2 ( k ) ? ? x2 ( k ) = y (k + 2 ) - u ( k + 2 ) = - 0 .16 x1 ( k ) - x2 ( k ) - 0 . 16u ( k ) 且： y (k ) = x1 ( k ) + u ( k )
[
-T
-T
-T
-1
]z
-1
[
]
3.2 求下列函数的 ｚ反变换。 解：（ 1）
k f (kT ) = 0.4 ， k = 0,1, 2, "
5 25 ? ? z z? ?5 -1 6 4 12 4 12 （ 2） F ( z ) = ? + + =z ? + + z z - 1 z - 0 .6 ? 6 z - 1 z - 0 .6 ? ? ? ? ? -
)
y(∞) = lim 1- z ) Y ( z) = lim (z - 1) ( z→ 1 z →1
3.9 求下述系统的状态空间表达式。
-1
0.6 z =1 ( z - 1)( z - 0.4)
y( k + 2) + y ( k + 1) + 0.16 y( k ) = u( k + 1) + u (k + 2) (2) y( k + 3) + 4 y( k + 2) + 2 y (k + 1 ) + 5 y( k ) = u ( k )

i 1
i 1 n n
函数线性组合的Z变换，等于各函数Z变换的线 性组合。
3.2.1 Z变换的性质

滞后定理 (右偏移)
设：在t<0时连续函数f (t)的值为零，其Z变换为F (Z)， 即：
Z [ f (t )] F ( z )
则：
Z [ f ( t n T )] z
n
F (z)
原函数在时域中延迟几个采样周期，相当于在象 n n 函数上乘以 z ，算子 z 的含义可表示时域中时 滞环节，把脉冲延迟n个周期。
F (s)有m重极点p，设p为单一m重极点：
Bm B1 B2 F (s) ... 2 s p (s p) (s p)m d m Bm ( s p ) F ( s ) s p Bm 1 ( s p ) m F ( s ) dsm 1
s p
s p
..., ...
f *( t )
f ( kT ) (t kT )
k 0


对其两边进行拉氏变换 L[ f * (t )] F * (s) L f (kT ) (t kT ) f (kT )ekTs k 0 k 0 令：z k
e
Ts
则：Z [ f ( t )] F ( z )
第三章 计算机控制系统的数学描述
内容提要
3.1 离散系统的时域描述---差分方程 3.2 Z变换 3.3 Z反变换 3.4 离散系统的脉冲传递函数 3.5 离散系统的方块图分析 3.6 离散系统的状态空间表达
3.1 离散系统的时域描述---差分方程

线性连续系统的分析方法：
微分方程
拉氏 变换
S 域代数方程

计算机控制系统课后答案问题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技术对物理过程或机械设备进行监控、控制和管理的系统。

它由计算机硬件、软件和工程配套设备等多个组成部分构成。

计算机控制系统具有实时性好、反应速度快、准确性高等特点，广泛应用于各种工业自动化领域。

问题2：计算机控制系统的组成部分有哪些？计算机控制系统由以下几个部分组成：1.传感器和执行器：传感器用于感知物理过程的状态和参数，并将其转换为电信号，以便计算机能够处理。

