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计算机控制技术题库（附答案）计算机控制技术练习题（附答案）⼀、填空题（每空2分，共20分）1．闭环负反馈控制的基本特征是。
2．闭环控制系统⾥，不同输出与输⼊之间的传递函数分母。
3．惯性环节的主要特点是，当其输⼊量发⽣突然变化时，其输出量不能突变，⽽是按变化。
4．静态误差系数是系统在典型外作⽤下精度的指标，静态误差系数越⼤，精度。
5．系统的相稳定裕度γM，定义为开环频率特性在截⽌频率ωc处。
6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。
7．零阶保持器是⼀个相位滞后环节，它的相频特性φ(ω)= 。
8．若已知闭环系统⾃然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取。
9．通常把叠加在被测信号上的⼲扰信号称为。
10．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。
⼆、选择题(每题2分，共10分)1．在计算机控制系统⾥，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。
A 增⼤；B 减⼩；C 不变。
2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相⽐，有限字长所引起的量化误差。
A 较⼤；B 较⼩；C 相当。
3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是。
A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。
4．若以电机轴的转⾓为输⼊量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。
A 积分；B 微分；C 惯性。
5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。
A ⼤于；B ⼩于；C 等于。
三、简答题（每⼩题5分，共20分）1．图1为⽔箱⽔位⾃动控制系统，试说明基本⼯作原理。
图12．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为⼏型系统，系统的开环放⼤系数为多少?3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互⽭盾的关系。
4．试表述采样定理，并说明若⼀⾼频信号采样时不满⾜采样定理，采样后将会变成何种信号。
计算机控制技术复习题(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--计算机控制技术复习题一、简答题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.简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。
答：(1)比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数K P。
比例调节器虽然简单快速，但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。
加大比例系数K P可以减小静差，但是K P过大时，会使系统的动态质量变坏，引起输出量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。
(2)积分调节器：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。
(3)微分调节器：为加快控制过程，有必要在偏差出现或变化的瞬间，按偏差变化的趋向进行控制，使偏差消灭在萌芽状态，这就是微分调节的原理。
微分作用的加入将有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。
3.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。
答：4.回答下述电路中克服共模干扰的工作原理。
答：平时，开关S1i(i=1,2,...,n)处于闭合状态，C i的电压跟踪V i的输入值，开关S2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。
需检测V i时，则令S1i断开,S2i闭合，放大器A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A 不与任何模拟量信号输入共地，电容C i的电压均为差模电压，这样就克服了共模电压的影响。
5.采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。
