2020年计算机控制系统复习题及答案.pdf

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1、计算机控制系统复习题及答案文档仅供参考，不当之处，请联系改正。计 算 机 控 制 系 统 课 程 复 习 资 料算机控制系统？它由哪几部分组成？各有3.1施 薜 曹 1为统主要区别是什么？胃 谏 隔 有 何 作 用，简述保持器4 亶接户D调节器的作用，有哪几种改进型数字P I D5机控制系统有哪四种形式的信号？各有什么特6.酷 施 脑 麴 湃 机 控 制 系 统？模拟调节器与数二、分析和计算题：1.已知一系统的闭环脉冲传递函数为G C=一 二？1-0.4z 1+0.8z2 R(z)其中输入为单位阶跃信号,求输出y (K T)o2.已知一系统的闭环脉冲传递函数为G C(Z)=U当输1-0.37z

2、入为单位阶跃信号时，求输出y(K T)及 y(8)。3 .用 长 除 法 或 Z反变换法或迭代法求闭环系统Gc(z)=,。.5的单位阶跃响应。8(z+0.lz-0.12)4 .已知低通数字滤波器D=，三，求 D(z)的带宽c o m;z-0.4734并求当输入E(z)为阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2m s。5 .设系统如图所示，试求：递函数。1 阶跃输入和单位斜坡输入时的文档仅供参考，不当之处，请联系改正。稳态误差。6.设 函 数 的La氏变换为试求它的Z变换s(s+4)F(z)o7 .数字控制系统如图所示,求当K=10,T=l s,a=l时，分别求当输入为单位阶跃、单位斜单

3、位抛物线函数时的稳态误差。8 .已 知 单 位 负 反 馈 系 统 的 开 环 脉 冲 传 递 函 数 为6底2)虫(0.&+0.0 8)/(2-1)(2-0.7),问当 K 为何值时系统稳定。9 .已 知 系 统 单 位 负 反 馈 的 开 环 传 递 函 数问:K为何值时系统稳定？10 .已知单位反馈系统的广义对象的Z传递函数为：W1(Z)J 2 6”+：8Z)(1+；2ZT)试按最少拍无波纹设计原则(1-z)(1-0.286z)文档仅供参考，不当之处，请联系改正。设计单位阶跃输入时，计算机的调节模型D(z),并求其控制算法。11.已知连续系统的传递函数G(s)=(s+l)/s(s+2)试

4、用冲击不变法求其等效的Z 传递函数.12.已知离散系统的Z 传递函数：G(Z)=T=黑,试求离z-+5z+6 U(z)散系统的状态方程和输出方程。13 .已知离散系统的Z 传递函数：G一 二斋，试求离z+6z+8 U(z)散系统的状态方程和输出方程。14 .已知离散系统的差分方程为y(k+2)+5y(k+l)+3y(k)=u(k+l)+2u(k)输出为y(k),试写出它们的状态方程和输出方程.15 .已 知 离 散 系 统 的 状 态 空 间 表 示 式，1 o 9-X(kT+D=。一卜+2u(初始状态X(0)=0y(kT)=l 0 x(kT)试求系统的Z 传递函数:G(z)=瞿。U(z)16

5、 .已知D(S)=T|竺，写出与它相对应的P ID 增量型数字控0.08s制算法。(T=l s)1 7 .已知广义对象的z 传递函数：H G(z)=(z+0.5)/文档仅供参考，不当之处，请联系改正。(z-0.9)(z-0.4),取采样周期T=l s,试设计P I调节 器 D(z)=Kp+Ki/(-z-1)，使速度误差e ss=O.1,取采样 周 期 T=l so 并 求 控 制 算 法 u(k T)?D (z)=U (z)/E (z)o1 8 .已知被控对象的传递函数;G(s)=l/(s(s+2),采用零阶保持器,取采样周期T=0.1,试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器。1 9 .已知单位负

6、反馈系统被控对象的传递函数：G(s)=2/(s+2),采用零阶保持器,取采样周期T=l s,试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器D(z),并求其调节时间 ts,控制算法u(k T)。文档仅供参考，不当之处，请联系改正。考参_匕白Mar答、一1=2诬皿一1s？用/力)1X/.EJIlussiMnB7口fly：爰fcvf sVA】、一-d-*-?-/JI出I2.能un.解.窠It1高5.6.滞J4露文档仅供参考，不当之处，请联系改正。1.解:7E9y(kT)=0.4y(kT-T)-0.8y(kT-2T)+O.lr(kT-T)K=0 y(0)=0K=1 y(T)=0.1散信 不梯模拟信号：时间是连续的

