《計算機控制技術》期末模擬試題附答案.doc

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《計算機控制技術》期末模擬試題（一） 一、填空題（每空2分，共20分） 1．閉環(huán)負反饋控制的基本特征是 。 2．閉環(huán)控制系統(tǒng)里，不同輸出與輸入之間的傳遞函數(shù)分母 。 3．慣性環(huán)節(jié)的主要特點是，當其輸入量發(fā)生突然變化時，其輸出量不能突變，而是按 變化。 4．靜態(tài)誤差系數(shù)是系統(tǒng)在典型外作用下精度的指標，靜態(tài)誤差系數(shù)越大，精度 。 5．系統(tǒng)的相穩(wěn)定裕度gM，定義為開環(huán)頻率特性在截止頻率wc處 。 6．離散系統(tǒng)穩(wěn)定性與連續(xù)系統(tǒng)不同，它不僅與系統(tǒng)結構和參數(shù)有關，還與系統(tǒng)的 有關。 7．零階保持器是一個相位滯后環(huán)節(jié)，它的相頻特性φ(w)= 。 8．若已知閉環(huán)系統(tǒng)自然頻率為wn，經(jīng)驗上，采樣頻率ws應取 。 9．通常把疊加在被測信號上的干擾信號稱為 。 10．為使傳感器特性與A/D變換器特性相匹配，通常應在傳感器與A/D之間加入 。 二、選擇題(每題2分，共10分) 1．在計算機控制系統(tǒng)里，通常當采樣周期T減少時，由于字長有限所引起的量化誤差將 。 A 增大；B 減?。籆 不變。 2．控制算法直接編排實現(xiàn)與串聯(lián)編排實現(xiàn)相比，有限字長所引起的量化誤差 。 A 較大；B 較??；C 相當。 3．某系統(tǒng)的Z傳遞函數(shù)為G(z) = 0.5(z+0.5) / (z+1.2)(z-0.5) ，可知該系統(tǒng)是 。 A穩(wěn)定的；B不穩(wěn)定的；C 臨界穩(wěn)定的。 4．若以電機軸的轉角為輸入量，電機軸的轉速為輸出量，則它的傳遞函數(shù)為 環(huán)節(jié) 。 A 積分；B 微分；C 慣性。 5．在確定A/D變換器精度時，通常要求它的精度應 傳感器的精度。 A 大于；B 小于；C 等于。 三、簡答題（每小題5分，共20分） 1． 圖1為水箱水位自動控制系統(tǒng)，試說明基本工作原理。 圖1 2． 已知單位負反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)的單位階躍響應的穩(wěn)態(tài)誤差為0.1，試問該系統(tǒng)為幾型系統(tǒng)，系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)為多少? 3．試簡單說明系統(tǒng)穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差相互矛盾的關系。 4．試表述采樣定理，并說明若一高頻信號采樣時不滿足采樣定理，采樣后將會變成何種信號。 四、（10分）已知單位負反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(s)=wn2/s(s+2zwn) 實測求得單位階躍響應的s%=4.3%，ts=2.5秒，試寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)并求wn，z為多少。 五、（10分）現(xiàn)已知某爐溫變化范圍為0~1000℃，測試時，采用9位的A/D變換器(帶符號位)，試問此時系統(tǒng)對爐溫變化的分辯率為多少。若測試時，通過變送器將測試起點遷移到500℃，保持同樣的系統(tǒng)對爐溫變化的分辯率，試問此時可采用幾位的A/D變換器就可以了。 六、（10分）已知系統(tǒng)方塊圖如圖2所示 圖 2 1）試寫出系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) 2）若K=2,試求使系統(tǒng)穩(wěn)定的T取值范圍。 （已知Z[1/s2]=Tz/(z-1)2） 七、（20分）已知調節(jié)器傳遞函數(shù)為 ， T=0.5秒 1）試用一階向后差分變換法，將其離散，求Gc(z)=？ 2）將Gc(z)用第二種直接程序法編排實現(xiàn)，試求u (k)表達式，并畫出結構圖； 3）將該算法分成算法I與算法II，并畫出編程的流程圖。 《計算機控制技術》期末模擬試題（一）評分標準（參考） 一、 填空題（每空2分，共20分） 1． 測量偏差、糾正偏差；2．相同； 3．按指數(shù)規(guī)律變化；4．越高；5．相角與180度之差；6．采樣周期；7．-wT/2； 8．10wn；9．串模干擾；10．調理電路。 二、選擇題(每空2分，共10分） 1． A；2．A；3．B；4．B；5 B。 三、簡答題（每小題5分，共20分） 1． 由于出水干擾QO使水位下降時，浮子下降，進水口打開，水位逐漸增高，浮子逐漸上浮，當達到給定高度時，浮子將進水口堵死，從而保持設定高度。 