计算机控制技术期末复习题计算机控制技术期末复习题计算机控制技术是现代工业自动化中的重要组成部分，它通过计算机技术与控制理论的结合，实现对工业过程的自动化控制。
在期末复习中，我们可以通过解答一些典型的计算机控制技术问题来加深对该学科的理解和掌握。
1. 什么是PLC（可编程逻辑控制器）？它有哪些特点和应用领域？PLC是一种专门用于工业控制的数字计算机。
它具有可编程性、可靠性和可扩展性等特点。
PLC广泛应用于工业生产线的自动化控制、机器人控制、交通信号控制等领域。
2. 请简要介绍PID控制器的原理和应用。
PID控制器是一种常用的自动控制器，它通过对系统的误差、误差变化率和误差累积进行加权求和，得到控制量的输出。
PID控制器的应用领域包括温度控制、压力控制、流量控制等。
3. 什么是HMI（人机界面）？它在工业自动化中的作用是什么？HMI是指人与机器之间进行信息交互的界面。
它可以通过触摸屏、键盘、指示灯等方式与机器进行交互。
在工业自动化中，HMI起到了监控、操作和调试的作用，使操作人员能够直观地了解和控制工业过程。
4. 请解释什么是远程监控系统，并简要介绍其工作原理。
远程监控系统是指通过网络等远程通信方式，实现对分布在不同地点的设备、过程进行监控和控制。
其工作原理是通过传感器采集设备或过程的数据，将数据传输到远程监控中心，然后通过控制指令实现对设备或过程的控制。
5. 请简要介绍工业机器人的分类和应用。
工业机器人可以根据其结构、控制方式和应用领域进行分类。
按照结构可以分为直臂型、平行型、关节型等；按照控制方式可以分为点位控制、路径控制等；按照应用领域可以分为焊接、装配、搬运等。
工业机器人在汽车制造、电子制造、食品加工等行业中得到广泛应用。
6. 请简要介绍现场总线技术的作用和优势。
现场总线技术是一种用于工业自动化领域的通信技术，它可以将传感器、执行器等设备通过总线连接起来，实现数据的传输和控制指令的交互。
现场总线技术的作用是简化设备的布线、提高系统的可靠性，并且可以减少设备的数量和成本。
计算机控制技术练习题（附答案）一、填空题（每空2分，共20分）1．闭环负反馈控制的基本特征是。
2．闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母。
3．惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按变化。
4．静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度。
5．系统的相稳定裕度γM，定义为开环频率特性在截止频率ωc处。
6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。
7．零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性φ(ω)= 。
8．若已知闭环系统自然频率为ωn，经验上，采样频率ωs应取。
9．通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。
10．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。
二、选择题(每题2分，共10分)1．在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。
A 增大；B 减小；C 不变。
2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差。
A 较大；B 较小；C 相当。
3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是。
A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。
4．若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。
A 积分；B 微分；C 惯性。
5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。
A 大于；B 小于；C 等于。
三、简答题（每小题5分，共20分）1．图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。
图12．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少?3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。
4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。
四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=ωn 2/s(s+2ζωn )实测求得单位阶跃响应的σ%=4.3%，t s =2.5秒，试写出闭环传递函数并求ωn ，ζ为多少。
《计算机控制技术》复习资料一、填空题1、计算机控制是自动控制发展中的（高级）阶段，是自动控制的（重要分支）。