执行器根据计算机的指令来执行控制动作，控制物理过程或机械设备的运行。

2.计算机硬件：包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出接口等。

计算机硬件负责接收传感器采集的数据，并根据预设的算法进行处理和判断，进而控制执行器的动作。

3.计算机软件：包括控制算法、界面程序等。

控制算法根据输入的传感器数据进行计算和判断，生成相应的控制指令。

界面程序提供控制系统的人机交互界面，使操作员能够对系统进行监控和控制。

4.工程配套设备：包括可编程逻辑控制器（PLC）、仪表仪器等。

这些设备与计算机系统相连，作为中间装置，用于完成不同领域的控制任务。

问题3：计算机控制系统的工作原理是什么？计算机控制系统的工作原理是通过传感器采集物理过程的状态和参数，将其转换为电信号输入到计算机系统中。

计算机根据预设的控制算法，对输入的数据进行处理和判断，生成相应的控制指令。

这些控制指令通过输出接口发送给执行器，执行器根据指令来执行相应的控制动作，从而实现对物理过程或机械设备的控制。

计算机的工作过程可以理解为以下几个步骤：1.信号采集：传感器采集物理过程的状态和参数，并将其转换为电信号。

2.信号处理：计算机系统接收传感器的电信号，对其进行滤波、放大、数字量化等处理，以获取准确的数据。

3.控制计算：根据输入的数据，计算机系统进行控制算法的计算和判断，生成相应的控制指令。

4.控制输出：控制指令通过输出接口发送给执行器，执行器根据指令来执行相应的控制动作。

2024年《计算机控制系统及组装》基础知识考试题库与答案一、单选题1.计算机的操作系统属于()。

A：应用软件B：调试软件C：工具软件D：系统软件正确答案：D2.下面关于系统还原说法正确的是()。

A：系统还原等价于重新安装系统B：系统还原后可以清除计算机中的病毒C：还原点可以由系统自动生成也可以自行设置D：系统还原后,硬盘上的信息会自动丢失正确答案：C3.一般将计算机的发展历程划分为四个时代，其划分的主要依据是计算机的()。

A：设备功能B：机器规模C：构成元件D：硬件性能正确答案：C4.操作系统的主要功能是()。

A：进行数据处理B：计算数据C：管理系统所有的软、硬件D：实现软、硬件转换正确答案：C5.是能够指挥计算机工作的程序.程序运行时所需要的数据.相关文档和资料的集合的统称。

A、软件B、程序C、指令系统D、语言正确答案：A6.计算机系统中运行的程序、数据及相应的文档的集合称为()。

A：主机B：软件系统C：系统软件D：应用软件正确答案：B7.计算机系统的()通常用计算机连续无故障运行时间的长短来衡量。

A：运算速度B：可靠性C：兼容性D：安全性正确答案：B8.在计算机中，操作系统是一种oA、工具软件B、系统软件C、编程软件D、调试软件正确答案：B9.计算机系统中指的是运行的程序.数据及相应的文档的集合。

A、主机B、应用软件C、软件系统D、系统软件正确答案：C10.下列选项中()不属于计算机硬件系统。

A：系统软件B：I/O设备C：内存储器D：中央处理器正确答案：A11.计算机系统由两大部分组成,它们是()。

A：系统软件和应用软件B：主机和外部设备C：硬件系统和软件系统D：输入设备和输出设备12.操作系统中对文件的确切定义应该是()。

A：用户手写的程序和数据B：打印在纸上的程序和数据C：显示在屏幕上的程序和数据的集合D：记录在存储介质上的程序和数据的集合正确答案：D13.分散控制系统的生产管理级是整个_()的协调者和控制者。

S平面角频率 与Z平面相角 的映射
3s s , : 任意 S平面上的主带与旁带： 2 2 s 3 s s s 主带： , 旁带： , : 任意 2 2 2 2 2 ...... : 任意 Ws T Im j [s] 3s [z]
＝ 0, 9 0 0 ：S平面的虚轴，Z平面单位圆上。
z e
T
e
d T cot
z d T
cot
2 T ws
z e
T
e

n
ws
2
z n
2 1 ws
2

1 2
, wd wn 1 2
等自然频率轨迹映射
4.1.2 计算机控制系统稳定性的判别

计算机控制系统稳定性的判别方法： 离散劳斯判据： 因Z-W的变换是线性变换，故是一一对应的关系。 对应关系推导：略 Im [z] jy [w]
1
0
Re
0
x
综上，可以在w平面应用劳斯判据。
4.1.2 计算机控制系统稳定性的判别

离散劳斯判据要点： 1. 求取离散系统的特征方程，并作Z-W变换。 2. 将特征方程 anwn+ an-1wn-1+ an-2wn-2+ …+ a0=0 化 简为an>0 的形式。 若各系数的符号不同，则系统不稳定。 若系统的符号相同，则建立劳斯行列表。 3. 建立劳斯行列表(共n+1行)。 4. 若劳斯行列表的第一列的元素都为正数，则所 有特征 根都位于W平面的左半面平面，即Z平 面的单位圆内，系统稳定。 若劳斯行列表第一列的元素出现负数，则系统 不稳定，且第一列元素符号变化的次数就是W 平面右半平面的特征根的个数，即在Z平面不稳 定的闭环极点的个数。

第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么？答：方便性，开放性，有效性，可扩充性2.OS的作用可表现在哪几个方面？答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。

