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1、第 1 页 共 页课程考核试卷（B 卷） 20082009 学年第二学期命题教师签名： 审核教师签名：课号：102032课名：计算机控制系统 考试考查：考试此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考( )试卷年级 专业 学号 姓名 得分 一、填空（每空 1.5 分，共 30 分）1.D/A 变换器将 信号转换为相应的 信号。在 1 个采样周期内将信号保持为常值形成阶梯状信号的保持器称为 。2.理想采样信号的频谱与连续函数的频谱有十分密*( )x t*()Xj( )x t()X j切的关系。设 T 为采样周期，则采样角频率= 。当 k=0 时，s= ，该项称为采样信号的基本频谱。当时，* 0
2、()|kXj()X j0k 派生出以 为周期的高频频谱分量，称为旁带。若连续信号最高( )x t频率超过乃奎斯特频率= ，则采样后频谱发生混叠。3.在_ _ 条件下，系统输出与输入脉冲序列的Z变换之比称为系统的_ _ _。在上述条件下，差分方程y(k+2)+5y(k+1)+3y(k)=u(k+2)-3u(k+1)（u为输入信号y为输出信号）所示系统的输出与输入脉冲序列的Z变换之比Y(z)/U(z)= _。4.S 平面的左半平面对应 Z 平面的 ，S 平面的虚轴对应 Z 平面的 。第 2 页 共 页5.已知闭环系统的星图如下，试写出其闭环脉冲传递函数 (z)= 。)(1sG)(2sG)(1sHR
3、(s)C(s)C*(s)-E(s)E*(s)(2sH6.闭环采样控制系统的动态响应和系统的闭环极点有关，极点越接近原点，过渡响应越 。当极点为 _时，过渡响应最快，此时称为 控制。7.达林算法是一种_设计方法，其期望的闭环传递函数(s)= _，若已知G(z)、(z)，则控制器D(z)=_。8.使用达林算法为具有纯滞后环节的控制对象设计数字控制器时，设采样周期为T，系统输出可能发生周期为2T的上下摆动,称为 现象。产生该现象的原因是数字控制器包含 处的极点。第 3 页 共 页（后面大题中数字均取小数点后3位数字）二、（10分）Let pulse transfer function，53723)(
4、G22zzzzz1. Obtain its state-space equation and output equation. （5分）2. Draw the block diagram for the state-space form. （5分）三、（10分）Use Jury stability criterion to analyze the stability of the system四、（20分），T=1：)2)(1(2)(sssD1. Using step invariance, backward rectangle rule and bilinear transformation
5、 to discretize D(s).（15 分）2. For the D(z) obtained with backward rectangle rule, suppose the input signal is e(t) and output signal is u(t), determine the analytical solution of u(k) when e(k) is unit step.（5 分）32( )45177119390A zzzz第 4 页 共 页五、（20分）、D(z)K、T0.5)607. 0)(1()748 . 0(107. 0)(zzzzG1. Draw
6、 the root locus for this system on z plane, then line out coordinates (坐标) of the open-loop zeros, poles, breakaway point (分离点) and break-in point (会合点).2. Compute the value of critical K (临界稳定K值) and corresponding coordinates of the roots.3. Determine the range of K which can make the output of thi
7、s system is a damping oscillation form (系统输出为有阻尼振荡形式) when input signal is a unit step.六、（10分） D(z) ZOH G(s) R(s) Y(s) G(z) T _ where ,try to design a dead-beat controller )135. 01)(1 ()528. 01 (284. 0)(1111zzzzzGwithout inter-sampling ripples D(z) in response to unit ramp signal.D(z)ZOHG(s)R(s)Y(s)
8、G(z) T_第 5 页 共 页B卷答案：一、填空（每空1.5分，共30分）1. 数字编码，模拟，ZOH/零阶保持器 2. 2/T, 1/T, , /Ts3. 零初始，脉冲传递函数，22z3 53z zz 4. 单位圆内部，单位圆周5.121212( )( ) 1( )( )( )G z G z G z G z H Hz6. 快，0，最小拍（有限拍）7. 解析/直接, ,1,2,1seNT NT s 8. 振铃，单位圆内负实轴二、（10分）222(1) ( )(1)0.24 (2)( )(1)32778G( )33535 010(1)( )( ) (2.5)531( ) 87 ( )3 ( )
9、 y ky ky ku ku kzzzzzzzzx kx ku ky kx ku k 分(2.5)分(2) u(k)+z-17+y(k)x2(k+1)z-1x2(k) x1(k+1)-8x1(k)（5分）3-53)(1)()()(zzGzzD第 6 页 共 页三、（10分）如果要求所有的a0k （k = 1,2,n-1）都是大于0的， a00 0的条件是A(1)0(-1)nA(-1)0 (5分)因为所以该系统不稳定。 (5分)四、（20分）(1) 阶跃响应不变法： (5 分)后向差分法： (5 分)双线性变换法： (5 分)(2) (5 分)五、（20分）（1） 系统的开环传递函数为(2 分)
10、0.107(0.847)( )( ) ( )(1)(0.607)K zH zD z G zzz开环零点：-0.847 开环极点：1，0.607 (2 分)分离点，会合点：(1)45 17711939520A 120.399(0.368)( )(1) (1)(2)(0.368)(0.135)zD zzZs sszz1212( )( )(21)(31)zsTzD zD szz112211(1)( )( )2 (31)zsTzzD zD szz2122z1z( )( ) ( )=-(21)(31) (1)3 z-0.53 z-0.333(1) 21( )-0.5( )1 k0 33kkzzzU zD
11、 z E zzzzzu k第 7 页 共 页(2 分)1202.492(),0.791()dKzzdt 会合点分离点根轨迹图 (5 分)（2） 计算系统的临界增益 (3 分)对应的极点为： (2 分)1,20.5720.820zi（3）当系统特征根为共轭复根时，系统对阶跃响应的输出为衰减振荡的，所以只需求出分离点处的 K 值即可 0.7910.107(0.847)|10.216(1)(0.607)zK zKzz 当 0.216 0K0 A(-1) 0K200.875 |(0)| 1|0.0910.607| 117.6594.319 04.319K z zzzzK zzKzKAKK K 111
12、01012,0,1,1 (2)( )(10.528)() (2)1.534,qvwmzzzhh zhh分分1111 21 110.880 (2)( )(10.528)(1.5340.88) ( )1( )(1) (1)0.466 ezzzzzzzf zf 分1 211 21 11111111( )1( )(1) (1)(1) (10.466) (2)1( )3.521(1 0.135)(1.5340.88)( )( )1( )(1)(10.466)5.401(1 0.135)(1 0.574) (1)(1ezzzf zzzzzzD zG zzzzzz z 分121125.401 3.8290.416(2)0.466)1
