《计算机控制技术》 习.docx

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1、计算机控制技术 习第三、四、六、七章复习题 一、选择题 1. 欲使具有最高频率为max的连续信号经采样后仍能恢复出原信号，必须使采样频率s满足 A. s2max B.s2max C.s任意 D. smax 2. 零阶保持器的传递函数为 1-eTs1-e-Ts-1-e-Ts-1-eTsA. H(s)= s B. H(s)= s C. H(s)= s D. H(s)= 3. 计算机控制系统消除积分不灵敏区的措施是 A. 减小计算机字长的限制 B. 降低运算精度 C. 增加AD转换位数 D. 丢弃偏差过小的值 4. 稳定的连续系统采用一阶前向差分方法离散化，所得D(z) 的稳定性与采样周期T 的关系

2、 A.变差 B.变好 C.不定 D.不变 6. 在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将A增大 B减小 C不变 D.无法确定 7. 对于大的随机干扰或采样器不稳定引起的干扰信号，常常采用抗干扰。 A. 加权平均值滤波 B. 平均值滤波 C.中值滤波和程序判断滤 D.限幅滤波 8. 题4图所示有源RC网络是一种 题4图 A积分环节 B微分环节 C惯性环节 D比例环节 9. 在确定A/D变换器精度时，通常要求它的精度应传感器的精度。 A.高于 B.小于 C.等于 D.不等于 10. 对于控制精度要求不太高，不希望控制作用频繁动作而控制过程要求平稳的场合。常采用 A

3、.应增大 B.应减小 C.可以不变 D.可增大也可减小 12. 为了减少有限字长产生的量化误差，采样周期 A.应增大 B.应减小 C.可以不变 D.可增大也可减小 13. 在计算机控制系统里，当采样周期T增大时，系统的稳态精度 -1- s ）PID ） A.变好 B.变坏 C.不受影响 D. 无法确定 14. 对于偶然出现的脉冲干扰，常采用 A. 加权平均值滤波 B. 平均值滤波 C. 中值滤波和程序判断滤 D. 惯性滤波适用于纯滞后较大的过程 15. 从相频特性上来看，零阶保持器是一个环节。 A.相位超前 B.相位滞后 C.无相移 D.反相 16. 对于压力、液位等一阶惯性的对象，负荷变化不

4、大，工艺要求不高，可采用 A.比例控制 B. 比例积分控制 C. 比例积分微分控制 D. 比例微分分控制 17. 在参数不变的情况下将一个连续系统改造为计算机控制系统，其稳定性与原连续系统相比将后续执行机构的死区。 A 大于 .小于 C.等于 D.不等于 19. 下列的抗干扰方法中，属于硬件滤波的有 A.惯性滤波 BRC滤波 C.指令冗余 D.平均值滤波 20. 低频干扰信号常采用。 A. 加权平均值滤波 B. 平均值滤波 C. 中值滤波和程序判断滤 D. 惯性滤波 21. 从频率特性上来看，零阶保持器类似于一个环节。 A. 比例环节 B.带通环节 C. 高通环节 D.低通环节 22. 对于一

5、阶惯性与纯滞后环节串联的对象，负荷变化不大，要求控制精度较高，可采用A.比例控制 B.比例积分控制 C. 比例积分微分控制 D.比例微分分控制 23. 通常，若增大计算机控制系统的采样频率时，系统的稳定程度将 A不变 B变好 C变坏 D. 无法确定 24. 在计算机控制系统里，通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将 A增大 B.减小 C.不变 D.不确定 25. 下列的抗干扰方法中，属于软件滤波的是 A. RC滤波 B.中值滤波 C.指令冗余 D.始端屏蔽 26. 为了提高运算精度可以 A.采用浮点数，增加运算字长 B. 采用浮点数，减小运算字长 C. 采用定点数，增加运算字长

6、 D. 采用定点数，减小运算字长 27. 在计算机控制系统中存在多种信号形式的变换，其中三种变换最重要。 A. 采样、量化和解码 B. 量化、恢复和编码 C. 解码、量化和编码 D. 采样、量化和恢复 28. 对于纯滞后时间较大，负荷变化也较大，控制性能要求高的场合，可采用 -2- ） A.比例控制 B. 比例积分控制 C. 比例积分微分控制 D. 比例微分分控制 29. 计算机控制系统进行参数整定时，增大积分时间TI，将导致 A. 增加超调 B.加快系统响应 C. 振荡增加 D.系统静差的消除将随之减慢。 30. 计算机控制系统与连续系统相比，在系统结构与参数不变的条件下，抑制干扰的能力 A

7、增强 B. 减弱 C.不变 D. 不确定 31. 需增加一根时钟传输线的通信方式是 A. 串行传输 B. 同步传输 C. 并行传输 D. 异步传输 32. 采用计算机控制步进电机加速运转的方法是 A输出字更换时间间隔不变 B输出字更换时间间隔变小 C输出字更换时间间隔增大 D输出字更换速度变慢 33. 双线性变换的一个特性是，连续传递函数经过双线性变换后所得Z传递函数的稳态增益 A增大 B. 不变 C. 减小 D. 不定 34. 采用间接设计法设计数字控制器时，采样周期Ts与系统时间常数T之间应满足A.TsT的关系 B.Ts T的关系 C.TsT的关系 D.Ts T的关系 35. 最少拍无差系

