同濟(jì)大學(xué)課程考核試卷(B卷)

同濟(jì)大學(xué)課程考核試卷〔B卷〕2021—2021學(xué)年第二學(xué)期命題教師簽名：審核教師簽名：課號(hào)：102032 課名：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)考試考查：考試此卷選為：期中考試()、期終考試(■)、重考()試卷年級(jí)專業(yè)學(xué)號(hào)姓名得分 填空〔每空1.5分，共30分〕D/A變換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信號(hào)。在1個(gè)采樣周期內(nèi)將信號(hào)保持為常值形成階梯狀信號(hào)的保持器稱為。理想采樣信號(hào)的頻譜與連續(xù)函數(shù)的頻譜有十分密切的關(guān)系。設(shè)T為采樣周期，那么采樣角頻率=。當(dāng)k=0時(shí)，=，該項(xiàng)稱為采樣信號(hào)的根本頻譜。當(dāng)時(shí)，派生出以為周期的高頻頻譜分量，稱為旁帶。假設(shè)連續(xù)信號(hào)最高頻率超過(guò)乃奎斯特頻率=，那么采樣后頻譜發(fā)生混疊。在_____條件下，系統(tǒng)輸出與輸入脈沖序列的Z變換之比稱為系統(tǒng)的___。在上述條件下，差分方程y(k+2)+5y(k+1)+3y(k)=u(k+2)-3u(k+1)〔u為輸入信號(hào)y為輸出信號(hào)〕所示系統(tǒng)的輸出與輸入脈沖序列的Z變換之比Y(z)/U(z)=_________________。S平面的左半平面對(duì)應(yīng)Z平面的，S平面的虛軸對(duì)應(yīng)Z平面的。閉環(huán)系統(tǒng)的星圖如下，試寫出其閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)Ф(z)=。閉環(huán)采樣控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)有關(guān)，極點(diǎn)越接近原點(diǎn)，過(guò)渡響應(yīng)越。當(dāng)極點(diǎn)為_時(shí)，過(guò)渡響應(yīng)最快，此時(shí)稱為控制。達(dá)林算法是一種___________設(shè)計(jì)方法，其期望的閉環(huán)傳遞函數(shù)(s)=____________，假設(shè)G(z)、(z)，那么控制器D(z)=_________________。使用達(dá)林算法為具有純滯后環(huán)節(jié)的控制對(duì)象設(shè)計(jì)數(shù)字控制器時(shí)，設(shè)采樣周期為T，系統(tǒng)輸出可能發(fā)生周期為2T的上下擺動(dòng),稱為現(xiàn)象。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是數(shù)字控制器包含處的極點(diǎn)。〔后面大題中數(shù)字均取小數(shù)點(diǎn)后3位數(shù)字〕〔10分〕Letpulsetransferfunction，Obtainitsstate-spaceequationandoutputequation.〔5分〕Drawtheblockdiagramforthestate-spaceform.〔5分〕〔10分〕UseJurystabilitycriteriontoanalyzethestabilityofthesystem〔20分〕，T=1：Usingstepinvariance,backwardrectangleruleandbilineartransformationtodiscretizeD(s).〔15分〕FortheD(z)obtainedwithbackwardrectanglerule,supposetheinputsignalise(t)andoutputsignalisu(t),determinetheanalyticalsolutionofu(k)whene(k)isunitstep.〔5分〕〔20分〕D(z)ZOHG(s)R(s)Y(s)G(z)T_、D(z)＝K、T＝0.5Drawtherootlocusforthissystemonzplane,thenlineoutcoordinates(坐標(biāo))oftheopen-loopzeros,poles,breakawaypoint(別離點(diǎn))andbreak-inpoint(會(huì)合點(diǎn)).ComputethevalueofcriticalK(臨界穩(wěn)定K值)andcorrespondingcoordinatesoftheroots.DeterminetherangeofKwhichcanmaketheoutputofthissystemisadampingoscillationform(系統(tǒng)輸出為有阻尼振蕩形式)wheninputsignalisaunitstep.〔10分〕where,trytodesignadead-beatcontrollerwithoutinter-samplingripplesD(z)inresponsetounitrampsignal.B卷答案：填空〔每空1.5分，共30分〕數(shù)字編碼，模擬，ZOH/零階保持器2π/T,1/T,,π/T零初始，脈沖傳遞函數(shù)，單位圓內(nèi)部，單位圓周快，0，最小拍〔有限拍〕解析/直接,,振鈴，單位圓內(nèi)負(fù)實(shí)軸〔10分〕(2)〔10分〕如果要求所有的a0k〔k=1,2,…,n-1〕都是大于0的，a00>0的條件是A(1)>0(-1)nA(-1)>0(5分)因?yàn)樗栽撓到y(tǒng)不穩(wěn)定。(5分)〔20分〕階躍響應(yīng)不變法：(5分)后向差分法：(5分)雙線性變換法：(5分)(5分)〔20分〕系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(2分)開環(huán)零點(diǎn)：-0.847開環(huán)極點(diǎn)：1，0.607(2分)別離點(diǎn)，會(huì)合點(diǎn)：(2分)根軌跡圖(5分)計(jì)算系統(tǒng)的臨界增益