2、计算机在信息处理、（逻辑分析）、决策判断、（输入输出）管理等各个方面显示出突出的优点。
3、计算机控制系统利用计算机的（硬件）和（软件）代替自动控制系统的控制器。
4、自动控制是指在（没有人）直接参与的前提下，应用（控制装置）自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使他们具备相应的功能。
5、在控制系统中如果给定值是（恒定不变）的，则此系统称为（定值）控制系统。
6、若系统控制（变量）的变化规律为已知函数，并被事先确定，则此类控制为（程序）控制系统。
7、广义上说系统的给定信号和扰动都可以看作是系统外作用信号，给定信号（决定）着系统输出量的变化；而扰动则（破坏）给定信号对系统输出量的控制。
8、计算机控制过程是在（外部）作用下使系统由一个平衡或稳定状态过渡到另一个（平衡或稳定）状态的过程，称为瞬态过程或系统响应。
9、自动控制的瞬态过程有两种典型形式，一种是（收敛）的，对应的系统运行是稳定的；另一种是（发散）的，对应的系统是不稳定的。
10、在计算机控制系统中为了达到控制目标，可以采用（模拟）化设计方法和（离散）化设计方法来设计控制器。
11、工业控制计算机是一种面向工业控制、采用标准（总线）技术和开放式( 体系)结构的计算机。
12、计算机各功能模板之间的内部总线可以分为：（数据）总线、( 地址)总线、控制总线、电源总线。
13、外部总线是计算机与计算机或计算机与其他（智能）设备之间进行( 通信)的连线。
14、典型的工业控制计算机IPC应具备抗（电磁）干扰、防震、防潮、( 耐高温)等性能。
15、可编程序控制器是（继电器）逻辑控制系统与( 微型)计算机技术相结合的产物。
16、大多数PLC采用继电控制形式的（梯形图）编程方式，继承了传统(控制)线路的清晰直观容易掌握。
17、整体式的（PLC）把电源、CPU、内存、I/O系统都( 集成)在一个小箱体内构成一台完整的PLC。
计算机控制系统期末考试题答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 计算机控制系统的核心是（D）。
A. 传感器B. 执行器C. 控制算法D. 控制器2. 在PID控制器中，P、I、D分别代表（A）。
A. 比例、积分、微分B. 比例、微分、积分C. 积分、比例、微分D. 微分、积分、比例3. 下列哪种控制方式属于开环控制（C）。
A. 比例控制B. 积分控制C. 恒值控制D. PID控制4. 下列哪种控制策略适用于大滞后系统（B）。
A. PID控制B. Smith预测控制C. 模糊控制D. 神经网络控制5. 在数字控制系统中，以下哪个环节是必不可少的（D）。
A. 传感器B. 执行器C. 控制算法D. A/D转换器二、填空题（每题2分，共20分）1. 计算机控制系统主要由________、________、________和________四部分组成。
答案：控制器、执行器、传感器、被控对象2. PID控制器中，比例环节的作用是________，积分环节的作用是________，微分环节的作用是________。
答案：消除静态误差、减小超调量、改善动态性能3. 在数字控制系统中，A/D转换器的分辨率越高，系统的________越低。
答案：量化误差4. Smith预测控制算法的基本思想是________。
答案：预测未来输出，提前进行控制5. 模糊控制的核心是________。
答案：模糊推理三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述计算机控制系统的基本原理。
答案：计算机控制系统通过控制器对被控对象进行控制。
控制器根据传感器采集到的被控对象状态信息，按照预定的控制策略，生成控制信号，通过执行器作用于被控对象，使其达到预期的控制目标。
2. 简述PID控制器的特点及适用范围。
答案：PID控制器具有以下特点：结构简单、易于实现、适用范围广。
它适用于线性、时不变、单输入单输出系统，尤其适用于工业控制领域。
3. 简述模糊控制的基本原理。
一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5 分，共15 分）1．B 2. A 3. B 4. C 5. B 6. A 7. D 8. D 9.A 10. D二、填空题（本题共15 个空，每空1分，共15 分）1. 采样保持2. 8 双0伏3. 采样精度精度差4. 中断5. 通电一次转过的角度转子上两齿间的夹角6. 单三拍，双三拍，三相六拍（或A→B→C，AB→BC→CA，A→AB→B→BC→C→CA）7. 线性插值法8. 把数字量转换成人们所熟悉的十进制工程量消除静差三、简答题（本题共4小题，每小题6分，共24分）1. 答：动态显示是每一时刻只有一位在显示，而且按照一定的周期循环显示，由于循环周期比较快，所以人眼看到的仍然是一个多位同时显示。
静态显示是各位一起显示。
动态显示用于仿真器，而静态显示则用于工业过程控制和智能化仪表。
