微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)(于海生版)課后答案

P1005、若加工第三象限直線OA，起點(diǎn)O(0,0)，終點(diǎn)A(-5,-8)。要求：(1)按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)進(jìn)行列表計(jì)算：(2)作出走步軌跡圖，并標(biāo)明進(jìn)給方向和步數(shù)。解:設(shè)脈沖當(dāng)量為Δx=Δy=1，因加工起點(diǎn)在原點(diǎn)，所以開(kāi)始加工時(shí)，總步數(shù)Nxy=5+8=13，xe=5，ye=8，F(xiàn)0=0，xoy=3（第三象限），插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程如下表所示。整理課件整理課件整理課件8.采用8255A作為x軸步進(jìn)電機(jī)和y軸步進(jìn)電機(jī)的控制接口，要求（1）畫(huà)出接口電路原理圖；（2）分別列出x軸和y軸步進(jìn)電機(jī)在三相單三拍、三相雙三拍和三相六拍工作方式下的輸出字表。整理課件整理課件整理課件整理課件P1652.某連續(xù)控制器設(shè)計(jì)為

試用雙線性變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數(shù)字控制器D(z)，并分別給出3種方法對(duì)應(yīng)的遞推控制算法。解：雙線性變換法：把代入，則整理課件遞推控制算法整理課件前向差分法：把代入，則遞推控制算法整理課件后向差分法：把代入，則遞推控制算法整理課件5、已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為試寫(xiě)出相應(yīng)數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設(shè)采樣周期T=0.2s。方法一：微分方程的差分變換整理課件代入T=0.2s，得位置型整理課件增量型整理課件方法二：后向差分法整理課件方法三：雙線性變換法整理課件9.已知被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為

采樣周期T=1s，采用零階保持器。要求：針對(duì)單位速度輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍無(wú)紋波系統(tǒng)的D(z)，并計(jì)算輸出響應(yīng)y(k)，控制信號(hào)u(k)和e(k)序列，畫(huà)出它們對(duì)時(shí)間變化的波形。(2)針對(duì)單位階躍輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最少拍有紋波系統(tǒng)的D(z)，并計(jì)算y(k)，u(k)和e(k)序列，畫(huà)出它們對(duì)時(shí)間變化的波形。整理課件解：首先求取廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)滯后一個(gè)周期單位圓上極點(diǎn)整理課件1)單位速度輸入信號(hào)，設(shè)計(jì)最少拍無(wú)紋波控制器比較系數(shù)得整理課件確定Φ(z)和Φe(z)求調(diào)節(jié)模型D(z)整理課件求輸出響應(yīng)y(k)、控制信號(hào)u(k)、誤差序列e(k)整理課件對(duì)時(shí)間的波形整理課件整理課件2)單位階躍輸入信號(hào)，設(shè)計(jì)最少拍有紋波控制器求調(diào)節(jié)模型D(z)整理課件求輸出響應(yīng)y(k)、控制信號(hào)u(k)、誤差序列e(k)整理課件10.已知被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為

采樣周期T=1s，采用零階保持器。針對(duì)單位速度輸入函數(shù)，按以下要求設(shè)計(jì)：(1)用最少拍無(wú)紋波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)Ф(z)和D(z)。(2)求出數(shù)字控制器輸出序列u(k)的遞推形式。(2)畫(huà)出采樣瞬間數(shù)字控制器的輸出和系統(tǒng)的輸出曲線。整理課件解：首先求取廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)滯后一個(gè)周期單位圓上極點(diǎn)單位圓上零點(diǎn)整理課件單位速度輸入信號(hào)，設(shè)計(jì)最少拍無(wú)紋波控制器比較系數(shù)得整理課件確定Φ(z)和Φe(z)求調(diào)節(jié)模型D(z)整理課件求輸出響應(yīng)y(k)、控制信號(hào)u(k)、誤差序列e(k)整理課件11.被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為

采樣周期T=1s，要求：(1)采用Smith預(yù)估控制，并按圖4-24所示的結(jié)構(gòu)，求取控制器的輸出u(k)。整理課件解：1、計(jì)算反饋回路偏差2、計(jì)算純滯后補(bǔ)償器的輸出預(yù)估器傳遞函數(shù)為整理課件3、計(jì)算偏差整理課件4、計(jì)算控制器輸出u(k)，采用PID控制算法整理課件12.在圖4-28所示的計(jì)算機(jī)串級(jí)控制系統(tǒng)中，已知采樣周期為T(mén)，且有

其中，a0,a1,a2,b0,b1是使D1(z)和D2(z)能夠?qū)崿F(xiàn)的常數(shù)，試寫(xiě)出計(jì)算機(jī)串級(jí)控制算法。整理課件解：1、計(jì)算主回路偏差2、計(jì)算主回路控制器D1(z)的輸出整理課件3、計(jì)算副回路偏差4、計(jì)算主回路控制器D2(z)的輸出整理課件P1952.被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為

采樣周期T=0.1s，采用零階保持器。按極點(diǎn)配置方法設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制規(guī)律L，使閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)配置在Z平面處，求L和u(k)。整理課件解：1、建立狀態(tài)空間方程，離散化整理課件2、可控性分析且F非奇異，狀態(tài)完全可控，因此可任意配置閉環(huán)極點(diǎn)3、極點(diǎn)配置整理課件比較系數(shù)，可得令L＝[l1,l2]，則系統(tǒng)的閉環(huán)持征多項(xiàng)式整理課件3.在第2題中，進(jìn)行全狀態(tài)直接反饋，但只有測(cè)到一個(gè)狀態(tài)變量，現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)狀態(tài)觀測(cè)器（預(yù)報(bào)觀測(cè)器），極點(diǎn)配置在試求觀測(cè)器的增益矩陣。解：1、能觀測(cè)性分析狀態(tài)完全能觀測(cè)，因此可任意配置觀測(cè)器極點(diǎn)整理課件2、觀測(cè)器極點(diǎn)配置整理課件因此預(yù)報(bào)觀測(cè)器為整理課件P2182.某熱處理爐溫度變化范圍為0~1350°C，經(jīng)溫度變送器變換為1~5V電壓送至ADC0809，ADC0809的輸入范圍為0~5V。當(dāng)t=kT時(shí)，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)果為6AH，問(wèn)此時(shí)的爐內(nèi)溫度為多少度？解：整理課件代入公式，得整理課件4.某爐溫度變化范圍為0~1500°C，要求分辨率為3°C，溫度變送器輸出范圍為0~5V。若A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍為0~5V，則求A/D轉(zhuǎn)換器的字長(zhǎng)應(yīng)為多少位？若A/D轉(zhuǎn)換器的字長(zhǎng)不變，現(xiàn)在通過(guò)變送器零點(diǎn)遷移而將信號(hào)零點(diǎn)遷移到600°C，