2．1) 零型系統(tǒng)；2) 0.1=1/(1+K) K=9 3．通常，在系統(tǒng)正向通道加入積分環(huán)節(jié)或增大開環(huán)放大系數(shù)，將會減少穩(wěn)態(tài)誤差，但將會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。 4．若連續(xù)信號所含頻率分量的最高頻率為，為使其采樣信號不失真，采樣頻率；若不滿足采樣定理，一個高頻信號將會變成低頻信號。 四、（10分） 1） （3分） 2） ， （4分） ， （3分） 評分：由于計算有誤，使wn計算有誤，可給1分。 五、（10分） 1） ， 故Δ=3.9；（5分） 2） ， 故 （5分） 評分：于Δ計算有誤導致第2問有誤，但計算方法正確，可給3分。 六、（10分） 1） 2） ， ， 要求 ， ， T<2 ， T>0 評分：1）每小問各為5分 2) 若因有錯，導致T有錯，但求T方法正確，可得3分； 3) 求方法正確，但計算有誤，可得3分。 七、（20分） 1）S=(1-z-1)/T GC(z)=(1.5-z-1)/(1.1-z-1) 2）； 3） I： II： u1=0.9u(k)-0.91e(k) 評分：1）第1小題10分，其余兩小題各5分； 2）由于第1小題計算有誤，使第2、3小題有誤，但方法正確，可給5分； 3）在第2小題中，若采用減小延遲方法繪結構圖時亦算正確。 《計算機控制技術》期末模擬試題（二） 一、填空題(每空3分，共3Q分) 1．閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點是使被控量有較高的 。 2．控制系統(tǒng)常常按其開環(huán)傳遞函數(shù)中所含 環(huán)節(jié)個數(shù)來分類，分為“0”型，“1”型系統(tǒng)等。 3．控制系統(tǒng)相位穩(wěn)定裕度γM反映了系統(tǒng)運動的 。 4．采樣周期T與采樣頻率ωs的關系是 。 5．已知連續(xù)信號x（t）=e-10t， 其采樣信號x(t)＝ 。 6．被控過程具有輸入純延遲時間為4s，那么經(jīng)驗上采樣周期應取 。 7．數(shù)字量輸入通道的調理作用除有濾波、電平轉換、隔離外還有 。 8．A／D轉換器常用的啟動方式除程序啟動、外同步觸發(fā)外還有 。 9．對低頻干擾信號采用模擬濾波器進行濾波，由于濾波時間常數(shù)較大．實現(xiàn)起來難度 . 10．為了加強濾波效果，可以同時使用幾種濾波方法，構成 濾波算法， 二、選擇題(每題3分，共30分) 1．當增大二階振蕩環(huán)節(jié)的自然頻率時，系統(tǒng)的超調量將( )。 A．不變 B. 增加 C. 減少 2．已知離散系統(tǒng)脈外傳遞函數(shù)為：可知該系統(tǒng)是( L A. 穩(wěn)定的 B．不穩(wěn)定的 C. 中性穩(wěn)定的 3．穩(wěn)定的線性連續(xù)系統(tǒng)，其相穩(wěn)定裕度應( )。 A. 大于零 B，等于零 C. 小于零 4．在單位閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)里，增大開環(huán)放大系數(shù)K，則系統(tǒng)的穩(wěn)定程度通常( ) A．減弱 B．不變 C. 增強 5．計算機控制系統(tǒng)中，減少采樣周期了，由于字長有限而產生的量化誤差( )。 A. 減小 B．不變 C．增大 6．從相頻特性上來看，零階保持器是一個( )環(huán)節(jié)。 A．相位超前 B. 相位滯后 C．無相移 7．在確定D／A變換器的字長時，通常要求它的最小輸出量(分辨率)應( )后續(xù)環(huán)節(jié)的死區(qū)。 A. 大于 B. 等于 C．小于 8．計算機控制系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)相比，在系統(tǒng)結構與參數(shù)不變的條件下，抑制干擾的能力 ( ) A．增強 B．減弱 C．不變 9．連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的一個極點p＝5+j6，z變換后將映射到z平面的( )。 A. 單位圓外 B．單位圓內 C．單位圓上 l0．在確定A／D變換器精度時，通常要求它的精度應( )傳感器的精度。 A．高于 B. 小于 C. 等于 三、簡答題(5分) 已知采樣周期T＝0.5s，試問在系統(tǒng)截止頻率處，零階保持器產生的相移φ, 試問應取多大的采樣周期T。 四、(15分) 若已知計算機控制系統(tǒng)結構如圖2所示 《計算機控制技術》期末模擬試題（二）參考答案 一、填空題(每空3分，共30分) 1．有較高精度 2．積分 3．平穩(wěn)性 7．功率驅動 8．定時啟動 9．較大 10．復合 二、選擇題(每題3分，共30分) 1．A 2．A 3．A 4．A 5．C 6．B 7．C 8．B 9．A 10．A 三、簡答題(5分) 四、(15分)