8、统中的纹波是由引起的。 A.输入信号的波动 B.系统不稳定 C.控制器输出信号振荡 D. 系统误差 36. 适用于纯滞后较大过程的滤波算法是 A. 加权平均值滤波 B. 平均值滤波 C. 中值滤波 D. 惯性滤波 37. 数字程序控制主要用于 A.包装自动化 B.测量自动化 C.运输自动化 D. 机床自动化 38. 对一些不允许出现大超调的计算机控制系统，可采用PID控制算法。 A.带有死区的 B.不完全微分 C.积分分离 D.微分先行 39. 当将计算机控制系统的Kp值增加时，闭环系统的 A稳定性变好 B控制时间加长 C稳态误差变大 D. 响应速度变慢 40. 热电阻进行线性化处理时采用多段

9、折线代替曲线,折线段数越多 A. 线性化精度就越高 B. 软件开销相应减少 C. 线性化精度就越低 D. 软件开销不变 41. 为了减少量化误差，通常选取的运算字长D/A转换器的字长。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 小于或等于 -3- ） A/D转换器的字长。 A. 等于 B. 大于或等于 C.大于 D. 小于或等于 43. 已知某环节的传递函数为G(S)=e-ts， 则可知该环节为 0A.积分环节 B.延迟环节 C.微分环节 D.一阶惯性环节 44. 当系统受到较大扰动或大幅度改变给定值时会出现较大的偏差；计算机控制系统往往采用PID控制算法。以免系统产生较大的超调和长时间的波动

10、。 A.带有死区的 B.不完全微分 C.积分分离 D.微分先行 45. 在计算机控制系统里，当给定值的频率升高后，采样周期T A.增大 B.不变 C.减小 D.无法确定 46. 非线性传感器的标度变换一般不采用 A.线性变换公式 B.线性插值法 C.多项式插值法 D. 查表法 47. 数字滤波技术是一种抗干扰技术。 A.软件 B.硬件 C.软硬结合 D.CPU 48. 对于周期性干扰，常采用 A. 加权平均值滤波 B. 平均值滤波 C. 中值滤波和程序判断滤 D. 惯性滤波适用于纯滞后较大的过程 49. 在具有零阶保持H(s)的采样系统里，稳态误差与采样周期 A.关系不定 B有关 C. 无关

11、D. 关系无法确定 二、填空题 1. 测量偏差、纠正偏差是 控制的基本方法。 2. 直线插补计算过程有 、坐标进给、偏差计算和终点判断四个步骤。 3. 按简易工程法整定PID参数常用的整定方法有扩充临界比例度法和 两种。 4. 当采样周期T过大时，计算机控制系统的稳定性通常将要 。 5. 软件陷阱即为一条 转移指令。 6. 在确定DA变换器字长时，应保证它的最小输出信号 后续执行机构的死区。 7. 数字程序控制主要用于 。 8. 圆弧插补计算过程分为偏差判别、坐标进给、 以及终点判断五个步骤。 9. 数据传输的线路通常有 两种方式。 10. 在数字控制器中的偏差处理部分可分为 、 以及输入补偿

12、和非线性特性等四部分。 11. 通常把叠加在被测信号上的干扰信号称为 。 12. 长线传输干扰的抑制方法有终端匹配和 。 13. 数控机床中常用的插补方法有 、数字积分法和数字脉冲乘法 。 -4- 14. 圆弧插补计算过程分为偏差判别、 、偏差计算、 坐标计算以及终点判断五个步骤。 15. 若连续系统为稳定，采用一阶前向差分离散化方法离散所得的系统可能变成 的离散控制系统。 16. 在数字控制器中的偏差处理部分可分为 计算偏差、偏差报警以及输入补偿和 等四部分。 17. 计算机控制系统的抗干扰措施主要有_ 、软件抗干扰和故障自诊断技术。 18. 长线传输干扰的抑制方法有 和始端匹配。 19.

13、数控机床中常用的插补方法有 逐点比较法、 和数字脉冲乘法 。 20. 数控系统一般由输入装置、输出装置、 和插补器等四大部分组成，这些功能都由计算机来完成。 21. 计算机控制系统中常用 对时间上离散的模拟信号进行重构，使其变成连续信号。 22. 数字控制器的输出u(k)以接近二分之一的采样频率大幅度上下摆动的现象称为 。 23. 实现直线插补和二次曲线插补的方法很多，除逐点比较法外，还有数字积分法和 。 24. 三相步进电机按三相六拍方式工作，各相通电次序为 。 25. 采样信号是时间上 而幅值上连续的信号。 26. 采用输入滤波器是抑制_ _ _ _干扰的方法之一。 27. 计算机控制系统

