1 练 习 题
5.1设采样离散控制系统如图5.18所示，已知a=1，Ｋ＝１，Ｔ＝１ｓ，输入为单位阶跃信号，试分析系统的过渡过程。
图5.18 题5.1的采样离散系统 5.2设采样离散控制系统如图5.18所示，已知a=1，Ｋ=1，Ｔ=1s ，试求系统在单位阶跃、单位速度和单位加速度输入时的稳态误差。
5.3已知采样离散控制系统的闭环特征方程如下：
（1） 632.0)(2+-=z z z D
（2） 123)(234+--+=z z z z z D
（3） 15.35.3)(23+++=z z z z D
（4） 002.08.04.04.1)(234+++-=z z z z z D
试判断闭环系统的稳定性。
5.4设采样离散控制系统如图5.18所示，图中a=1，试求在T=1s 和T=0.5s 两种采样周期下，保证系统稳定的放大系数的取值范围。另外，根据这个例子，说明采样保持器对系统稳定性的影响。
5.5设采样离散控制系统如图5.18所示，已知a=1，T ＝1s ，K ＝1，试绘制系统的开环对数频率特性，并由此判断系统的稳定裕度。
5.6已知单位反馈采样离散控制系统的开环脉冲传递函数如下： (1) )
7.0)(1()8.01.0()(0--+=z z z K z G (2) )
7.0)(1()8.01.0()(0--+=z z z z K z G 试用朱利稳定判据确定开环放大系数K 的稳定域。
计算机控制系统试卷四答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题3分，共30分） 1.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。 2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。 答： 3.什么是信号重构？ 答：把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。 4.写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传 递函数的极点有何影响？ 答：零阶保持器的传递函数为 1e () Ts H s s - - =。零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。 5.阶跃响应不变法的基本思想是什么？ 答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。 6.如何消除积分饱和现象？ 答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。只有当误差e在门限ε之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。 7.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。 答：直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下： (1)根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数() Φz。 (2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z)；根据D(z)编制控制算法程序。
8. 采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什 么？ 答：采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。 9. 说出实施信号隔离的主要方法。 答：信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适用于模拟信号隔离，光电隔离则特别适合数字信号的隔离。 10. 故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？ 答：故障诊断中的状态估计方法的基本思想是：首先重构被控过程的状态，通过与可测变量比较构成残差序列，再构造适当的模型并用统计检验法，从残差序列中把故障诊断出来。因此，这就要求系统可观测或部分可观测，通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。 二、已知系统框图如下所示：T =1s(15分) 试求闭环离散系统的闭环脉冲传递函数，并判别系统的稳定性。 解：广义对象脉冲传递函数为 系统闭环脉冲传递函数为 则闭环系统的特征方程为 由z 域直接判据 ①｜W (0)｜=0.632<1 ②W (1)=1-1+0.632>0 ③W (-1)=1+1+0.632>0 知闭环系统稳定。 三、已知某被控对象的传递函数为(15分) 要求设计成单位反馈计算机控制系统，结构如下图所示。采样周期为T ＝1s 。要求闭环特征根为0.4和0.6。试求数字控制器。 解：广义对象脉冲传递函数为 根据要求设定闭环脉冲传递函数为 r (t ) y (t ) -T
