计算机控制系统第1次作业(注意:若有主观题目,请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩。在线只需提交客观题答案。)本次作业是本门课程本学期的第1次作业,注释如下:一、单项选择题(只有一个选项正确,共17道小题)1. D/A变换器将数字编码信号转换为相应的时间连续模拟信号,通常要完成2种变换: (A) 采样保持、编码 (B) 解码、保持 (C) 编码、保持 (D) 采样保持、解码正确答案:B解答参考:2. 通常将时间断续幅值连续的信号称为: (A) 连续信号 (B) 模拟信号 (C) 数字信号 (D) 采样信号正确答案:D解答参考:3. (A) (B) (C) (D) 正确答案:A解答参考:4. 如果连续信号中所含频率分量的最高频率为,那么就完全可以用周期为T的均匀采样值来描述,T满足: (A) (B) (C) (D) 正确答案:C解答参考:5. (A) (B) (C) (D) 正确答案:B解答参考:6. (A) (B) (C) (D) 正确答案:A解答参考:7. 采样周期T是影响稳定性的重要参数,一般来说,T减小,稳定性____。 (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不确定正确答案:B解答参考:8. 对于单位负反馈闭环连续系统,其相应的采用零阶保持器的离散系统的稳态误差与采样周期T的关系为____。 (A) 稳态误差随着T增大而增大 (B) 稳态误差随着T增大而减小 (C) 稳态误差与T不确定 (D) 稳态误差与T无关正确答案:D解答参考:9. 在离散系统中,已知脉冲传递函数的极点,若脉冲响应则脉冲响应为 (A) 正负交替收敛脉冲序列 (B) 单调发散脉冲序列 (C) 正负交替发散脉冲序列 (D) 单调衰减脉冲序列正确答案:C解答参考:10. 下面关于一阶向后差分的离散化方法,说法错误的为 (A) (B) (C) (D) 正确答案:D解答参考:11. (A) (B) (C) (D) 正确答案:C解答参考:12. 下面关于数字PID调节器说法错误的是 (A) 增大比例系数可以加快系统的响应速度及减少稳态误差,但过大的比例系数可能加大系统超调; (B) 积分环节可以消除或减少控制系统的稳态误差,增加积分时间常数,有利于增加系统的稳定性,减少超调量,加快系统静态误差的消除; (C) 增加微分时间常数将有助于加速系统的动态响应,使系统超调量减少; (D) 微分作用有可能放大系统的噪声,减低系统的抗干扰能力;正确答案:B解答参考:13. (A) F (B) F,G (C) F,G,C (D) F,C正确答案:A解答参考:14. (A) S (B) S,Q (C) Q,R (D) Q正确答案:D解答参考:15.对于计算机连续域-离散化设计方法,控制器等效传递函数中的是指( )环节。 (A) 零阶保持器 (B) 保持器 (C) 理想采样开关和零阶保持器 (D) 理想采样开关和保持器正确答案:C解答参考:16.计算机控制系统中采样保持器输出的信号形式为 (A) 时间连续、幅值连续 (B) 时间离散、幅值连续 (C) 时间离散、幅值离散 (D) 数字信号正确答案:B解答参考:17.含有零阶保持器的被控对象为,采用周期T=0.2,则其在加速度信号下的稳态误差为 (A) 2 (B) ∞ (C) 1/2 (D) 0正确答案:B解答参考:计算机控制系统第2次作业(注意:若有主观题目,请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩。在线只需提交客观题答案。)本次作业是本门课程本学期的第2次作业,注释如下:二、判断题(判断正误,共18道小题)1. 采用连续域-离散化的设计方法设计计算机控制系统时,如果采用周期较小时,可以忽略零阶保持器所产生的滞后效应。正确答案:说法正确解答参考:2. 采用不完全微分是由于纯微分环节虽然改善了系统的动态特性,但是微分有放大噪声的作用,极易引入高频干扰。( )正确答案:说法正确解答参考:3. 离散时间系统的状态反馈不改变系统的能控性和能观性。( )正确答案:说法错误解答参考:4. 在计算机控制系统中,在时间上只有离散信号,而在幅值上,则有离散量和数字量正确答案:说法错误解答参考:5. 采样周期T远大于采样脉冲宽度p,这样采样过程称为理想采样。正确答案:说法正确解答参考:6. 正确答案:说法错误解答参考:7. 如果连续信号的频谱是无限带宽,此时无论怎样提高采样频率,频谱混叠或多或少都会发生。正确答案:说法正确解答参考:8. 零阶保持器是一个相位滞后的低通滤波环节,它不允许采样信号的高频分量通过。正确答案:说法错误解答参考:9. 不同的连续函数,他们的z变换一定不同。正确答案:说法错误解答参考:10. 正确答案:说法错误解答参考:11. 正确答案:说法错误解答参考:12. 脉冲传递函数完全
