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1、大学课程计算机控制技术试题及答案一、填空题（每空2分，共20分）1闭环负反馈控制的基本特征是。2闭环控制系统里，不同输出与输入之间的传递函数分母。3惯性环节的主要特点是，当其输入量发生突然变化时，其输出量不能突变，而是按变化。4静态误差系数是系统在典型外作用下精度的指标，静态误差系数越大，精度。5系统的相稳定裕度gM，定义为开环频率特性在截止频率wc处。6离散系统稳定性与连续系统不同，它不仅与系统结构和参数有关，还与系统的有关。7零阶保持器是一个相位滞后环节，它的相频特性(w)=。8若已知闭环系统自然频率为wn，经验上，采样频率ws应取。9通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为。10为使传感器特
2、性与A/D变换器特性相匹配，通常应在传感器与A/D之间加入。二、选择题(每题2分，共10分)1在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将。A增大；B减小；C不变。2控制算法直接编排实现与串联编排实现相比，有限字长所引起的量化误差。A较大；B较小；C相当。3某系统的Z传递函数为G(z)=0.5(z+0.5)/(z+1.2)(z-0.5)，可知该系统是。A稳定的；B不稳定的；C临界稳定的。4若以电机轴的转角为输入量，电机轴的转速为输出量，则它的传递函数为环节。A积分；B微分；C惯性。5在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。A大于；B小于；C等于。
3、三、简答题（每小题5分，共20分）12QiHQi图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少?3试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。4试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。四、（10分）已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=wn2/s(s+2zwn)，实测求得单位阶跃响应的s%=4.3%，ts=2.5秒，试写出闭环传递函数并求wn，z为多少。五、（10分）现已知某炉温变化范围为01000，测试时，采用9位的A/D变换器(带符号位)
4、，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。六、（10分）已知系统方块图如图2所示F(z)TR(s)R(z)T-E(z)KT1-e-TsU(z)s0.5/STc(t)C(z)Gc(s)Gh(s)G0(s)图21）试写出系统闭环传递函数f(z)=C(z)=?R(z)2）若K=2,试求使系统稳定的T取值范围。（已知Z1/s2=Tz/(z-1)2）Gc(s)=(s+1)七、（20分）已知调节器传递函数为U(s)=(s+0.2)E(s)，T=0.5秒1）试用一阶向后差分变换法，将其离散，
5、求Gc(z)=？2）将Gc(z)用第二种直接程序法编排实现，试求u(k)表达式，并画出结构图；3）将该算法分成算法I与算法II，并画出编程的流程图。评分标准（参考）一、填空题（每空2分，共20分）1测量偏差、纠正偏差；2相同；3按指数规律变化；4越高；5相角与180度之差；6采样周期；7-wT/2；810wn；9串模干扰；10调理电路。二、选择题(每空2分，共10分）1A；2A；3B；4B；5B。三、简答题（每小题5分，共20分）1由于出水干扰QO使水位下降时，浮子下降，进水口打开，水位逐渐增高，浮子逐渐上浮，当达到给定高度时，浮子将进水口堵死，从而保持设定高度。21)零型系统；2)0.1=1
6、/(1+K)K=93通常，在系统正向通道加入积分环节或增大开环放大系数，将会减少稳态误差，但将会降低系统的稳定程度。4若连续信号所含频率分量的最高频率为wmax，为使其采样信号不失真，采样频率ws2wmax；若不满足采样定理，一个高频信号将会变成低频信号。四、（10分）1）F(s)=w2ns2+2xws+w2nn（3分）2）s%=e-px/1-x2=0.043，x=0.707（4分）wnx=2.5，ts=3.5wn1.82rad/s（3分）评分：由于x计算有误，使wn计算有误，可给1分。五、（10分）o2n=(1000o-500o)/3.9，（5分）故1）2）28=(1000o)/D，故=3.
7、9；（5分）nlg128.2/lg2=7评分：于计算有误导致第2问有误，但计算方法正确，可给3分。s六、（10分）1）G(z)=KZ1-e-sTs0.5Tz0.5KT=0.5K(1-z-1)=(z-1)2(z-1)F(z)=G(z)0.5KT=1+G(z)(z-1+0.5KT)2）D(z)=z-1+0.5KT=0，K=2，D(z)=z-1+T=0要求|z|=|T-1|1，-1(1-T)-1，T2(1-T)0评分：1）每小问各为5分2)若因F(z)有错，导致T有错，但求T方法正确，可得3分；3)求F(z)方法正确，但计算有误，可得3分。七、（20分）1）S=(1-z-1)/TGC(z)=(1.5-z-1)/(1.1-z-1)=1.36(1-0.67z-1)(1-0.9z-1)=U(z)E(z)e(k)m(k)z-1m(k-1)1.36u(k)采样e(k)计算I0.9-0.912）u(k)=0.9u(k-1)+1.36e(k)-0.67e(k-1)；D/A输出算法II3）I：u(k)=1.36e(k)+u1II：u1=0.9u(k)-0.91e(k)返回评分：1）第1小题10分，其余两小题各5分；2）由于第1小题计算有误，使第2、3小题有误，但方法正确，可给5分；3）在第2小题中，若采用减小延迟方法绘结构图时亦算正确。