计算机基础作业 第一章计算机与信息社会 习题1 一、思考题： 1．计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？ 答：计算机经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路和大、超大规模集成电路等4个阶段。 电子管计算机的特征是：采用电子管作为计算机的逻辑元件，内存储器采用水银延迟线，外存储器采用磁鼓、纸带、卡片等，运算速度只有每秒几千次到几万次基本运算，内存容量只有几千个字节，使用二进制表示的机器语言或汇编语言编写程序。 晶体管计算机的特征是：用晶体管代替了电子管，大量采用磁芯作为内存储器，采用磁盘、磁带等作为外存储器。 采用了中小规模集成电路的计算机的特征是：用集成电路代替了分立元件。集成电路是把多个电子元器件集中在几平方毫米的基片上形成的逻辑电路。 采用了大、超大规模集成电路的计算机的特征是：以大规模、超大规模集成电路来构成计算机的主要功能部件，主存储器采用集成度很高的半导体存储器，目前计算机的最高速度可以达到每秒几十万亿次浮点运算。 4．计算机主要用于哪些领域？ 答：计算机主要应用在科学和工程计算、信息和数据处理、过程控制、计算机辅助系统及人工智能等领域。 7．信息技术都包含那些？ 答：信息技术主要包括信息基础技术、信息系统技术、信息应用技术三个层次。 二、选择题 1.最早的计算机是用来进行（A)的。 A ）科学计算B）系统仿真C）自动控制D)信息处理 2.构成第二代计算机的主要电子元件是（B) A ）电子管B）晶体管C）中.小规模集成电路D)超大规模集成电路 3.以下哪个不是计算机的特点（D) A ）计算机的运行速度快B）计算机的准确度高C）计算机的存储容量巨大D)计算机的体积很小 4办公自动化属于计算机哪项应用（A) A ）数据处理B）科学计算C）辅助设计D)人工智能 5.以下关于信息的特征不正确的是（B) A ）共享性B）不可存储C）可处理性D)可传递
第一章计算机控制系统概述 习题与思考题 1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？举例说明。 解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，被称为计算机控制系统。与模拟系统相比，计算机控制系统具有设计和控制灵活，能实现集中监视和操作，能实现综合控制，可靠性高，抗干扰能力强等优点。例如，典型的电阻炉炉温计算机控制系统，如下图所示： 炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后，变成电信号（毫伏级），再经变送器变成标准信号（1-5V或4-20mA）从现场进入控制室；经A/D 转换器采样后变成数字信号进入计算机，与计算机内部的温度给定比较，得到偏差信号，该信号经过计算机内部的应用软件，即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制双向晶闸管对交流电压（220V）进行PWM调制，达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小，从而调节炉温变化，最终达到计算机内部的给定温度。 由于计算机控制系统中，数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的，所以很容易实现多种控制算法，修改控制算法的参数也比较方便。还可以通过软件的标准化和模块化，这些控制软件可以反复、多次调用。又由于计算机具有分时操作功能，可以监视几个或成十上百个的控制量，把生产过程的各个被控对象都管理起来，组成一个统一的控制系统，便于集中监视、集中操作管理。计算机控制不仅能实现常规的控制规律，而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断功能，可以综合生产的各方面情况，在环境与参数变化时，能及时进行判断、选择最合适的方案进行控制，必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预，这些都是传统模拟控制无法胜任的。在计算机控制系统中，可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能，使计算机控制系统具有很强的可维护性。另一方面，计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的，程序代码存储于计算机中，一般情况下不会因外部干扰而改变，因此计算机控制系统的抗干扰能力较强。因此，计算机控制系统具有上述优点。 1.2计算机控制系统由哪几部分组成？各部分的作用如何？ 解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环节、采样开关和A/D转换环节等组成。 被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号（1-5V或4-20mA）；再经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制被控对象的物理量，实现控制要求。 1.3应用逻辑器件设计一个开关信号经计算机数据总线接入计算机的电路图。
第1章计算机基础知识习题答案 1. 计算机系统由哪两部分组成？ 答案： 计算机系统由硬件部分和软件部分组成。 2. 什么是输入设备？什么是输出设备，说出另外几种输入、输出设备的名称。 答案： 输入设备是完成信息输入到计算机的设备，输出设备则是完成把信息从计算机中 输出的设备。输入设备除了鼠标、键盘、扫描仪外，还有摄像头、话筒、光驱等。输出 设备除了显示器、打印机外，还有音响、绘图仪等。 3. 什么是系统软件？什么是应用软件？ 答案： 系统软件是使用计算机必不可少的，负责管理计算机系统中各种硬件，使得它们 可以协调工作、并为用户使用计算机提供工作平台、维护计算机正常工作的一些软件。 系统软件包括操作系统、各种语言的编译程序、汇编程序、计算机的故障诊断程序、一 些外设的驱动程序、数据库管理程序以及网络管理程序等。 应用软件是为了特定的用途或某种应用目的而编写的程序，例如字处理软件、表 处理软件、银行管理软件、财务管理软件、教育软件等，都属于应用软件。 4. 位、字节、字长的概念是什么？ 答案： 位：又称bit，是计算机中最小的存储单位，只有0 或者 1 两种状态。字节：是存 储器的基本计算单位，一个字节由8 个bit 组成。字长：字是由若干个字节组成的一个 存储单元，存放一条指令或一个数据，组成存储单元即字的位数称为字长。 5. 1 个G 是多少个字节？ 答案： 1 个G 是1024M 个字节，1M 是1024K 个字节，1K 是1024 个字节，因此 1 个G 是1024×1024×1024 个字节。 6. 将下面的十进制数转换为二进制数： （1）23 （2）376 （3）10581 （4）3777 答案： （1） 2 2 3 余1 2 11 余1 2 5 余1 2 2 余0 2 1 余1 即(23)10 = (10111)2 （2）