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征了系统或环节的输入与输出之间的特性,只由系统或环节本身的结构参数决定,与输入信号无关。正确答案:说法正确解答参考:13. 一个连续系统转换为离散系统后,在控制规律不变的情况下,系统稳定程度要降低。正确答案:说法正确解答参考:14. 正确答案:说法错误解答参考:15. 一阶向后差分离散化方法当采样周期较大时,离散后环节特性与原连续环节特性相差较大。正确答案:说法正确解答参考:16. 正确答案:说法错误解答参考:17. 只有当离散系统是完全能控及能观时,脉冲传递函数才能完全反映系统的特性。正确答案:说法正确解答参考:18. 如果连续系统是能控及能观的,那么其对应的采样系统也是能控及能观的。正确答案:说法错误解答参考:计算机控制系统第3次作业(注意:若有主观题目,请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩。在线只需提交客观题答案。)本次作业是本门课程本学期的第3次作业,注释如下:(注意:若有主观题目,请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩。在线只需提交客观题答案。)三、主观题(共15道小题)1. 参考答案:2. 参考答案:3. 参考答案:4. 参考答案:5. 参考答案:6. 参考答案:7. 参考答案:8. 参考答案:9. 参考答案:10. 参考答案:11. 参考答案:12. 参考答案:13. 参考答案: 14. 参考答案:15. 参考答案:计算机控制系统第4次作业(注意:若有主观题目,请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩。在线只需提交客观题答案。)本次作业是本门课程本学期的第4次作业,注释如下:(注意:若有主观题目,请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩。在线只需提交客观题答案。)三、主观题(共16道小题)1. 参考答案:2. 参考答案:3. 请简述采样定理,举例说明采样时不满足采样定理的要求会导致怎样现象参考答案:4. 请简述稳定性的概念以及离散系统的稳定条件参考答案:答:所谓稳定性是指当扰动作用消失以后,系统恢复原平衡状态的性能。离散系统稳定的充要条件是系统的特征根全部位于z平面的单位圆中。5. 请简述计算机控制系统的设计方法:连续域-离散化方法与直接离散化方法的不同之处参考答案:答:连续域-离散化方法使利用连续域设计方法设计连续域控制器,再将控制器离散化。直接离散化方法是建立被控对象的离散模型,然后直接在离散域上进行控制器设计。6. 位置式PID算法和增量式PID算法各自有什么特点。参考答案:7. 请阐述数字PID积分饱和的原因以及积分分离抑制方法的基本思想参考答案:答:控制系统在开工、停工或大幅度改变给定值时,系统输出会出现较大的偏差,不可能在短时间消除,经过PID算法中积分项的累积后,可能回事控制作用很大,从而饱和。积分分离法的基本思想是,当偏差大于某个
规定
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的门限值时,取消积分作用,只有当偏差小于规定的门限值时才引入积分作用,以消除误差。8. 请阐述离散状态空间模型能达性和能控性的概念。参考答案:9. 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?参考答案:计算机控制系统又称数字控制系统,是计算机参与控制的自动控制系统,即用计算机代替模拟控制器,对被控对象进行调节和控制,计算机控制系统所采用的信号为数字信号,因此为了信号的匹配,在计算机控制系统中采用了模数和数模转换器,以实现两种信号之间的转换。计算机控制系统具有以下优点:1控制规律灵活,可以在线更改;2可以实现复杂的控制规律3抗干扰能力强4可以得到比较高的控制精度5便于实现控制、管理与通信相结合,提高自动化程度。10. 请简述计算机控制系统调节器设计的分离原理思想。参考答案:闭环系统有2n个极点,一部分是按极点配置设计的控制规律给定的n个极点,称为控制极点;另一部分是按极点配置设计的状态观测器给定的n个极点,称为观测器极点。两部分相互独立,可分别设计。11. 为什么可以采用离散时间系统的
分析
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方法分析计算机控制系统?参考答案:这是由于一般来说,计算机控制系统的采样间隔较小,D/A与A/D的分辨率较高,如果忽略量化误差的话,就可将计算机控制系统等效成采样系统,进一步对于采样系统,由于控制器输入输出为离散时间上的测量值,描述信号在各个采样时刻上的变化,忽略采样点之间的特性,可引入虚拟采样开关,对系统的输入输出信号取采样信号,因此采样系统等效成离散时间系统。12. 参考答案:13. 参考答案:14. 参考答案:15. 参考答案:16. 参考答案: