1、命题人:大学试题(一学年第学期)课程名称计算机控制技术开课学院电气学院题号*二三四五六七八总分核查人签名得分阅卷教师使用班级考试日期一、填空题(20分)1 .计算机在过程控制中的典型应用有、。2 .目前市场上PC总线类型有、EISA总线、VESA总线、XT总线等3 .计算机采集被控对象状态信息的方式通常有、和三种.4 .计算机输入输出通道又称位过程通道,过程通道一般可分JS:、O5 .香农(Shannon)采样定理的公式为:。6 .若数字量的位数n=8,满量程为5.28V,则最低有效位(LSB)所对应的模拟电压为.7 .ADC0809是式的A/D转换器。8 .在模拟量输出通道中,为了使执行部件
2、得到连续的输出保持信号,应有o9 .设计数字控制器的两类设计方法是:和o10 .在PlD控制中,如果有足够的时间,可以消除稳态误差。11.防止积分饱和的方法有:、O12.进入I/O通道的干扰按其对电路的作用方式,通常可分为和o二、简答题(16分)1 .对照下图(八)、(b)所示SSR输入电路,请简述其工作原理。(8分)IC输出信号卜SR导通ICMOS卜SR导通11(八)(b)2 .试简述PlD控制器比例系数K,、积分时间常数7;和微分时间常数弓的变化对闭环系统控制性能的影响?(8分)三、已知某连续控制系统的控制器的传递函数为:D(三)=K(1+Ti5)(1+T25),设采样周期为7,试用差分法
3、写出数字控制算式。(16分)四、已知某连续系统的传递函数为D(三)=I十,若采用数字PID算法实现时,设采样周期T=0.2s,试分别求出位置型和增量型PID算法的输出表达式。(16分)五、设被控对象由二个惯性环节组成,其传递函数的形式为:G(三)=(TSl(7+1)(2S+1)Ts2)(16分)(1)试用二阶工程设计法设计数字控制器;(2)试求该数字控制器的控制算式。六、被控对象的广义脉冲传递函数为:G(三)=368Z(1+S718Z;),已采样周期了二心,(l-Z1)(l-0.368Z1)系统输入H(三)为单位速度函数。试设计快速无波纹系统的数字控制器的脉冲传递函数O(三),系统输出C(三)
4、数字控制器输出。(三)。(16分)微型计算机控制技术参考答案一、1.操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、分级计算机控制系统现场总线控制系统2.XT、ISA3.查询控制方式、中断控制方式、DMA控制方式4.模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道5.4241ax6.1.2mA7.逐次逼近式8.输出保持器9.模拟化设计方法、离散化设计方法10.积分项11.遇限削弱积分法积分分离法12.串模干扰、共模干扰二、L(八)图为正端输入,输入端4接低电平,输入端3接控制信号,控制信号为高电平则SSR导通,控制信号为低电平则SSR关断;(b)图为负端输入,输入端3接正电源
5、输入端4接控制信号,控制信号为低电平则SSR导通,控制信号为高电平则SSR关断;2.增大比例系数KP,一般将加快系统的响应,在有静差的情况下有利于减小静差,但过大的比例系数会使系统有较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏;增大积分时间4,有利于减小超调,减小振荡,使系统更加稳定,但系统静差的消除将随之减慢;增大微分时间常数心,亦有利于加快系统响应,使超调量减小,稳定性增加,但系统对扰动的抑制能力减弱,对扰动有较敏感的响应。三、化成微分方程:7心双。+(7+5)+(O=Ke)TTTT差分得:(左)-2u(k1)+(左一2)+1T2(左)-u(k-l)+u(k)=Ke(JC)整理得:(k)j2Ke
6、k)+QW2FE)u(kT)12+1+2四、Oo)=21+0.25sv70.2sKp=23=0.25,(=0.2%=?=2.5增量型尸/。控制算式:A(左)=q0e(k+qle(k-1)+q2ek-2)=6.5e(4)7e(左一l)+2.5e(l2)位置型Pm控制算式:u(k)=m(Z-1)+m()=(左一l)+6.5e(左)一7e(左一l)+2.5e(左一2)TV+1五、ZXS)=三一其中C=的,TiSKGgGs)=*e1辰S(JS+1)L=辰:闻=2K&;得:Ts2=、KpTSITT2TslK,/_Si用差分法离散可得:(k)=uk-1)+abe(k)a1e(k-1)+a2e(k-2)其中:Qo=KP(IHF“2=S?e(三)=11(l-,z-1)(l-z-1)qF1z-i=(l-z-i)2(1+f1z-i)(三)=z-d11(l-7.z1)F2z-i=(1+0.718z1)2(m1z1+m2z2)由e(三)=l-(2)得:=0.592mi=1.408m2=-0.825e(2)=(12-1J0+05922t)(三)=(l+0.718z1)2(1.408z1-0.825z2)