计算机控制系统试题 一、选择题（只有一个正确答案，每题2分，共40分） 1．劳斯稳定判据在离散系统中主要解决的是（ C ）。 A、S平面中系统的稳定性； B、Z平面中系统的稳定性； C、三阶以上特征方程稳定判据。 2．某系统的Z传递函数为 0.5(0.5) () ( 1.2)(0.5) z G z z z + = +- ，可知该系统是（B）。 A、稳定的； B、不稳定的；C 临界稳定的。 3、脉冲传递函数是表征（B）。 A、控制系统传递函数； B、计算机控制系统传递函数、 C、脉冲输入的传递函数。 4、有关PID控制算法，以下说法不正确的是（C） A、当系统有阶跃信号输入时，微分项剧增，易引起振荡； B、比例调节几乎贯穿整个控制过程； C、比例控制可以消除一切静差； D、一般来说，不使用纯微分控制。 5、下面关于标度变换的说法正确的是（C）。 A、标度变换就是把数字量转换成与工程量相关的模拟量； B、标度变换就是把模拟量转换成十进制工程量； C、标度变换就是把数字量转换成人们熟悉的十进制工程量； D、标度变换就是把模拟量转换成数字量。 6. 适用于某些生产过程对控制精度要求不是很高，但希望系统工作平稳，执行机构不要频繁动作的PID算法为（D ）。 A、积分分离PID； B、变速积分PID； C、不完全微分PID； D、带死区的PID。 7、下列计算机控制系统中，属于单闭环控制系统的是（B）。 A、操作指导控制系统； B、直接数字控制系统； C、监督计算机控制系统； D、现场总线控制系统。 8、增量式PID算法解决了位置式PID算法（A）的缺点。 A、计算复杂、手/自切换不便； B、不易实现编程； C、控制准确性差； D、
第一章 1. 计算机的发展经历了那几个阶段？各阶段的主要特征是什么？ a）四个阶段： 电子管计算机阶段；晶体管电路电子计算机阶段；集成电路计算机阶段；大规模集成电路电子计算机阶段。 b ）主要特征： 电子管计算机阶段：采用电子管作为计算机的逻辑元件；数据表示主要是定点数；用机器语言或汇编语言编写程序。 晶体管电路电子计算机阶段：采用晶体管作为计算机的逻辑元件，内存大都使用铁金氧磁性材料制成的磁芯存储器。集成电路计算机阶段：逻辑元件采用小规模集成电路和中规模集成电路。 大规模集成电路电子计算机阶段：逻辑元件采用大规模集成电路和超大规模集成电路。 2. 按综合性能指标分类，计算机一般分为哪几类？请列出各计算机的代表机型。 高性能计算机（曙光），微型机（台式机算机），工作站（DN-100 ）,服务器（Web服务器）。 3. 信息与数据的区别是什么？ 信息：对各种事物的变化和特征的反映，又是事物之间相互作用和联系表征。数据：是信息的载体。 4. 什么是信息技术？ 一般是指一系列与计算机等相关的技术。 5. 为什么说微电子技术是整个信息技术的基础？ 晶体管是集成电路技术发展的基础，而微电子技术就是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术。 6. 信息处理技术具体包括哪些内容？3C含义是什么？ a ）对获取的信息进行识别、转换、加工，使信息安全地存储、传送，并能方便的检索、再生、利用，或便于人们从中提炼知识、发现规律的工作手段。b）信息技术、计算机技术和控制技术的总称 7. 试述当代计算机的主要应用。 应用于科学计算、数据处理、电子商务、过程控制、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计 算机集成制造系统、多媒体技术和人工智能等。
第一讲 1、什么是计算机数字控制系统？一般由哪几部分组成？请用框图形式给出实例，并简单说明其工作原理。 计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统；一般由计算机和生产过程两部分组成； 计算机控制系统由工业控制计算机主体（包括硬件、软件与网格结构）和生产过程两大部分组长。其中硬件系统有主机、输入输出通道、外部设备、检测与执行机构组成； 三个步骤原理： 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实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制 规律，决定将要采取的控制行为。 ③实时控制输出：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、实时、在线方式、离线方式的含义是什么？ 实时：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间围完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。 在线方式：在线方式亦称为联机方式，是指生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为。
