研究生復(fù)試真題

1、微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一、分析電路：1）8031與DAC0832接口如圖：?jiǎn)螛O性單緩沖輸出方式(1) 寫(xiě)出0832的輸入寄存器地址及DAC寄存器地址。(2) 利用雙脈沖方式可實(shí)現(xiàn)同步波形輸出，示波器要產(chǎn)生穩(wěn)定的波形，加到示波器X軸上，信號(hào)和要顯示的Y信號(hào)的頻率應(yīng)保持一定的比例關(guān)系。X軸上要加上線性鋸齒波電壓，從而產(chǎn)生光點(diǎn)的水平移動(dòng)。為了便于波形穩(wěn)定顯示，可通過(guò)兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器同時(shí)產(chǎn)生同周期的X和Y信號(hào)，Y信號(hào)不一定是規(guī)則信號(hào)，為此需要進(jìn)行采樣處理，將采樣后的數(shù)字量存放在程序存儲(chǔ)器中形成數(shù)據(jù)表格，用查表指令取這些數(shù)據(jù)后送D/A轉(zhuǎn)換器后形成Y信號(hào)，X軸產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)，試寫(xiě)出轉(zhuǎn)換程序。二、如圖，閉環(huán)數(shù)字

2、控制系統(tǒng)，在單位階躍w(t)=2(t)輸入條件下，按最小拍無(wú)紋波可實(shí)現(xiàn)性設(shè)計(jì)穩(wěn)定工作系統(tǒng)；采樣周期T=1，按順序計(jì)算以下各量及有關(guān)展開(kāi)式，t=kT(k=0、1、2、3、4、5)求：（1） W(z)及展開(kāi)式（2） G(z)（3） M(z)及1-M(z)（4） D(z)（5） U(z)（6） 控制量u(k)迭代算式（7） 系統(tǒng)的輸出Y(z)及展開(kāi)式（8） 畫(huà)出w(k)及y(k)圖像。三、按達(dá)林算法設(shè)計(jì)的某系統(tǒng)數(shù)控器,試問(wèn)：（）本系統(tǒng)是否存在振鈴現(xiàn)象？為什么？（）若存在振鈴現(xiàn)象，設(shè)計(jì)出消除振鈴因子后修改的(Z)。若無(wú)振鈴現(xiàn)象，則寫(xiě)出控制算式U(k)。四、論述計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展概況五、簡(jiǎn)答及填空題1

3、.說(shuō)明自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用基本原則和實(shí)施步驟？答：自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則：1安全可靠 2操作維護(hù)與維修方便3實(shí)時(shí)性強(qiáng) 4通用性好 5經(jīng)濟(jì)性高實(shí)施步驟：1控制系統(tǒng)總體的方案設(shè)計(jì)：1）硬件總體方案設(shè)計(jì) 2）.軟件總體方案設(shè)計(jì) 3）.系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)4）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2硬件的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：1）選擇系統(tǒng)總線2）選擇輸入輸出通道 3） 選擇現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備3軟件工程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：1）程序結(jié)構(gòu)規(guī)劃2）資源分配3）實(shí)時(shí)控制軟件設(shè)計(jì)4控制系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行：1）離線仿真和調(diào)試2）系統(tǒng)仿真3）在線調(diào)試運(yùn)行2.試寫(xiě)出Dahlin算法的設(shè)計(jì)步驟答：1根據(jù)系統(tǒng)性能的要求，確定閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)下，給出振鈴幅度RA的指標(biāo)2根據(jù)RA的

4、要求，由RA的計(jì)算式確定采樣周期T，如果T取值較多，則取較大的那個(gè)值3要求確定4求廣義脈沖傳函及期望閉環(huán)系統(tǒng)脈沖傳函5求數(shù)字控制器的脈沖傳函6把化為差分方程，用計(jì)算機(jī)編對(duì)應(yīng)算法程序3.試說(shuō)明Smith補(bǔ)償控制原理的思想答：我們?yōu)闇y(cè)出上圖中B點(diǎn)信號(hào)，以便把B點(diǎn)信號(hào)反饋給控制器。假設(shè)構(gòu)造一個(gè)過(guò)程的模型雖然假想過(guò)程中得不到B，但能得到，如果沒(méi)有建模及擾動(dòng)誤差， =B，如果存在誤差，有第二條反饋回路彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。就比如B,那么反饋回去還要減掉他們的差值,最終仍然把B的值返給控制器.4.常態(tài)干擾是由于（ A ）引起的，共態(tài)干擾用（C ）技術(shù)可以抑制它。A.直接疊加在信號(hào)上的干擾噪聲；B.不共地；C.浮地