2. 答：小功率直流电机双向控制原理图，如下所示：图中，当SW1和SW4闭合时，马达正转；当SW2和SW3闭合时，马达反转；当SW1和SW3或SW2和SW4闭合时，马达刹车；当SW1、SW3、SW2和SW4都断开时，马达滑行。
3. 答：平均滤波有三种：算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波。
算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。
4. 答：经实验得出正确的参数曲线，根据精度要求取点，精度要求高处多取点，其他地方少取点，相临两点连线，用直线代替曲线，在保证精度的前提下实现非线性参数分段线性化。
四、说明题（本题共1小题，共10分，画图5分，说明5分）答：分时采样和分时转换的工作原理如下图所示：（10分，画图5分，说明5分）在这一系统中，被测参数经多路开关一个一个地被切换到S/H和A/D转换器进行转换。
由于各参数是串行输入的，所以转换时间比较长。
《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。
计算机控制技术练习题（附答案）一、填空题（每空2分，共20分）1．闭环负反馈控制的基本特征是。
2．闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母。
3．惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按变化。
4．静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度。
5．系统的相稳定裕度?M，定义为开环频率特性在截止频率?c处。
6．离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。
7．零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性φ(?)= 。
8．若已知闭环系统自然频率为?n，经验上，采样频率?s应取。
9．通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。
10．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。
二、选择题(每题2分，共10分)1．在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。
A 增大；B 减小；C 不变。
2．控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差。
A 较大；B 较小；C 相当。
3．某系统的Z传递函数为G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知该系统是。
A稳定的；B不稳定的；C 临界稳定的。
4．若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。
A 积分；B 微分；C 惯性。
5．在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。
A 大于；B 小于；C 等于。
三、简答题（每小题5分，共20分）1．图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。
图12．已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。
4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。
四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=?n 2/s(s+2??n )实测求得单位阶跃响应的?%=4.3%，t s =2.5秒，试写出闭环传递函数并求?n ，?为多少。
计算机控制系统试卷三班级： 姓名： 学号： 成绩：一、 简答题 （每小题4分，共20分）1、 简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。
2、 回答下述电路中克服共模干扰的工作原理。
3、 什么是采样或采样过程？4、 线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？5、 何为积分饱和现象？二、已知系统框图如下所示： T=1s (15分)试写出离散系统的动态方程。
三、已知广义被控对象为 （15分）s Ts e s s e s G 2)1(11)(−−+−= 其中，T =1s 。
期望的闭环脉冲传递函数中的时间常数取为T c =0.5s ,应用大林算法确定数字控制器。
四、已知被控对象 （15分）r (t ) y (t )T y*(t ))(22)(025.015.0)1(k u k x k x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡−+⎥⎦⎤⎢⎣⎡−=+ []()10()y k x k =设计一个特征值为1,20.50.25z j =±的全维状态观测器。
