计算机控制系统

一、简答题

1

1. 画出典型计算机控制系统的基本框图。(chap 1)

2. 根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型. (chap 2)

3. 简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。(chap 5)

4. 线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？(chap 4)

5. 为什么会出现比例和微分饱和现象？(chap 5)

6. 什么是振铃现象？如何消除振铃现象？(chap 6)

连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？(chap 1)

简述计算机控制系统的一般控制过程。(chap 1)

简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。(chap 2)

10.增量型 PID 控制算式具有哪些优点？(chap 5)

11.如何利用试凑法调整 PID 算法的参数？(chap 5)

简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。(chap 2)

什么是采样或采样过程？(chap 2)

14.线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？(chap 3)

15.何为积分饱和现象？(chap 5)

16.等效离散化设计方法存在哪些缺陷？(chap 5)

17.何为最少拍设计？(chap 6)

18.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？

(chap 2)

19.什么是信号重构？(chap 2)

20.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？(chap 5)

21.阶跃响应不变法的基本思想是什么？(chap 5)

22.如何消除积分饱和现象？(chap 5)

23.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。(chap 6)

24.简述采样定理的基本内容。(chap 2)

25. 线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？(chap 4)

26. 脉冲响应不变法的基本思想是什么？(chap 5)

27. 写出位置型与增量型 PID 的差分控制算式。(chap 5)

28. 如何消除比例和微分饱和现象？(chap 5)

29.简要说明 A/D 转换的基本原理有哪些？举例说明逐次逼近的基本

过程？(chap 2)

简要说明 D/A 转换器的梯形电阻法基本原理？(chap 2)

简要说明微分先行算法要解决的问题，并说明其是通过什么方法 实现的？(chap 5)

二、计算题

1、已知系统的差分方程为

y(k)  y(k 1)  r(k  2)

输入信号是



2

k  0

0k  0

r(k)  1

初始条件为 y(0)  1，试写出输出脉冲序列 y(k )。

2、设被控对象传递函数为

p

K

G (s) 

s(s  1) ，在对象前接有零阶保持器，

试求广义对象的脉冲传递函数。

1

G(s) 

1  eTs

ss(s  1) ,

3、已知广义被控对象:给定 T=1s

针对单位斜坡输入设计最小拍有纹波控制系统, 并画出系统的输出

波形图。

4、已知系统框图如下所示：

T=1s

试确定闭环系统稳定时 K 的取值范围。

5、已知某连续控制器的传递函数为

2

n

2

n

2

D(s) n

s  2  s  

试用双线性变换法求出相应的数字控制器的脉冲传递函数 D(z) ，并给

出控制器的差分形式。其中T  1s 。

6、已知离散控制系统的结构如下所示，采样周期T  0.2s ，输入信号

r(t)  1  t  1 t 2 ，求该系统的稳态误差。

2

7、已知广义被控对象为

K

s(s 1)

r(t)

y(t)

-

T

1 eTs

s

y(t)

r(t)

1 e sT

s

10(0.5s  1)

s 2

3

1

2 s

1 eTs

G(s) 

ss 1

e

其中，T=1s。期望的闭环脉冲传递函数中的时间常数取为 Tc=0.5s,应

用史密斯预估器方法确定数字控制器。

8、已知广义被控对象为

1

e

2s

1 eTs

G(s) 

s(s 1)

其中，T=1s。期望的闭环脉冲传递函数中的时间常数取为 Tc=0.5s,

应用大林算法确定数字控制器。

9、已知某系统连续控制器的传递函数

2

(s 1)(s  2)

D(s) 

试分别用阶跃响应和脉冲响应不变法求 D(s) 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T  1s 。

10、已知系统框图如下所示：T=1s

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。

11、已知某被控对象的传递函数为

p

1

G (s) 

s(s 1)

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