計算機控制技術(shù)考試題及答案

計算機控制技術(shù)考試題及答案西北工業(yè)大學(xué)考試題(A卷)(考試時間120分鐘)學(xué)院： 專業(yè)： 姓名： 學(xué)號： 題號—一二三四五總分得分一．填空題(共30分，每空1.5分)采樣，是指按一定的時間間隔T對時間連續(xù)的模擬信號X(t)取值，得到X*(t)或X(nT)(n=…1,0,1,2,…)的過程。P12D/A轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)由電阻網(wǎng)絡(luò)、基準(zhǔn)電源、模擬切換開關(guān)和運算放大器所組成。P21計算機控制系統(tǒng)中的I/O接口用作主機與外部設(shè)備的連接界面。P39RS-232C又稱為通用串行通信接口，它是美國電子工業(yè)協(xié)會頒布的串行總線標(biāo)準(zhǔn)。P63大部分過程控制的目的之一就是抑制作用于過程的各種擾動，以維持過程輸出為恒定值。P104中值濾波法是指在kT采樣時刻，按小采樣周期t連續(xù)進行奇數(shù)次采樣°P1371基于觀測狀態(tài)反饋的伺服系統(tǒng)極點配置設(shè)計方法的設(shè)計參數(shù)，一是采樣周期T的選擇，二是配置系統(tǒng)的極點參數(shù)。P177伺服系統(tǒng)，指的就是系統(tǒng)輸出必須準(zhǔn)確跟隨指令信號的控制系統(tǒng)。P199DMC算法的計算機實現(xiàn)，是由初始化程序和主程序兩部分組成。P232啤酒發(fā)酵是一個復(fù)雜的微生物代謝過程，啤酒發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵溫度始終是決定啤酒質(zhì)量的關(guān)鍵所在。P267二．判斷題(共10分，每題1分)對同一個FSR的值,A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，q所代表的量值就越小OP18(V)TOC\o"1-5"\h\z時鐘周期寬度為T，則接收/發(fā)送數(shù)位的位寬度為2nToP55 (X)DD當(dāng)受控工業(yè)對象有大的時延時間環(huán)節(jié)時，不管選擇的采樣周期T是否與時延時間T成整數(shù)倍，系統(tǒng)都是較難按常規(guī)方法綜合的。P91 (V)最好的離散化方法是雙線性變換。P120 (V)PID算法中的微分項，雖能增大超調(diào)和縮短調(diào)節(jié)時間，但卻易于引入高頻干擾。P129 (X)只要選擇采樣周期t足夠小，最少拍系統(tǒng)的響應(yīng)調(diào)整時間t也可以足夠小。SP158 (V)當(dāng)對象的純延遲時間°與對象慣性時間常數(shù)t之比小于0.5時，采用常規(guī)mPID算法難以獲得良好的系統(tǒng)性能。P171 (X)預(yù)測控制，是一類對程模型要求高、控制綜合性能好、在線計算簡便的計TOC\o"1-5"\h\z算機優(yōu)化控制算法。P212 (X)內(nèi)?？刂扑惴ㄖ械膮?shù)T、卩、a和a都是可調(diào)參數(shù)，改變?nèi)我粎?shù)，對閉環(huán)rf系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性、抗干擾性以及魯棒性都會有影響。P224 (V)在對象模型參數(shù)失配時，0取值越大，魯棒性就越好，但系統(tǒng)響應(yīng)速度減慢°P227 (V)三．名詞解釋(共12分)脈沖、階躍、斜坡、正弦 P105(8分)答：脈沖：對具有短暫的負載擾動以及測量誤差的抽象，它可以描述為幅值為1、持續(xù)時間為一個采樣周期的脈沖；階躍：表示具有恒定的負載擾動以及測量誤差一類的擾動；斜坡：描述從某一時刻開始發(fā)生漂移的測量誤差或突然開始逐漸偏離開的擾動；正弦：代表低頻負載擾動以及高頻測量噪聲這一類的擾動。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器 P20(4分)答：是將n位數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬信號的器件，也就是實現(xiàn)零階保持器功能的、位于數(shù)字部件和模擬部件之間的接口界面。四．簡答題。(共28分)對相互通信的設(shè)備的甲方而言，數(shù)據(jù)傳送方向有哪三種方式。P55(6分)答：(1)單工方式；半雙工方式；全雙工方式。計算機控制系統(tǒng)中存在因用有限字長數(shù)字量表示數(shù)值而引入的誤差，這類誤差的誤差源是哪幾類。P101(6分)答：(1)A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的量化誤差；數(shù)字量運算時，如乘法運算所產(chǎn)生的截尾誤差或舍入誤差；用有限字長數(shù)字量表示數(shù)字控制器D(z)系數(shù)所產(chǎn)生的截尾誤差或舍入誤差；簡述最少拍設(shè)計的數(shù)字調(diào)節(jié)器的局限性。P158(6分)答：(1)對輸入信號類型的適應(yīng)性差；對系統(tǒng)參數(shù)的變化敏感；控制作用易超出允許的控制范圍。自適應(yīng)控制系統(tǒng)按采用的控制策略分為哪幾類。P239(10分)答：(1)變增益自適應(yīng)控制系統(tǒng)；模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)；自校正控制系統(tǒng)；五．計算題。(20分)1.設(shè)某系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為但是，若對上述模型帶零階保持器離散化，離散時間為T，以及考慮該連續(xù)時間的狀態(tài)矩陣特征值為九=±j，可得離散時間狀態(tài)空間模型1，2H(z)二1/(1—0z-i)式中，0=e-aT。試求量化誤差在輸出端引起的噪聲方差。x(k+1)1x(k+1)2cosT-sinTsinTcostx(k)1x(k)21一cosT+sinT"⑹解：依式Q2=(J2h2(i)y li=Oy(k)=1oil(k)x(k)}12顯然，由可控性矩陣由于z=0二e-aT是系統(tǒng)的極點，故將h(i)=0i代入上式得注意，因0=G2=G2￡(0/)2=q2/12(1-02)y i=0e-aT，在a確定的前提下，T的選擇直接影響輸出端的噪聲方差。顯然采樣速率越高，將導(dǎo)致放大量化噪聲的效果。1一cosTcosT+1一2cos2T

sinT 一sinT+2cosTsinT可以看出，當(dāng)且僅當(dāng)T豐n兀(n=1,2,…)時，矩陣[hGH〕的秩才等于2,即才是狀態(tài)完全可控的。同時，由可觀測性矩陣[HGHi=x'(t)-0「x(t)o1=1+x'(t)2一10x(t)21u(t)2.設(shè)有連續(xù)時間過程y(t)=1dX(t)x(t)L12G*C*LUcosTsinT試選擇采樣周期T,使其離散時間狀態(tài)空間模型是狀態(tài)完全可控和可觀測也可看出，當(dāng)且僅當(dāng)thn兀(n=1,2,…)時它才是狀態(tài)完全可觀測的。換言之，當(dāng)取t=n兀