3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0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。

0s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。

4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。

5.何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机1/0是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。

该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。

而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。

6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。

主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。

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，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。

解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。

针对反时处理问题，应便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。

《计算机控制系统》课程复习题答案一、知识点：计算机控制系统的基本概念。

具体为了解计算机控制系统与生产自动化的关系；掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性；理解计算机控制系统的分类和发展趋势。

回答题：1.画出典型计算机控制系统的基本框图；答：典型计算机控制系统的基本框图如下：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.简述计算机控制系统的组成；答：计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成，计算机系统又由硬件和软件组成。

4.简述计算机控制系统的特点；答：计算机控制系统与连续控制系统相比，具有以下特点：⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。

⑵计算机控制系统修改控制规律，只需修改程序，一般不对硬件电路进行改动，因此具有很大的灵活性和适应性。

⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。

⑷计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。

⑸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。

⑹采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化。

5.简述计算机控制系统的类型。

答：（1）操作指导控制系统；（2）直接数字控制系统；（3）监督计算机控制系统（4）分级计算机控制系统二、知识点：计算机控制系统的硬件基础。

具体为了解计算机控制系统的过程通道与接口；掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用，掌握输入/输出接口电路：并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法，能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。

回答题：1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。

2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。

3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。

答：W78系列,如W7805、7812、7824等；W79系列，如W7805、7812、7824等4.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。

（大部分答案都来自百度文库，不确定是否正确，自己最后验证一下，简答题有些题的答案可以简化的，自己适当省略就好）1. 简述采样定理的基本内容。

答：采样定理:如果连续信号)(t f 具有有限频谱，其最高频率为max ω,)(t f 进行周期采样且采样角频率s max 2ωω≥时，连续信号)(t f 可以由采样信号)(*t f 唯一确定，亦即可以从)(*t f 无失真地恢复)(t f 。

（百度文库答案） 2. 线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？答：线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜z i ｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z 平面的单位圆内。

（百度文库答案）3. 脉冲响应不变法的基本思想是什么？答：脉冲响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的脉冲响应g D (kT )是模拟控制器的脉冲响应采样值g (kT )的T 倍。

（百度文库答案）4. 写出增量型PID 的差分控制算式。

（书本P38-39页）答：增量型PID 控制算式可以写为D 1P 112I [(2)]i i i i i i i i T T u u K e e e e e e T T----=+-++-+（百度文库答案） 5. 如何消除比例和微分饱和现象？答：“积分补偿法”。

其中心思想是将那些因饱和而未能执行的增量信息积累起来，一旦有可能再补充执行。

这样，动态过程也得到了加速。

即，一旦u ∆超限，则多余的未执行的控制增量将存储在累加器中；当控制量脱离了饱和区，则累加器中的量将全部或部分地加到计算出的控制增量上，以补充由于限制而未能执行的控制。

（百度文库答案）6. 什么是采样或采样过程？何为线性离散系统的脉冲传递函数的定义？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。

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。

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么答：方便性，开放性，有效性，可扩充性的作用可表现在哪几个方面答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。

3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0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。

0s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。

4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。

5.何谓脱机I/O和联机I/O答：脱机1/0是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。

该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。

而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。

6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。

主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。

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，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。

解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。

⽹络教育《计算机控制系统》答案分数： 96.0完成⽇期：2011年02⽉17⽇ 23点18分说明：每道⼩题括号⾥的答案是学⽣的答案，选项旁的标识是标准答案。

⼀、单项选择题。

本⼤题共20个⼩题，每⼩题 2.0 分，共40.0分。

在每⼩题给出的选项中，只有⼀项是符合题⽬要求的。

1. 计算机与计算机或智能设备之间进⾏通信地的连线，称为（）( B )A. 内部总线B. 外部总线C. PCI总线D. ISA总线2. 分散型控制系统综合的四C技术其中有（）。