离线方式：离线方式亦称为脱机方式，是指生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式。 3、简述计算机数字控制系统的发展趋势。 计算机数值控制系统的发展趋势有控制系统的网络化、扁平化、只能化、综合化。 第二讲 1、简述计算机控制系统中过程通道的基本类型及其作用。 数字量输入通道：接受外部装置或产生过程的状态信号，同时将状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号； 数字量输出通道：把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号； 模拟量输入通道：把被控对象的过程参数如温度、压力、流量、液位重量等模拟信号转换成计算机可以接收的数字量信号； 模拟量输出通道：把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。 2、简述计算机控制系统抗干扰技术的基本措施。 克服干扰的措施主要有：硬件措施、软件措施和软硬结合的措施。 其中硬件抗干扰措施包含：①过程通道抗干扰技术；②CPU抗干扰技术；③系统供电与接地技术。针对不同的干扰采用不用的抗干扰技术： ①过程通道抗干扰技术：针对串模干扰，采用滤波器、双积分式A/D转换器、双绞线作信号引线等方法来抑制；针对共模干扰，采用变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比等方式；针对长线传输干扰可采用双绞线与同轴电缆进行传输； ②CPU抗干扰技术：使用Watchdog(俗称看门狗)、电源监控(掉电检测及保护)、复位等；
大学计算机第四版课后习题答案
第一章 1.计算机的发展经历了机械式计算机、 （B） 式计算机和电子计算机三个阶 段。 （A）电子管 （B）机电 （C）晶体管 （D）集成电路 2.英国数学家巴贝奇曾设计了一种程序控制的通用（D）。 （A）加法器 （B）微机 （C）大型计算机 （D）分析机 3. 1939 年，美国爱荷华州立大学研制成功了一台大型通用数字电子计算机 （ D） 。 （A）ENIAC （B）Z3 （C）IBM PC （D）ABC 4.爱德华?罗伯茨 1975 年发明了第一台微机（C）。 （A）Apple II （B）IBM PC （C）牛郎星 （D）织女星 5.1981 年 IBM 公司推出了第一台（B）位个人计算机 IBM PC 5150。 （A）8 （B）16 （C）32 （D）64 6.我国大陆 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）24 8.第四代计算机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.计算机朝着大型化和（C）化两个方向发展。 （A）科学 （B）商业 （C）微机 （D）实用 10.计算机中最重要的核心部件是（A）。
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（A）CPU （B）DRAM （C）CD-ROM （D）CRT 11.计算机类型大致可以分为：大型计算机、（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.大型集群计算机技术是利用许多台单独的（D）组成一个计算机群。 （A）CPU （B）DRAM （C）PC （D）计算机 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）大型计算机 （B）网络 （C）嵌入式 （D）服务器 14.冯结构计算机包括：输入设备、输出设备、存储器、控制器、 （ B） 五大组成部 分。 （A）处理器 （B）运算器 （C）显示器 （D）模拟器 15.在冯?诺伊曼计算机模型中，存储器是指（A）单元。 （A）内存 （B）外存 （C）缓存 （D）闪存 16.指令设计及调试过程称为（D）设计。 （A）系统 （B）计算机 （C）集成 （D）程序 17.指令的数量与类型由（A）决定。 （A）CPU （B）DRAM （C）SRAM （D）BIOS 18.一条指令通常由（B）和操作数两个部分组成。 （A）程序 （B）操作码 （C）机器码 （D）二进制数 19.硬件系统可以从系统结构和系统（A）两个方面进行描述。 （A）组成 （B）分析 （C）安全 （D）流程 20.CPU 性能的高低，往往决定了一台计算机（D）的高低。 （A）功能 （B）质量 （C）兼容性 （D）性能
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计算机控制系统试卷一答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题5分，共50分） 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、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样 指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样 如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样 若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、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。 4、采样保持器LF398工作原理图如下图，试分析其工作原理。 答：LF398的电路原理：放大器A2作为比较器来控制开关K的通断，若IN+的电压高于IN-的电压，则K闭合，由A1、A3组成跟随器，并向C H端外接的保持电容充电；IN+的电压低于IN-的电压时，则K断开，外接电容保持K断开时刻的电压，并经A3组成的跟随器输出至Aout。 5、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。 6、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，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，