5、；D.濾波。5.當(dāng)系統(tǒng)已知且存在較大的純滯后時(shí)，應(yīng)采用（C ）；當(dāng)系統(tǒng)存在積分飽和時(shí)應(yīng)采用（A ）。A.PD-PID調(diào)節(jié)；B.PID調(diào)節(jié)；C.Smith預(yù)測(cè)器和PID；D.PI調(diào)節(jié)。6.A/D轉(zhuǎn)換器中，應(yīng)用最普遍的是（A ）；抗干擾能力最強(qiáng)的是（ B ）。A.逐次逼近式；B.雙積分式；C.并行A/D；D.級(jí)聯(lián)式。六、計(jì)算題設(shè)最小拍控制系統(tǒng)如圖所示被控對(duì)象的傳遞函數(shù) ,采樣周期T=0.5S，試設(shè)計(jì)單位速度輸入時(shí)的最小拍控制器。并討論所設(shè)計(jì)的最小拍控制器對(duì)單位階躍信號(hào)和單位加速度信號(hào)的適應(yīng)性。答案：答：根據(jù)圖可求出被控對(duì)象的廣義脈沖傳函:=將T=0.5s代入，有根據(jù)題意，輸入信號(hào)為速度輸入，r（t

6、）=t，則最小拍控制器為當(dāng)輸入為單位階躍時(shí)，系統(tǒng)輸出變?yōu)榧磞（0）=0，y（1）=2，y（2）=y（3）=1.經(jīng)過(guò)2個(gè)單樣周期y（k）= r（k），但當(dāng)k=1，系統(tǒng)有100%超調(diào)。當(dāng)輸入為單位加速度時(shí)，系統(tǒng)輸入序列Z變換為=即 y（0）= 0，y（1）= 0，y（2）=T，y（3）=3.5Tr（0）= 0，r（1）= 0.5T-r（3）=4.5T r（4）=8T可見(jiàn)輸入與輸出始終有偏差，因此最小拍系統(tǒng)對(duì)信號(hào)變化自適應(yīng)能力差自控原理復(fù)習(xí)題一、單選題1. 按組成控制系統(tǒng)各元件的輸入/輸出關(guān)系是否為線性，可將系統(tǒng)分為。1 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng) 恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)與程序控制系統(tǒng) 線性控制系統(tǒng)

7、與非線性控制系統(tǒng) 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)與離散時(shí)間系統(tǒng)2. 經(jīng)典控制理論分析與設(shè)計(jì)方法采用。這些理論基本解決了單輸入單輸出，線性、定常自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問(wèn)題。 1 頻率法 時(shí)域法 傳遞函數(shù)狀態(tài)空間描述3. 傳遞函數(shù)是系統(tǒng)的固有特性，它取決于系統(tǒng)的。1 輸入信號(hào) 結(jié)構(gòu)和參數(shù) 輸出信號(hào) 干擾信號(hào)4. 純電感網(wǎng)絡(luò)電感兩端電流與電壓之間的關(guān)系為。比例環(huán)節(jié) 積分環(huán)節(jié) 微分環(huán)節(jié) 慣性環(huán)節(jié)5. 同向環(huán)節(jié)的等效傳遞函數(shù)等于每個(gè)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的代數(shù)和。串聯(lián) 并聯(lián) 反饋 多回路6. 經(jīng)典控制理論中圖示的數(shù)學(xué)模型為。微分方程 傳遞函數(shù) 方框圖 動(dòng)態(tài)方程7. 系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)可反映系統(tǒng)的。穩(wěn)定性 快速性 平穩(wěn)性 穩(wěn)態(tài)性能8.

8、 臨界阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為曲線。衰減正弦振蕩 單調(diào)上升 等幅振蕩 發(fā)散正弦振蕩9. 1型系統(tǒng)響應(yīng)階躍信號(hào)的穩(wěn)態(tài)誤差為。零 正值 無(wú)窮大 負(fù)值10. 在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中， 低頻漸近線的斜率為。0型系統(tǒng) 1型系統(tǒng) 2型系統(tǒng)3型系統(tǒng)11常態(tài)干擾是由于（ A ）引起的，共態(tài)干擾用（ C ）技術(shù)可以抑制它。A.直接疊加在信號(hào)上的干擾噪聲；B.不共地；C.浮地；D.濾波。12當(dāng)系統(tǒng)已知且存在較大的純滯后時(shí)，應(yīng)采用（ C ）；當(dāng)系統(tǒng)存在積分飽和時(shí)應(yīng)采用（ A ）。A.PD-PID調(diào)節(jié)；B.PID調(diào)節(jié)；C.Smith預(yù)測(cè)器和PID；D.PI調(diào)節(jié)。13A/D轉(zhuǎn)換器中，應(yīng)用最普遍的是（ A ）；抗干擾能力最強(qiáng)的