( C )A. 分散控制B. 集中控制C. 控制技术D. 信息处理3. 通过⼀个信息帧传送的信息字段，是通讯中的实质性内容，也就是（）。

( B )A. 应⽤层B. 消息层C. 物理层D. 链路层4. Bitbus的电⽓接⼝采⽤的是平衡传送的（）标准。

( B )A. RS-232B. RS-485C. RS-4225. 按字符传送数据的⽅法称为（）。

( B )A. 同步传送B. 异步传送C. ⽹络传送D. 远传6. 外界⼲扰的扰动频率越低，进⾏信号采集的采样周期应该越（）。

( A )A. 长B. 短C. 简单D. 复杂7. 所谓实时，是指信号的输⼊、计算和输出都要在（）的时间范围内完成。

( D )A. 微秒级B. 纳秒级C. 毫秒级D. ⼀定8. 数字量输⼊通道主要由（）、输⼊调理电路、输⼊地址译码等组成。

( A )A. 输⼊缓冲器B. 输⼊锁存器C. 输出缓冲器D. 输出锁存器9. A/D转换器的主要技术指标中，（）是指完成⼀次模拟量到数字量转换所需要的时间。

( D )A. 分辨率10. 将采样信号转换成数字信号的过程称为量化过程，执⾏量化动作的装置是（）。

( B )A. D/A转换器B. A/D转换器C. 计算机D. 单⽚机11. 在通信线路上传输信息时，⽤于提⾼传输质量的⽅法中，改善信道的电性能，使误码率降低的⽅法称为（）。

( A )A. 差错控制技术B. 检验错误C. 纠正错误D. ⾃动纠错12. 数据传输通常⽤的⽅式中，⽤单线传输信号，以地线作为信号的回路，接收器是⽤单线输⼊信号的⽅式称作（）。

成⼈教育《计算机控制系统》期末考试复习题及参考答案计算机控制系统练习题A⼀、回答题1、简述积分调节的作⽤2、为什么会出现⽐例和微分饱和现象？3、线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？4、何为最少拍设计？5、如何消除积分饱和现象？6.简述积分调节的作⽤？⼆、设被控对象传递函数为p ()(1)K G s s s =+，在对象前接有零阶保持器，试求⼴义对象的脉冲传递函数。

三、⽤后向差分法求下列模拟滤波器D (s )的等效数字滤波器，并给出差分递推算式，设T =1s 。

（15分）2()(1)(2)D s s s =++ 四、采样周期T ＝1s ，试对单位阶跃输⼊设计最少拍⽆纹波数字控制器五、已知闭环离散系统的特征⽅程式为试⽤修正劳斯－霍尔维茨判据判断该系统是否稳定。

五、设对象的传递函数1e 1()1Ts G s s s --=+ 采样周期T ＝1s ，试对单位阶跃输⼊设计最少拍⽆纹波数字控制器。

32() 1.030.430.00540W z z z z =-++=计算机控制系统练习题A答案⼀、回答题1、简述积分调节的作⽤答：为了消除在⽐例调节中的残余静差，可在⽐例调节的基础上加⼊积分调节。

积分调节具有累积成分，只要偏差e不为零，它将通过累积作⽤影响控制量u，从⽽减⼩偏差，直到偏差为零。

积分时间常数T I⼤，则积分作⽤弱，反之强。

增⼤T I将减慢消除静差的过程，但可减⼩超调，提⾼稳定性。

引⼊积分调节的代价是降低系统的快速性。

2、为什么会出现⽐例和微分饱和现象？答：当给定值发⽣很⼤跃变时，在PID增量控制算法中的⽐例部分和微分部分计算出的控制增量可能⽐较⼤(由于积分项的系数⼀般⼩得多，所以积分部分的增量相对⽐较⼩)。

如果该计算值超过了执⾏元件所允许的最⼤限度，其中计算值的多余信息没有执⾏就遗失了，从⽽影响控制效果。

3、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。

采样定理（香农定理）
● 定理：若连续信号为有限带宽（频率分量最 大值为ωm），当采样频率ωs ≥2ωm 时，原 连续信号完全可以用其采样信号来表征（采样 信号可以不失真地代表原连续信号）。
● 物理含义： ωs ≥2 ωm，对连续信号中所 含的最高频率的正弦分量来讲，能够做到1个 振荡周期内采样两次以上。
频率混叠现象的消除
前置滤波器：串在采样开关前面的模拟低通滤波器， 又叫做抗混叠滤波器。
F( j)
F ( j)
s 2
前置
采样
s 2 滤波max
max
采样
T F*( j) 恢复
T F( j)
恢复 T F ( j)
s 2
s 2
s 2
s 2
s 2