并画出相应的状态变量结构图。
五、已知某系统连续控制器的传递函数 （15分）)2)(1(2)(++=s s s D 试分别用阶跃响应和脉冲响应不变法求)(s D 的等效数字控制器，并写出相应的差分方程表达式。
其中采样周期s T 1=。
答案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，C i的电压跟踪V i的输入值，开关K2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。
需检测V i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C i的电压均为差模电压，这样就克服了共模电压的影响。
第一章 计算机控制系统概述 1、计算机控制系统的概念是什么 计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果，是以自动控制理论为基础，以计算机为手段的控制系统。 2、计算机系统由哪些部分组成并画出方框图。 计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。
3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些 稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性 4、计算机控制系统的主要特点有哪些 各项 连续控制系统 计算机控制系统 信号形式 都是模拟信号 模拟信号、数字信号皆有 控制规律实现 由模拟电路实现 由计算机通过程序实现 控制形式 整个过程始终连续控制 整个过程始终离散控制 控制器作用 一个控制器控制一个回路 一个控制器分时控制多个回路 功能强度 简单控制 具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能 自动化程度 自动化程度低 便于实现控制与管理的一体化
5、计算机控制系统是怎样分类的按功能和控制规律可分为几类 一、按控制系统的功能及结构特点分类 ①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④计算机分级控制 ⑤集散控制系统 DCS ⑥现场总线控制系统FCS
外部设备 操作台 输入通道 检测装置 输出通道 执行机构 计 算 机 被
控 对 象 二、按控制规律分类 ①程序和顺序控制 ② PID控制 ③最少拍控制 ④复杂规律的控制 ⑤智能控制
第二章 离散控制系统及Z变换分析法
1、计算机控制系统的信号形式有哪些 连续模拟信号:时间与幅值上均连续，如 r(t)、y(t)、u(t) 离散模拟信号:时间是离散的，幅值上连续，如y*(t)、u*(t) 离散数字信号:时间离散的，幅值为数字量，如y(kT)、u(kT)
2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的 一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。则采样角频率只有满足下面的关系： ωs≥2ωmax 采样后的离散信号f *(t)才能够无失真地复现f(t)。否则不能从f *(t)中恢复f(t)。其中，ωmax是最高角频率，ωs是采样角频率。它与采样频率fs、采样周期T的关系为：
3、简述信号的恢复过程。零阶保持器的作用是什么其传递函数形式是什么 零阶保持器作用：将前一个采样时刻的采样值f(kT)恒定地保持到下一个采样时刻(k+1)T。也就是说在区间[ kT，(k+1)T ]内零价保持器的输出为常数。 零阶保持器的传递函数 设零阶保持器在(t)作用下的脉冲响应h(t)，而h(t)又可以看成单位阶跃函数1(t)与1(t-T)的迭加即：h(t)=1(t)-1(t-T)。 取拉氏变换，得零阶保持器的传递函数:
4、掌握常用信号的Z变换 6、Z变换的滞后定理和超前定理是如何描述的 9、脉冲传递函数定义是什么 零初始条件下，离散输出信号的Z 变换与离散输入信号的Z变换之比。
10、开环Z传递函数的求法： 15、采样系统稳定的条件是什么 采样系统稳定的条件：闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面上以原点为圆心的单位圆内。即|zi|<1 16、
17、求该系统在三种典型信号的作用下的Y(z
) R(
z) G(z)= 稳态误差。 0.368(0.718)()1(1)(0.368)zGZTszz
18、掌握计算机控制系统的稳定性分析：劳斯判据。 19、已知一采样控制系统，试求： (1)系统的闭环脉冲传递函数。 (2)判定系统的稳定性。 (3)系统对阶跃输入和斜坡输入的稳态误差。
第三、四章 计算机控制系统的离散化设计 1、D(z)的设计方法常见有哪两种 （1）离散化设计方法－－直接设计方法（重点） 思想：已知被控对象的Z传递函数G(Z) ，根据所要求的性能指标，设计数字控制器。 （2）连续化设计方法－－间接设计方法 思想：先设计控制器的传递函数D(s)，然后采用某种离散化方法，将它变成计算机算法。