7、，信号的幅值，信号：时间是离散的，信号的幅值是连的时间以及幅值都是离散的,鬓函投。文档仅供参考，不当之处，请联系改正。K=2 y(T)=O.1 42.解：Y(k T)=0.3 7 y(k T-T)+0.5 3 r (k T)+0.1 R(k T-T)r(k T)=l k Oy(8)=l i m(z-l)(0.5 3 z+0.1)/(z-0.3 7)z/(z-l)=lZ-13.解:Y(z)=Gz)R(z)=z+0.5 z8(z2+0.1z-0.1 2)71y(kT)=-1.63(0.3)k+0.102(-0.4)k+3.584.解：令：2=D(Z)频 率 特 性：D(ejwT)=0.5266ej

8、tlTej,o T-0.4734|D(ej,T)|=|0.5266ej(oTejwT-0.47345.解:零频值:由此得:HG(z)=|D(ej0T)|=M(0)=lD(0m)1正M(0)(Om =1257tu(kT)=0.4734u(kT-T)+0.5266e(kT)e(kT)=1 k 09.368z-3.0485(z-l)(z-0.368)Gc(z)=_1.874Z-0.61(z-l)(z-0.368)+1.874z-0.61A(z)=(z-l)(z-0.368)+1.874z-0.61|A(z)|z=o 0 A(z)|z=-i 0系统稳定。a.Kp=oo ess=0文档仅供参考，不当之处

9、，请联系改正。b.Kv=2 ess=0.056.解:F(z)=-f Tz,(l-e-4T)z4T4(z-1)2 4(z-l)(z-eY T)18.解：s 歌,”9A(z)=(z-l)(z-0.7)+k(0.Iz+0.08)0k3.75o1 0.解:、0.85(1-0.286Z-1)U(z)D(z)=-：-彳=-l+0.78z-+0.122z-2 E(z)u(kT)=O.85e(kT)-O.243e(kT-T)-O.78u(kT-T)-O.122u(kT-2T)1 1.解G(s)=+12s 2(s+2)G(z)=z z2(z-l)2(z e-T)1 2.解：G(z)=l+|-z-+5z+61 +

10、_3ZT _ 5Z-2l+5z-1+6z-2x(k+r0 1共7X Lf k0 T)y(k 1-54 3 X(4k T1 3.解：仃 二2+二z+2 z+4x(k+r-20-4y(k)=1%x(kT)1X*k T)1文档仅供参考，不当之处，请联系改正。1 4.解:ho=O hi=1 h?=3X(kT+T)0 1-3 -5X(kT)+1-3u(kT)y(kT)=lOX(kT)1 5.解:Gc(z)=C(zI-F)-Gz-1 0.90.4 z-1(z 1)0.362(z-l)Gc(z)(z-1)2-0.361.8(z-1)2-0.361 6 .解：用双线性变换：sSFT 1 +z、9.25+3.5

11、z-1 U(z)D(z)=-：=-1-z-1 E(z)u(kT)=u(kT T)+9.25e(kT)+3.52e(kT-T)u(kT T)=u(kT 2T)+9.25e(kT-T)+3.52e(kT-2T)Au(kT)=u(k T)-u(k T-T)=u(k T-T)-u(k T -2T)+9.25e(kT)-5.73e(kT-T)-3.52e(kT -2T)u(kT)=u(kT-T)-l-A u(kT)1 7 .解：Kp=3.6 Ki=0.40 4D(Z)=3.6+*F1-z-1u(kT)=4e(kT)3.6e(kTT)+u(kT T)1 8 .解：HG(z)=rD(z)100(l-0.8z-)1 +z-iE(z)=l+zts=2s文档仅供参考，不当之处，请联系改正。u(kT)=-u(kT-T)+1 OOe(kT)-80e(kT-T)19.解：HG(z)=ZH(s)G(s)=(l-z-1)Z2/(s(s+2)=0.865 z-7(l-0.135 z-1)Ge(z)=l-z-1 Gc(z)=z-1D(z)=(l.156-0.156 z-1)/(1-z-1)=U(z)/E(z)Y(z)=Gc(z)R(z)=z-1/(1-z-1)=z+z z-3+,.ts=l(秒)U(kT)=U(kT-T)+l.156e(kT)-0.156e(kT-T)