第一章 1．计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特点是什么？ 答：电子计算机的发展已经历了四个明显的阶段（也称为四代）.正向第五代智能化的计算机发展。 前四代计算机的特点是： 第一代为电子管计算机.使用的软件程序主要为机器语言。 第二代机是以晶体管作为主要逻辑元件的计算机.软件程序使用了汇编语言且高级程序设计语言诞生。 第三代机是由中小规模集成电路组成的计算机.软件程序使用状况是：操作系统和结构化程序设计语言诞生使用。 第四代机是由大规模或超大规模集成电路组成的计算机.软件状况为网络操作系统、面向对象程序设计诞生和使用。 2．计算机内为什么采用二进制数表示信息？ 答：电子计算机内部采用二进制数表示信息的主要原因是： （1）二进制数数码少（只有0和1两个）.因此易于实现其数码的表示； （2）二进制数的运算法简单； （3）采用二进制数易于实现逻辑运算。 3．计算机硬件系统由哪几部份组成？各部份的主要功能是什么？ 答：电子计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。它们通过总线连接成有机整体。 运算器的主要功能是：完成算术运算和逻辑运算； 控制器的功能是：协调指挥计算机各部件工作； 存储器的主要作用是：存储程序和数据.实现记忆的功能。 输入设备的功能是：输入数据并转换为机内信息存储； 输出设备的作用是：将机内信息转换为便于识别、处理和使用的字符、图形输出显示。4．什么是硬件？什么是软件？它们有何关系？ 答：计算机硬件是构成机器的电子、光电、电磁、机械等物理设备。软件即是计算机中使用的各种各样的程序及其说明文档。 硬件与软件的关系是：硬件是软件运行的基础.软件扩充了硬件的功能。 5．什么是指令？什么是程序？计算机的指令由哪两部份组成？ 答：指令是计算机能实现的基本操作.指令均为二进制数形式。程序是若干指令或命令的集合。指令由操作码和地址码（操作数）组成.操作码告诉计算机执行什么操作（指明指令的功能）.地址码告诉计算机到哪个存储单元地址中读取参与操作的数据。 6．计算机程序设计语言如何分类？什么程序语言是计算机能直接识别和执行的？ 答：计算机程序设计语言可分为低级语言和高级语言两大类。低级语言包括：机器语言和汇编语言.它们都是面向计算机硬件的程序设计语言。高级语言有：面向过程的结构化的程序设计语言（Basic、Pascal、C……）和面向对象的程序设计语言（Visual Basic、Visual FoxPro、Visual C……）。 7．高级程序设计语言的两种执行方式是哪两种？ 答：解释方式——边解释边执行.速度慢但方便程序调试。 编译方式——程序源代码全部编译后再执行.执行速度快.但不易查错。通常是先源代码程序调试成功后再编译使用。
第一章: 一、选择题 2. A 3. C 4. B 5. C 6. B 二、填空题 1. 表示形式（或载体），所表达的含义，数值型数据和非数值型数据2．对信息的加工 3．通信技术、计算机技术、控制技术 4．小型机 5．电子商务 第2章复习思考题答案 一、选择题 1．C 2．B 3．C 4．A 5．B 6．C 7．C 8．C 9．C 10．D 11．D 12．A 13．B 14．B 15．B 16．C 17．C 18．C 19．A 20．B
二、填空题 1． 2． 3．8倍 4． 5. 6763 汉语拼音 偏旁部首 三、简答题 3、二进制十进制八进制十六进制 1100111 103 147 67 1000011 67 103 43 4、十进制二进制十六进制
50 110010 32 128 80 236 EC 5、十进制补码 35 00100011 0 00000000 -2 -9 -76 -128 7、
二、填空题 4.若计算机的字长为2个字节,某存储单元中的机器码000表示一个浮点数,该浮点数的阶码为4位（含阶符1位，补码表示），尾数位12位（含数符1位，补码表示），则与该浮点数等值的十进制数是。 0110 (补码) 0110
+ 1 0110 （原码） ×2(110)2= 2= 第三章复习思考题答案 一、选择 7. C 25. C 二、填空 1．硬件系统软件系统 2．运算器、控制器、寄存器 3．主机（CPU和内存）、I/O控制器、系统总线外存和输入/输出设备
4．运算器控制器存储器输入设备输出设备5．输入 6．显示监视器显示控制器（显卡） 7.文档应用软件 8. 38 GB 9.指令 ROM芯片 ROM 或称闪存 第4章习题答案 一、选择题 1. B 2. B 3. C 4. A 5. A 6. B 7. D 8. D 9. C 10. A 11. A 12. B 13. C 14. B 15. B 二、填空题 1. 处理器管理存储管理设备管理文件管理
