《计算机控制技术》试题集

1、一 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

2、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。 三、简答题（每小题5分，共20分）1 图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。 图12 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)，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

3、A/D变换器就可以了。六、（10分）已知系统方块图如图2所示 图 21）试写出系统闭环传递函数 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）七、（20分）已知调节器传递函数为 ， T=0.5秒1）试用一阶向后差分变换法，将其离散，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。 计算机控制技术试题(3)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）1 A；2A；3B；4B；5 B。 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/(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

4、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，为使其采样信号不失真，采样频率；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） （3分） 2） ， （4分） ， （3分）评分：由于计算有误，使wn计算有误，可给1分。五、（10分）1） ， 故=3.9；（5分）2） ， 故 （5分）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。六、（10分） 1） 2） ， ， 要求 ， T0评分：1）每小问各为5分 2) 若因有错，导致T有错，但求T方法正确，可得3分；3) 求方法正确，但计算有误，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)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。 二 第一章1.典型的工业生产过程分为哪几种？ 答:典型的工业过程分为3种:连续过程,离散过程和批量过程. 2

5、.计算机控制系统的工作步骤分为哪几步？答:计算机的工作步骤分为3步:实时数据采集,实时数据决策和实时数据处理.3.计算机控制技术的工作方式有哪几种？ 答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式.4.为什么要强调计算机控制中的实时性？ 答:所谓实时性,就是指信号的输入,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性.5.常用的计算机控制系统主机有哪几种？ 答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器.6.计算机控制系统中集散控制系统的体系结构分为哪几部分？ 答:计算机控制系统中集散控制系统(DCS)的体系结构分为分散过程控制级,集中操作监控级,综合信息管理级三部分.7.现场总线控制系统的结构模式分为哪几部分？ 答:现场总线控制系统(FCS)的结构模式为操作站-现场总线智能仪表 两层结构.(DCS为操作站-控制站-现场仪表 三层结构模式)第二章1.什么是计算机的总线？ 答:所谓总线,就是计算机各模块之间互联和传送信息(指

6、令,地址和数据)的一组信号线.分为内部总线和外部总线.2.计算机的外部总线有哪几种？答:计算机的外部总线有RS-232C,RS-485,IEEE-488,USB等等.3.RS-232C串行通信总线采用什么传输方式？为什么RS-232C的传输距离不远？ 答:RS-232C串行通信总线采用的是不平衡传输方式.由于发送器和接收器之间有公共的信号地线,共模信号不可避免地要进入信号传送系统中.当传输距离过远时,发送器与接收器各自会形成不同的对地电位.4.RS-485串行通信总线采用什么传输方式？它与RS-422A串行通信总线的区别是什么？ 答:RS-485串行通信总线采用的是不平衡传输方式.区别在于RS-485为半双工工作方式,而RS-422A为全双工工作方式.且RS-422A适用于两点之间进行高速,远距离通信,而RS-485适用于多点之间进行高速,远距离通信.5.数字量I/O的接口芯片有什么作用？有哪些典型芯片？P306.积分电路对数字量信号的调理过程。 P31为了清除由于接点的机械抖动而产生的振荡信号,一般都就应加入有较长时间常数的积分电路来消除这种振荡.7.采用光电耦合器的大功率输入调理电

7、路的工作过程。P328.什么是香农采样定理？ 香农采样定理:如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为fmax,只要按照采样频率f=2fmax进行采样,那么采样信号就能惟一地复观.9.什么是量化误差？ 量化过程实际上是一个用q去度量采样值幅值高低的小数归整过程,由于量化过程是一个小数归整过程,因而存在量化误差,量化误差为(+_1/2)q.10.什么是孔径时间和孔径误差？ 完成一次A/D转换所需的时间称为孔径时间.孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差,即为孔径误差.11.采样保持器的工作原理？P4112.结合具体电路，分析以AD574A为核心的A/D过程通道的工作过程。P4513.什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？ 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号. 高通,低通,带通滤波器. 尖峰型串模干扰民为主要干扰源时,用双积分A/D转换器.采用双绞线作信号引线(减少电磁感应)14.什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？ 所谓共模干扰,是指A/D转换器两个输入端公有的干扰电压.抑制方法:变压器隔离 光电隔离 浮地屏蔽15.什么是长线传输干扰，抑制的方法有哪些？长线传输干扰是指:长线传输受到外界干扰,具有信号延时,高速度变化的信号在长线中传输时,还会出现波反射现象.抑制方法:终端匹配 始端匹配16.计算机控制系统中有哪些类型的地线？ 有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线第三章1. 逐点比较法直线插补原理加工第三象限直线OA，起点为O(0，0)，终点坐标为A(-6，-4)，试进行插补计算并作出走步轨迹图。P842.逐点比较法圆弧插补原理加工第四象限逆圆弧AB，已知起点的坐标为A(0，-4)，终点的坐标为B(4，0)，试进行插补计算并作出走步轨迹图。 P873.根据已知的三相步进电机的工作时序图，分析说明其工作方式。 A-B-C-A.4.已知三相步进机的转子为40个齿，定子为3对磁极，试求工作在三相六拍方式时的步距角和齿距角。 步距角:360/40/6=1度 齿距角360/40=9度第四章1：求惯性环节 的差分方程解：由 有 化

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