(n)

1 0
n 0; n 0;
它在数字系统中所起的作用和模拟系统中的冲激函
数 (t) 所起的作用相似。所不同的只是在n=0时，其
值为1，而不是无穷大。
延迟kT

(n

kN
)

1 0
n kN n kN
采样过程的描述
连续信号：f (t)
T τ
开 结开 结 始 束始 束 采 采采 采 样 样样 样
ωs ≥2ωm时，不重叠， ωs < 2ωm时，频谱混叠
采样信号的频谱：采样频率为 s
s 2max
T F*( j)

s
max max
s
s
s 2max
T F *( j)

s max
maxs
频率混叠 s
内容提要
2.1 CCS中的信号种类 2.2 CCS中的信号转换过程分析 2.3 信号的恢复与重构 2.4 信号的量化

《操作系统（四版）》习题解答12第1章习题答案3一、填空1．计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。

452．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。

63．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首7次扩充。

84．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管9理和文件管理。

105．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概11念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。

126．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。

137．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是实时性和可靠性。

148．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则它应该是15分时操作系统。

169．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资17源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则它应该属于批处理操作系统。

1810．采用多道程序设计技术，能充分发挥 CPU 和外部设备并行工作的能力。

11. 计算机网络是在计算机技术和通信技术高度发展基础上相结合的产1920物。

12. 在计算机网络中，各计算机仍使用自己的操作系统，由它管理自身的2122资源。

只有各计算机间进行信息传递、以及使用网络中的可共享资源时，23才会涉及到网络操作系统。

13. 如果一个计算机网络系统，其处理和控制功能被分散在系统的各个计算2425机上，系统中的所有任务可动态地分配到各个计算机中，使它们并行执行，实26现分布处理。

这样的系统被称为“分布式系统”，其上配置的操作系统，被称27为“分布式操作系统”。

28二、选择291．操作系统是一种 B 。

30A．通用软件B．系统软件C．应用软件D．软件包312．操作系统是对 C 进行管理的软件。

32A系统软件B．系统硬件C．计算机资源 D．应用程序333．操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的 A 。

34A．利用率B．可靠性C．稳定性D．兼容性354．计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的 B 和方便用户使用。

4.1解：()()()()()11111.01−−−−−=⎦⎤⎢⎣⎡+=e z z e Kz s s K Z z G 所以，系统的闭环脉冲传递函数为)1())(1()1()(1)()()()(111−−−−+−−−=+==e Kz e z z e Kz z G z G z R z Y z Φ 系统的闭环特征方程为0)1())(1(11=−+−−−−e Kz e z z ，得到03679.06321.03679.1)(2=++−=Kz z z z Δ 由二阶计算机控制系统稳定充要条件⎪⎩⎪⎨⎧>−><0)1(0)1(1)0(ΔΔΔ 可解得：3281.40<<K4.2解：系统对应的特征多项式为12.067.061.08.0)(234−+−−=z z z z z Δ检验必要条件 04.0)1()1(014.0)1(>=−−>=ΔΔn满足系统稳定的必要条件，再构造Jury 表如下1686.0 8308.05442.04521.04521.05442.0 4055.06513.03217.02641.02641.03217.06513.0 5824.09856.07196.06832.05740.05740.06832.07196.09856.012.0 1 8.0 61.0 67.0 12.012.067.0 61.0 8.0 1−×−−−−×−−−−−×−−−−−×−−−−−−− Jury 阵列奇数行首列系数均大于零，故系统稳定。

4.3解：开环z 传递函数为)1)(5.0()(−−=z z Kz z G闭环传递函数为Kz z z Kz z G z G z R z Y z +−−=+==)5.0)(1()(1)()()()(Φ 令特征多项式 ()05.05.1)(2=+−+=z K z z Δ由二阶计算机控制系统稳定充要条件⎪⎩⎪⎨⎧>−><0)1(0)1(1)0(ΔΔΔ 可解得：30<<K 。