计算机控制系统试卷一答案 一、简答题（每小题5分，共50分） 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、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？ 答 (1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 (2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 (3) 非同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 (4) 多速采样如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 (5) 随机采样若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。 3、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。 4、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。 5、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，那么，控制作用必然不如应有的计算值理想，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。
计算机基础练习题 1.微机硬件系统中最核心的部件是____ 。 A、内存储器 B、输入输出设备 C、CPU D、硬盘 2.根据计算机使用的电信号来分类，电子计算机分为数字计算机和模拟计算机，其中，数 字计算机是以____为处理对象。 A、字符数字量 B、物理量 C、数字量 D、数字、字符和物理量 3.用MIPS来衡量的计算机性能指标是____ 。 A、传输速率 B、存储容量 C、字长 D、运算速度 4.交互式操作系统允许用户频繁地与计算机对话，下列不属于交互式操作系统的是____。 A、Windows系统 B、DOS系统 C、分时系统 D、批处理系统 5.计算机硬盘正在工作时应特别注意避免____。 A、噪声 B、震动 C、潮湿 D、日光 6.下列四条叙述中，正确的一条是____。 A、字节通常用英文单词“bit”来表示 B、目前广泛使用的Pentium机其字长为5个字节 C、计算机存储器中将8个相邻的二进制位作为一个单位，这种单位称为字节 D、微型计算机的字长并不一定是字节的倍数 7.一条计算机指令中规定其执行功能的部分称为____。 A、源地址码 B、操作码 C、目标地址码 D、数据码 8.在微型计算机中，内存储器，通常采用____。 A、光存储器 B、磁表面存储器 C、半导体存储器 D、磁芯存储器 9.微型计算机键盘上的Tab键是____。 A、退格键 B、控制键 C、交替换档键 D、制表定位键 10.在计算机中，既可作为输入设备又可作为输出设备的是____。 A、显示器 B、磁盘驱动器 C、键盘 D、图形扫描仪 11.微型计算机中，ROM的中文名字是____。 A、随机存储器 B、只读存储器 C、高速缓冲存储器 D、可编程只读存储器 12.要存放10个24×24点阵的汉字字模，需要____存储空间。 A、74B B、320B C、720B D、72KB 13.把硬盘上的数据传送到计算机的内存中去，称为____。 A、打印 B、写盘 C、输出 D、读盘 14. 3.5英寸软盘片角上有一带黑滑块的小方口，当小方口被关闭时，其作用是____。
计算机控制系统复习题及答案
《计算机控制系统》课程复习资料 一、简答题： 1.什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？各有什么作用。 2.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 3.计算机控制系统中的保持器有何作用，简述保持器的特点? 4.简述PID 调节器的作用，有哪几种改进型数字PID 算法？ 5.计算机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特点? 6.简要说明什么是计算机控制系统？模拟调节器与数字调节器有何区别? 二、分析和计算题： 1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 -2 0.1z Y(z)Gc(z)== 1-0.4z +0.8z R(z) ,其中输入为单 位阶跃信号,求输出y(KT)。 2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为-1 -1 0.53+0.1z Gc(z)=1-0.37z 当输入为单位阶跃信号 时, 求输出y(KT)及y(∞)。 3.用长除法或Z 反变换法或迭代法求闭环系统2 z +0.5Gc(z)=8(z +0.1z -0.12) 的单位阶 跃响应。 4.已知低通数字滤波器0.5266z D(z)= z -0.4734 ,求D （z ）的带宽ωm;并求当输入E(z)为 阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2ms 。 5.设系统如图所示，试求: ①系统的闭环脉冲传递函数。
②判定系统的稳定性。 ③分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。 _ 6.设函数的La 氏变换为2 5F(s)= s (s +4) ，试求它的Z 变换F(z)。 7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输入为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。 8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk(z)=K(0.1z+0.08)/[(z-1)(z-0.7)],问当K 为何值时系统稳定。 9.已知系统单位负反馈的开环传递函数为:z +0.8Gk(z)= z(z -1)(z -0.7) 问:K 为何值时系统稳定? 10.已知单位反馈系统的广义对象的Z 传递函数为: -1 -1 -1 -1 -1 0.26z (1+2.78z )(1+0.2z ) W1(z)= (1-z )(1-0.286z ) ,试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃 输入时,计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。 11.已知连续系统的传递函数G(s)=(s+1)/[s(s+2)]试用冲击不变法求其等效的Z 传递函数. 12.已知离散系统的Z 传递函数：22 z 2z 1Y(z) G(z)z 5z 6U(z) ++==++,试求离散系统的状态
