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1、计算机控制系统-清华大学出版 社-何克忠-李伟-习题参考答案第一章1.1计算机控制系统是怎么样分类的？按功能和控制规律可各分几类？ 答：计算机控制系统可按功能分类，按控制规律分类和按控制方式分类。按功能计算机控制系统的分类：(1)数据处理系统。(2)直接数字控制(简 记为DDC)。(3)监督控制(简记为SCC)。(4)分级控制。(5)集散控制。(6) 计算机控制网络。按照控制规律计算机控制系统的分类：(1)程序和顺序控制。(2)比例积 分微分控制(简称PID控制)。(3)有限拍控制。(4)复杂规律控制。(5)智能 控制。1.2计算机控制系统由哪些部分组成？并画出方框图。答：计算机控制系统由控制
2、对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出 通道等组成。方框图：PU5图1.21输出反馈计算机控制系统1. 9简述采样定理及其含义。答：采样定理：如果采样角频率性2/T大于2，max,即心玄2如巴则采样的 离散信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t) o式中“滅是连续信号 y(t)的频谱特性中的最高角频率。含义：要使采样信号*(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t),必须 正确选择采样角频率，使叫1.10多路巡回检测时，采样时间7,采样周期T和通道数N之间的关系。 答：采样时间是足够短的时间，y(kT) tey(kT+At),0Atr应满足TMN。1.12设有模拟信号(05) V
3、和(2.55) V,分别用8位、10位和12位A/D转换 器，试计算并列出各自的量化单位和量化误差。ymax ymin ymax ymin_ /q答：量化单位q二量化误差C = q/Z根据以上公式可求得(05)V:转换位数81012量化单位q/mV19. 534.881.22量化误差咖v9. 762.440.61(2.5)V：转换位数81012量化单位a/mV9. 762.440.61量化误差4. 881.220. 301.14试述数模转换器的作用？如何选择转换器的位数？答：数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量(t)o转换的精度取决 模-数转换器的位数n,当位数足够多时，转换可以达到
4、足够高的精度。1.19计算机控制系统有哪些主要的性能指标？如何衡量？ 答：计算机控制系统主要有动态指标，稳态指标和综合指标1. 20如何衡量系统的稳定性？答：用相角裕量和幅值裕量来衡量计算机控制系统的稳定程度。1.21动态特性可以由哪些指标来衡量？答：(1)超调量如(2)调节时间。(3)峰值时间弓(4)衰减比“ (5)振荡次 数N第二章2.3根据Z变换的定义，由Y(z)求出y(kT):7 1o - 31. 已知 Y )=0. 3+0. 6+0. 8+0. 9+0.95+解：y(0) =0. 3, y (T) =0. 6, y (2T)=0. & y (3T) =0. 9, y (4T) =0.
5、 95, y (5T) =12. 已知Y(z)/ -Z V 3-Z Uz 5_Z6解：y(0)=0,y(T)=l, y(2T)=-l, y(3T)=l, y(4T)=-l, y(5T)=l, y(6T)=-l2.5已知离散系统的差分方程，试求输出量的Z变换：1.y(kT)(kT)(kT-T)-a y(kT-T) u(kT)为单位阶跃序列解：Y(z)=/，0U(z)+&1Z U(z)-aiZ y(z)ZZT=(如G+W g)u(z)iZ Y(z)bQZ + 坊2.6已知时间序列，试求相应的Z变换：1.36(kT)解：Y(z)兀“吨2参考：例3.2求单位脉冲眾涵数的亦换采样信号的表达式为r0=/(
6、OW+/m? -T) +/(27)炎 _ 巧+当/(/)=函数时，意味着7*(0只有一项组成, 即厂(0/Q旳且(o)= i,所以0吃)=耳宛)/(A巧尹=/(0才)=15., |a|Eo|时，也即偏差值较大时，采用PD控制，控制算法见课本157 页式5-39当|e(kT)|=|Eo|时，也即偏差值较小时，采用PID控制，控制算法见课本 157 页式 5-405.5不完全微分PID的优点是什么？试列出其算式。不完全微分数字PID不但能抑制高频干扰，而且克服了普通数字PID控制 的缺点，数字调解器输出的微分作用能在各个周期里按照偏差变化的趋势，均 匀的输出，真正起到微分作用，改善了系统的性能。u(kT)= -u(kT-T) + -e(kT) - e(kT-T)T + TfT + Tf5.6什么是微分先行PID?有几种？各自用在何处？微分先行是把微分运算放在比较器附近。它有两种结构:输出量微分和偏差 微分