第6章部分习题参考解答6.16.2解：系统闭环z 传递函数为1()z z −Φ=()11()1z z −−Φ=−最少拍控制器[]()()()111111111 1.2()1 1.20.4550.545()()1()12.21 2.21z z z z D z G z z z z z z −−z −−−−−−+Φ+====−Φ−−−+) 6.3解：广义对象的z 传递函数为()(()()()111111018.01135.01113.11046.0176.0)(−−−−−−−−−++=z z z z z z z G对于单位速度输入有12()2z z z −−Φ=−()211()1z z −−Φ=− 最少拍控制器[]()()()()()()()()()()()()1111221111111111110.13510.018()2()()1()0.7610.0461 1.1312.63210.13510.01810.510.04611 1.13z z z z z D z G z z z z z z z z z z z z −−−z −−−−−−−−−−−−−−−Φ−==×−Φ++−−−−=+−+6.4解：广义对象的z 传递函数为 ()()()1111368.011718.0168.3)(−−−−−−+=z z z z z G ， 对于单位阶跃输入有()011718.01)(ϕΦ−−+=z z z()()11111)(1−−+−=−z f z z Φ，解得582.00=ϕ，，418.01=f 控制器[]()()()()()()()()1111111111418.01368.01158.0418.011582.0718.01718.0168.3368.011)(1)()()(−−−−−−−−−−+−=+−++−−=−=z z z z z z z z z z z z G z z D ΦΦ6.56.6解：（1）对于单位阶跃输入，有纹波系统闭环z 传递函数为 1)(−=z z Φ，，从而求得控制器为11)(1−−=−z z Φ)(1z D []()()()()()111111115.013.01515.012.03.011)(1)()()(−−−−−−−−+−=−+−−=−=z z z z z z z z z z G z z D ΦΦ（2）对于单位速度输入，无纹波系统的闭环z 传递函数为()()110115.01)(−−−++=z z z z ϕϕΦ，()()112111)(1−−+−=−z f z z Φ，解得：556.10=ϕ，888.01−=ϕ，444.01=f ，因此无纹波控制器[]()()()()()()()()()()()11111211111111444.01158.013.0178.7444.011888.0556.15.015.012.03.011)(1)()()(−−−−−−−−−−−−−+−−−=+−−++−−=−=z z z z z z z z z z z z z z z G z z D ΦΦ6.76.8解：期望的闭环z 传递函数为 12368.01632.011)(−−−−−=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+−=z z s e s e Z z s Ts Φ 广义被控对象()()()11126065.018187.017805.010401.0)12)(15(1)(−−−−−−−−+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++−=z z z z s s e s e Z z G s Ts 因此()()()()21111632.0368.017805.016065.018187.017606.15)(1)()(1)(−−−−−−−+−−=−=z z z z z z z z G z D ΦΦ 6.9 解：120045.019955.011.01)(−−−−−=⎦⎤⎢⎣⎡+−=z z s e s e Z z s Ts Φ ()()()1112368.016065.016066.011548.0)1)(12(1)(−−−−−−−−+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++−=z z z z s s e s e Z z G s Ts ()()()()()()()()()11111211119955.0116066.01368.016065.014309.69955.0.00045.016066.01368.016065.014309.6)(1)()(1)(−−−−−−−−−−+−+−−=−−+−−=−=z z z z z z z z z z z z z G z D ΦΦ 有振铃极点，令中振铃因子中的9955.0−=z )(z D 1=z ，即该因子变为常数1.9955，则有()()()()()()()()1111111116066.01368.016065.012227.316066.019955.1368.016065.014309.6)(1)()(1)(−−−−−−−−−+−−=−+−−=−=z z z z z z z z z z z G z D ΦΦ6.106.11解：系统校正前的开环z 传递函数为 ()()()135.01594.0135.1)1(1)(−−+=⎦⎤⎢⎣⎡+−=−z z z K s s K s e Z z G Ts 此时，由速度误差系数5.1)()1(lim 11≥−=→z G z T K z v 解得：，取5.1≥K 2=K()()()135.01594.0135.12)1(1)(−−+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+−=−z z z s s K s e Z z G Ts ， 令ww z −+=11，得到 ww w w w G 7616.05232.10464.14768.0)(22++−−=，画出伯德图M a g n i t u d e (d B )1010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = -2.76 dB (at 1.3 rad/sec) , Pm = -9.16 deg (at 1.85 rad/sec)Frequency (rad/sec)这是一个非最小相位系统，，需将高频增益降低小于1。