2、最少拍系统概念最少拍控制中主要研究哪三种类型的设计方法 最少拍设计：就是系统在典型输入下，设计数字控制器D(z) 使闭环系统输出在最少个采样周期内能准确跟踪输入（或系统输出稳态误差为0）。 (1)最少拍控制器的设计：系统无误差，简单，但是本身缺陷多。 (2)最少拍有纹波控制器的设计：系统无误差，考虑了系统稳定性，但输出有纹波。 (3)最少拍无纹波控制器的设计：系统无误差，考虑了系统稳定性，输出无纹波。
3、简述数字控制器的离散化设计步骤。 （1）求广义对象的脉冲传递函数G(z); （2）根据控制系统的性能指标要求和其它约束条件，确定所需要的闭环脉冲传递函数Ф(z)和闭环误差脉冲传递函数Фe(z); （3）求取数字控制器的脉冲传递函数D(z)； （4）根据D(z)求取控制算法的递推计算公式，就可编写控制算法程序。
4、不同输入时，最少拍控制器设计综合：
5、最少拍控制器的局限性体现在哪几个方面 最少拍控制器的设计只是使系统对某一典型输入的响应为最少拍，但对其他典型输入不一定为最少拍，甚至引起静差和超调： 当针对某一典型的输入函数R(z)设计的D(z)，用于次数较高的R(z)，系统将不能完全跟踪，产生稳态误差。 当针对某一典型的输入函数R(z)设计的D(z)，用于次数较低的R(z)，系统将出现超调； 显然，一种典型的最少拍控制器只适应一种特定的输入，而不能适用于各种输入。 6、最少拍有纹波控制器的设计
7、实例：设计最少拍有纹波控制系统。
8、最小拍有纹波控制器出现纹波的原因 数字控制器输出u(k)在若干拍后，不为0或常值，是震荡收敛的。 9、最小拍有纹波控制器出现纹波后对系统有什么影响消除纹波办法 输出在采样点之间有偏差；增加了执行元件的功率损耗和机械元件的磨损。 最小拍无纹波控制器能够消除输出纹波。 10、有纹波和无纹波设计唯一区别是什么 有纹波和无纹波设计唯一区别在于： 有纹波设计时， 包含G(z)单位圆上和单位圆外的零点； 无波纹设计时， 包含G(z)单位圆内、单位圆上、单位圆外的所有零点。
第五章 计算机控制系统的模拟化设计 1．模拟控制器的离散化方法有哪些各有什么特点 1、冲激不变法 2、加零阶保持器的Z变换法（常用） 3、差分变换法 4、双线性变换法 5、频率预畸变双线性变换法 6、零极点匹配法 冲激不变法的特点： ①D(z)与D(s)的脉冲响应相同。 ②若D(s)稳定，则D(z)也稳定。 ③D(z)不能保持D(s)的频率响应。（缺点） ④D(z)将ωs的整数倍频率变换到Z平面上的同一个点的频率，因而出现了混叠现象。（缺点） 加零阶保持器Z变换法的特点： ①若D(s)稳定，则D(z)也稳定。 ② D(z)不能保持D(s)的脉冲响应和频率响应。（缺点） 后向差分变换法的特点： ①稳定的D(s)变换成稳定的D(z)。 ②D(z)不能保持D(s)的脉冲响应和频率响应。（缺点） 前向差分变换法的特点： 稳定的D(s)不能保证变换成稳定的D(z)，且不能保证有相同的脉冲响应和频率响应。 双线性变换的特点： ①将整个S平面的左半面变换到Z平面的单位圆内，因而没有混叠效应。 ②稳定的D(s)变换成稳定的D(z)。 ③D(z)不能保持D(s)的脉冲响应和频率响应。（缺点） 2．什么叫模拟PID 调节器的数字实现它对采样周期有什么要求理由何在
3．位置式PID 算法和增量式PID 算法是什么各有什么样的优缺点 1．位置式 2、增量式 当执行机构不需要控制量的全值，而是其增量，由位置式可以导出增量PID控制算法。
利用增量型PID控制算法，可得到位置型PID控制算法的递推形式，即 两者本质相同，只是后者需要使用有附加积分作用的执行机构。但有如下优点： (1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作影响小； (2)在k时刻的增量输出△u(k)，只需用到此时刻的偏差e(k)、以及前一时刻的偏差e(k-1)、前两时刻的偏差e(k-2)，这大大节约了内存和计算时间； (3)在进行手动——自动切换时，控制量冲击小，能够较平滑地过渡； 4．试描述PID 调节器中比例系数，积分时间常数和微分时间常数的变化对闭环系统控制性能的影响（分别对动态响应性能和稳态响应性能影响）。 1、比例控制对系统性能的影响 对动态性能影响 Kp加大，使系统的动作灵敏，速度加快；但当Kp太大时，系统会趋于不稳定；当Kp太小时，使系统动作缓慢。 对稳态性能影响 加大比例控制Kp，在系统稳定的情况下，可以减少稳态误差，提高控制精度，但不能完全消除稳态误差。 2、积分控制Ti对系统性能的影响 对动态性能影响 积分控制Ti通常使系统的稳定性下降。当Ti太大时，系统会趋于不稳定；当Ti小时，对系统的性能影响减少。当Ti合适时，过渡特性比较理想。 对稳态性能影响 Ti能消除系统的稳态误差，提高控制精度，但Ti太大时，积分作用太弱，以至不能减小稳态误差。 3、微分控制Td对系统性能的影响 对动态性能影响 微分可以改善动态特性，如减少超调量、调节时间缩短等。