9、是（ B ）。A.逐次逼近式；B.雙積分式；C.并行A/D；D.級(jí)聯(lián)式。二、填空題1. 采用 超前校正 可以擴(kuò)展系統(tǒng)的帶寬，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但抗干擾能力下降。2. 特征方程的所有系數(shù)必須都是正數(shù)是系統(tǒng)穩(wěn)定的 必要條件 。 3. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能主要包括穩(wěn)定性、快速性和 準(zhǔn)確性 。 4. 傳遞函數(shù)與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，與輸入信號(hào) 的形式和大小無(wú)關(guān)。 5. 一階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的調(diào)整時(shí)間（）為4T 。 6. 欠阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的衰減速度取決于共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)的負(fù)實(shí)部。7. 單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，其單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 0 。 8. 簡(jiǎn)單RC網(wǎng)絡(luò)電容兩端電壓與電源電壓之間

10、的關(guān)系為慣性環(huán)節(jié) （典型環(huán)節(jié)）。 9. 調(diào)整時(shí)間與成 反比關(guān)系 。 10. 根軌跡進(jìn)入開(kāi)環(huán)復(fù)零點(diǎn)處的切線方向與實(shí)軸正方向的夾角，稱(chēng)為入射角。三、簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述變送器的基本作用。答：變送器用來(lái)測(cè)量被控量的大小，并把被控量變換成標(biāo)準(zhǔn)的電壓、電流、氣壓或液壓等信號(hào)送到比較元件上，與被控量的給定值進(jìn)行比較。2. 列寫(xiě)控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)。答：（1）比例環(huán)節(jié)；（2）積分環(huán)節(jié)；（3）微分環(huán)節(jié)；（4）慣性環(huán)節(jié)；（5）振蕩環(huán)節(jié)；（6）延遲環(huán)節(jié)。3簡(jiǎn)述方框圖簡(jiǎn)化過(guò)程中的兩條原則。答：（1）前向通路中傳遞函數(shù)的乘積必須保持不變；（2分）（2）回路中傳遞函數(shù)的乘積必須保持不變。4簡(jiǎn)述微機(jī)在控制中有哪幾種典型應(yīng)用方式

11、？實(shí)時(shí)控制過(guò)程分哪幾個(gè)步驟典型應(yīng)用方式：數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理；直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC；監(jiān)督控制系統(tǒng)SCC；集散控制系統(tǒng)SCC DDC實(shí)時(shí)控制步驟：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集（A/D）；實(shí)時(shí)決策（計(jì)算u）；實(shí)時(shí)控制（D/A）5PID控制器的傳遞函數(shù)。6超前校正的特點(diǎn)。 （1）串聯(lián)超前校正可以提高系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。因?yàn)槌靶Ｕ峁┝艘粋€(gè)正的相角，從而使系統(tǒng)的相角裕度增大，降低了系統(tǒng)的超調(diào)量，提高了相對(duì)穩(wěn)定性。（2）超前校正可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。因?yàn)樾Ｕ笙到y(tǒng)的剪切頻率增大，系統(tǒng)的頻帶寬增加，從而使系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快。四、計(jì)算題1. 設(shè)系統(tǒng)的特征方程為試用勞斯判據(jù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并確定具有正實(shí)部特征根的數(shù)目。解：列出勞斯陣列表為因?yàn)閯谒龟嚵斜淼牡谝涣懈髟胤?hào)的改變次數(shù)等于2，因此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，并表明有兩個(gè)特征根在S平面右半部分。2. 設(shè)一階單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，求閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，并計(jì)算在誤差帶為2%時(shí)，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差。解：，取的拉氏反變換，得單位階躍響應(yīng)因此調(diào)整時(shí)間誤差信號(hào)對(duì)參考輸入信號(hào)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為其頻率特性為，在作用下的穩(wěn)態(tài)誤差為3. 如圖所示的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)奈氏圖中，判別其中哪些穩(wěn)定，哪些不穩(wěn)定。（a）（b）（c）解：（a）開(kāi)環(huán)幅相特性不包圍（-1，0j）點(diǎn)，對(duì)于P=0的情況，閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。（b