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课程考核试卷(B卷)

2006— 2007学年第2学期

命题教师签名:

审核教师签名:

课号课名：计算机控制系统

考试考查：考试

此卷选为：期中考试

()、期终考试(V卜重考()试卷

年级 2004专业 自动化学号姓名得分

?填空题(本大题共20处填空，每空1.5分，共30 分)

计算机控制系统中，按照控制方式可分为 ⑴ 控制系统和 ⑵ 控制系统。

D/A变换器是一种将 ⑶ 信号变换成⑷ 信号的装置。通常，D/A变

换器按下述顺序完成2种变换：⑸ 及 ⑹。在相邻两个米样间隔内将信

号保持为常值的保持称为 ⑺。

任意连续信号，若其频谱为有限带宽，即存在上限频率 -max，当A；：；"： Umax时，

博立叶变换为0(即幅值为0),如果以采样频率 (8)_对该信号采样，则该 连续信号完全可以由其采样信号的等间隔序列值唯一确定。若连续信号的频

谱使用x(j .)表示，采样周期为T，采样角频率为-，s，则其理想采样信号x*(t)

的频谱 x (j ‘)的表达式为(9)。

陞」q+咒 一

已知连续系统的状态空间方程为{dt <0 0丿 J丿，则使用固定采样周

y=(1 0 x

期h，通过零阶采样保持获得的相应的离散系统的状态空间方程为 (10!。

已知闭环系统的星图如下，试写出其闭环传递函数①⑵二(11)

R(s)C*(s)

R(s)

C*(s)

H (s) *

设采样周期为T,则s平面上」二''1的等频率线映射到z平面是从原点出 发的幅角为(⑵的径向线。

若要求闭环系统响应单位速度输入的稳态误差为0,则该系统的开环传递函

数中至少具有(13)重z=1处极点。

闭环采样控制系统的动态响应和系统的闭环极点有关，极点越接近原点，过

渡响应越J14)。当极点为(15)_时，过渡响应最快，此时称为(佝 控制。

可以使用达林算法为具有(17)性质的控制对象设计控制器，设控制对象的

传递函数为G(s)二一「，.二NT,N =1,2/ ,，则使用达林算法设计数字控制 Rs+1

器的设计目标为：设计数字控制器使系统的闭环传递函数为(佝 ，其中

大林时间常数为T o这种方法是一种 (19)方法，而相应的Smith预估器是 一种 (20)方法。

(后面大题中数字均取小数点后3位数字)

、(10 分)系统 <

、(10 分)系统 < 雜"

-6

-5X(k)

_10

u(k)

0】x(k) u(k)

试画出状态结构图，并求对应的z传递函数

试画出状态结构图，并求对应的

z传递函数G(z)

丫⑵U(z)

、(20 分)PID 控制器 D(s) ^2(V—S )

0.2s 0.1s+1

1、 用后向矩形法则离散化。(T=0.1 ) o

2、 设控制器的输出为u输入为e，写出在计算机上实现 u(k)的差分算式。

3、 当控制器输入为单位阶跃信号时，写出u(k)的解析式。

四、(15分

四、(15分)

Assume the in put to the system is unit step function 1(t),T=0.07s,

1 — e10-iot

G,(s), G2(s), H(s)=0.1, e =0.5.

ss + 10

1、Find the z tran sform of the output c(z).

2、Calculate the pulse resp onse c(kT).

五、(15 分)G(z)R(s)

五、

(15 分)

G(z)

R(s)

where G(z)二

where G(z)二

0.368(z 0.718)

(z -1)(z -0.368)

、D(z)= K、T= 0.5

Draw the root locus for this system on z plane, then line out coordinates坐标)of the open-loop zeros, poles, breakaway poin分离点)and break-in point 会合 点).

Determine the range of K which can make the output of this system is a monotonic atte nu ati on 单调衰减)curve whe n the in put sig nal is a unit step.

六、(10分)

G(z)

e-\T、

R(s)_ D⑵ |~z _|ZOH |一I G(s) Y(s)

WhereG(s)命

Where

G(s)命

design a dead-beat controller without inter-