第1章 计算机基础知识 一、填空题 1．硬件系统、软件系统 2．(11011101)2=(221)10 =(335)8=(DD)16 3．1101.011 4．11110111.00000 ．011 ．(小数点后第5位到第8位循环) 5．1111 6．221 7．主存、Cache ram,rom 8．RAM 、ROM 9．外存 10．读、写、字节 二、选择题 1-5:CBADC 6-10:AADDD 11-15:ACCAD 三、判断题 1-5:错错对对对 6-10:对错错错错 四、简答题 1．修改题干：简述计算机发展各阶段所采用的逻辑部件及计算机的发展趋势。 答案：第一代计算机：电子管 第二代计算机：晶体管 第三代计算机：中小规模集成电路 第四代计算机：大规模、超大规模集成电路 计算机的研制正向智能化、网络化、巨型化、微型化、多媒体化的方向前进。 2．修改题干：简述计算机内部的信息为什么要采用二进制数编码来表示？ 答案：因为采用二进制易于物理实现，机器可靠性高，运算规则简单。 3．位：代表一个二进制数位，是计算机表示数据的最小单位。 字节：计算机内部以字节为单位存储数据。1B=8b 。 字：CPU 通过数据总线一次存取、加工和传送的数据单位称为字。一个字通常由若干个字节组成。字长：一个字对应的位数。 4．1）运算速度 2）主频 3）字长 4）内存容量 5）外设扩展能力 6）软件配置情况 5．原码：数X 补码：X 原码：01010010 反码：01010010 补码：01010010 原码：11111111 反码：10000000 补码：10000001 原码：11010001==表示时不应该有小数点 反码：10101110 补码：10101111 原码：10000001 反码：11111110 补码：11111111 原码：00000000（或10000000） 反码：00000000（或11111111） 补码：00000000
《计算机控制》课程设计报告 题目: 超前滞后矫正控制器设计 姓名: 学号: 10级自动化 2013年12月2日
《计算机控制》课程设计任务书 指导教师签字：系（教研室）主任签字： 2013年11 月25 日
1.控制系统分析和设计 1.1实验要求 设单位反馈系统的开环传递函数为) 101.0)(11.0(100 )(++= s s s s G ，采用模拟设 计法设计数字控制器，使校正后的系统满足：速度误差系数不小于100，相角裕度不小于40度，截止角频率不小于20。 1.2系统分析 （1）使系统满足速度误差系数的要求: ()() s 0 s 0100 lim ()lim 100 0.1s 10.011V K s G s s →→=?==++ (2)用MATLAB 画出100 ()(0.11)(0.011) G s s s s = ++的Bode 图为： -150-100-50050 100M a g n i t u d e (d B )10 -1 10 10 1 10 2 10 3 10 4 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Gm = 0.828 dB (at 31.6 rad/s) , P m = 1.58 deg (at 30.1 rad/s) Frequency (rad/s) 由图可以得到未校正系统的性能参数为： 相角裕度0 1.58γ=?， 幅值裕度00.828g K dB dB =, 剪切频率为：030.1/c rad s ω=， 截止频率为031.6/g rad s ω=
（3）未校正系统的阶跃响应曲线 024******** 0.20.40.60.811.2 1.41.61.8 2Step Response Time (seconds) A m p l i t u d e 可以看出系统产生衰减震荡。 （4）性能分析及方法选择 系统的幅值裕度和相角裕度都很小，很容易不稳定。在剪切频率处对数幅值特性以-40dB/dec 穿过0dB 线。如果只加入一个超前校正网络来校正其相角，超前量不足以满足相位裕度的要求，可以先缴入滞后，使中频段衰减，再用超前校正发挥作用，则有可能满足要求。故使用超前滞后校正。 1.3模拟控制器设计 （1）确定剪切频率c ω c ω过大会增加超前校正的负担，过小会使带宽过窄，影响响应的快速性。 首先求出幅值裕度为零时对应的频率，约为30/g ra d s ω=，令 30/c g rad s ωω==。 （2）确定滞后校正的参数 2211 3/10 c ra d s T ωω= ==, 20.33T s =,并且取得10β=
第一章 填空： 计算机的发展趋势：巨型化微型化网络化智能化多媒体化 阶段：电子管计算机晶体计算机集成电路计算机大规模计算机 用途：巨型机大型机小型机工作站微型机 特点：快速运算计算精度高存储功能强逻辑判断能力自动运行程序硬件设备：CPU 总线系统内存储器外存储器输入输出设备 编码：国标码内码外码汉字字形码 选择： 1-6 C D B D A C 判断： XXVXX（X错V对） 第二章 填空： 快捷键：WIN+D 按住：shift 按住:ctrl Ctrl+Z 左右上下综合 书写顺序取大优先兼顾直观能连不交，能交不连 选择: 1-6 A D B B D B 判断： VVXXV 第三章 填空： 菜单元工具栏工作区状态栏 直看正文的宽度设定左右的界限直行缩进位置制表符位置 左对齐右对齐两端对齐 横排竖排 亮度对比度灰度 选择： 1-5 A B B D C 判断： XVVV 第四章 填空： 输入数据编辑数据设置数据格式排序数据筛选数据 25665536 列宽标准列宽 单元格格式 等于参数 图表对象 选择： 1-6 A B A C C A
判断： XVVXVV 第五章 填空： 远程中断联机计算机网络计算机网络互联 服务器模式对等模式 环形网星型网总线网混合型 TCP/IP协议IPX/SPX协议NetBEUI协议AppleTalk协议 A类B类C类 选择： CADCD 判断： XXVV 第六章 选择：D B A C A A 第八章 填空： 多媒体硬件软件 多媒体立机多媒体输入设备多媒体存储设备多媒体输出设备功能键操控控动设备信息采集信息回收 熵编码信息源码 选择： B B A 判断： VXV
《计算机控制系统》设计性实验 一、通过设计性实验达到培养学生实际动手能力方法及步骤： 对系统设计方法可以从“拿到题目”到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行全方位的启发。让学生掌握对不同的控制系统设计方法和基本思想，从工程角度对待设计题目，尽量做到全面认识理解工程实际与实验室环境的区别，逐步引入工程思想，提高学生设计技巧和解决实际问题的能力。 1、了解和掌握被控制对象的特性； 2、选择合理的传感器（量程、精度等）； 3、计算机控制系统及接口的设计（存储器、键盘、显示）； 4、制定先进的、合理的控制算法； 5、结合控制系统的硬件系统对软件进行设计； 6、画出系统硬件、软件框图； 7、系统调试。 二、具体完成成品要求： 1、对传感器、A/D、D/A、中央处理器、显示、键盘、存储器的选型大小等； 2、实现系统硬件原理图用Protel或Proteus、MATLAB软件（框图）仿真设计； 3、达到课题要求的各项功能指标； 4、系统设计文字说明书； 5、按照学号循环向下作以下5个题目。 三、系统控制框图： 控制系统硬件框图
四、设计题目： 1、瓦斯气体浓度控制系统： 要求：准确测量和显示瓦斯的浓度，其主要成分是甲烷、一氧化碳、氢气等瓦斯浓度在4﹪以下是安全的，大于4﹪就会引发爆炸很危险。控制算法对气体浓度有预判性，控制通风系统工作，保证环境安全稳定。 a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容； c、电路的基本工作原理应有一定说明； d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。 2、酒精浓度自动控制系统： 要求：测量范围10-1000PPM、精度为5PPM。设计传感器的信号调理电路。实现以下要求： 设计信号调理将传感器输出0.2-1.4 V的信号转换为0-5V直流电压信号； a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容； c、电路的基本工作原理应有一定说明； d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。 3、恒温箱控制系统： 要求：恒温箱温度控制在70℃-80℃之间，精度0.5℃，有越线报警。并具有断电保护、报警等功能。 a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容； c、电路的基本工作原理应有一定说明； d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。
一、填空 1、计算机控制系统，从本质上看，它的控制过程可以归纳为 ，，和四个步骤。一个实时控制系统必定是一个在线系统，这里“在线”的含义是指 而“实时控制”的含义是指 。 2、A/D转换器的分辨率和精度是两个不同的概念。分辨率是指 ；而相对精度是指 ;一个10位A/D转换器，基准电源的信号电压为5.12V时，它的绝对精度是mv，它的相对精度为，它的分辨率为mv。 3、计算机控制系统中，直接数字控制（DDC）的含义是 。 4、过程通道包括、、和。 5、模拟量输入通道中，选用“采样保持器”的作用是 。 6、为了克服积分饱和作用，主要有，，三种方法。 二、简答题 1、什么是顺序控制？ 2、简述最少拍控制的具体要求。 3、简述模拟量输入通道的一般组成，并画出示意图。 4、什么是分布式控制系统。 三、现已知某炉温变化范围为0~1000℃，测试时，采用9位的A/D变换器(带符号位)，试问此时系统对炉温变化的分辩率为多少。若测试时，通过变送器将测试起点迁移到500℃，保持同样的系统对炉温变化的分辩率，试问此时可采用几位的A/D变换器就可以了。
四、写出数字PID 控制算法的位置式和增量式两种标准算法并简要回答下列问 题： 1. 简述积分分离法克服位置式PID 积分饱和作用的原理。 2. PID 数字控制器参数整定的含义是什么？简述工程实现时，参数整定的 步骤。 五、已知系统方块图如图2所示（已知Z[1/s 2]=Tz/(z-1)2） 1）若如果D(s)=K ＝2,试求使闭环系统稳定的T 取值范围。 2) 在闭环系统稳定的情况下，设计针对单位速度输入112()(1)W z Tz z --=-时，理想最少拍闭环传递函数为12()2M z z z --=-，试设计最少拍控制器D(z)。 测试（2） 一、名词解释 （1）DDC （2）DCS （3）PLC （4）直线插补 （5）最少拍控制 （6）联机控制 二、填空 （1）计算机控制系统由（ ）和（ ）两大部分组成。 （2）过程通道包括（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。