14、的抗干扰措施主要有硬件抗干扰、_ _ 和故障自诊断技术。 28. 长线传输干扰的抑制方法有 和始端匹配。 29. IEEE-488并行总线的电缆长度不超过 米。 30. 在计算机数字程序控制系统中，我们称完成插补计算的一段程序为 。 31. 三相步进电机按双三拍方式工作，各相通电次序为 。 32. 闭环负反馈控制的基本功能是 。 33. 自动控制系统是由被控对象及 两大部分组成能自动按预定要求运行的整体。 34. 常用的数字滤波方法有惯性滤波、限幅滤波、平均值滤波和 _。 35. 数控系统按控制方式来分类，可以分为 、直线切削控制和轮廓切削控制，这三种控制方式都是运动的轨迹控制。 36. 三相

15、步进电机按单三拍方式工作，各相通电次序为 。 37. 计算机控制系统的稳态误差除与系统的结构参数有关外，还与系统的 有关。 38. 零阶保持器是一个相位 环节。 39. 常用的数字滤波方法有惯性滤波、限幅滤波、中值滤波和 。 40. 直线插补计算时，每走一步，都要进行偏差判别、坐标进给、 和终点判断四个步骤。 -5- 41. 按按简易工程法整定PID参数常用的整定方法有 和扩充响应曲线法两种。 42. 采样周期T与采样角频率s的关系是 。 43. 零阶保持器的频率特性可以近似看成是 滤波器。 44. 平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出y(k)= 。 三、名词解释 1. 同步传送 2

16、. 数字程序控制 3. 逐点比较法插补 4. 数字控制器的连续化设计 5. 数字控制器的离散化设计 6. 积分饱和 7. 无平衡无扰动切换 8. 最少拍控制 9. 串行传输 10. 数字滤波 11. 结构化程序设计 12. 并行传输 四、简答题 1. 试写出数字式PID调节器位置算法及增量式算法表达式。 2. 简述串级控制系统主、副回路的选择原则。 3. 选择网络拓扑结构应考虑哪些因素？ 4. 在PID控制中，微分的作用是什么？为了提高控制性能，对微分项可采取的哪些改进措施？ 5. 简述数字控制器的连续化设计步骤。 6. 简述带副回路的串级控制系统的优点。 7. 简述数字滤波的优点？ 8. 什

17、么是数字程序控制？常见的数字程序控制方式有哪些？ 9. 消除积分不灵敏区常采用的措施有哪些？ 10. 什么是数字控制器的离散化设计方法？有何优点？ 11. 什么是模块化程序设计和结构化程序设计？程序设计通常分为哪5个步骤？ 12. 简述三种数字程序控制方式的特点。 13. 标准的PID控制算式中，理想微分作用有哪些缺陷？ -6- 14. 简述数字控制器的离散化设计步骤。 15. 组态软件主要包括什么内容？ 16. 什么是数字PID位置控制算法和增量型控制算法？试比较它们的优缺点。 17. 采样周期的选择需要考虑哪些因素？ 18. 在大林算法中，什么是振铃现象？如何消除？ 19. 什么是平衡传输

18、方式和不平衡传输方式？ 20. 简述增量型PID控制算法的优点。 21. 什么是数字滤波技术？与传统的模拟滤波器相比他有什么优点？ 22. 试述AD变换器精度与分辨率的含义以及两者的关系。 23. 比较平衡与不平衡传输方式的传输性能。 24. 在PID控制中，积分的作用是什么？为了提高控制性能，对积分项可采取哪些改进措施？ 25. 简述当采样周期选得过小时，对系统产生的不利影响。 26. 产生量化误差的原因主要有哪些？ 27. 总线形网络拓朴结构的特点是什么？ 28. 试写出数字式PID调节器位置算法及积分分离算法。 29. 简述采样定理，并说明一个高频连续正弦信号采样时不满足采样定理，其采样

19、信号将会变成什么样的信号。 30. 试说明设计计算机控制系统时，D/A的字长及A/D的精度应根据什么要求选择。 31. 什么叫系统的可靠性？提高可靠性有哪些主要方法？ 五、计算题 1. 设数字控制器D(z)的一般形式为 -1-n E(z)1+a1z+L+anz。写出数字控制器D(z)的递推控制算法表D(z)=U(z)=b0+b1z-1+L+bmz-m达式。 +2s2. 设一连续控制器为D(s)=1，要求：请用后向差分变换求取相应的数字控制器D(z)，求出1+4s对应的递推控制算法。 3. 设加工第一象限逆圆弧AB，已知圆弧的起点坐标为A，终点坐标为 B，试进行插补计算并作出走步轨迹图。 4.

20、已知调节器传递函数为D(s)=U(s)E(s)(s+4)(s+1)=， T=1秒 1）试用双线性变换法，将其离散，求D(z)=？ 2）试求实现计算机控制的控制算法。 5. 已知控制器的脉冲传递函数为 D(z)=U(z)E(z) = (1+0.6z-1)(1-0.3z-1-0.4z-2)，请-7- 控制算式 6. 加工一条直线，起点为坐标原点，终点为E，试作出插补计算过程表，画出走步轨迹图 7. 已知模拟调节器的传递函数为D(s)=1+0.17s 1+0.085s试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s。 8. 已知调节器传递函数为D(s)=E(s)U(s)=(s+4

21、)(s+1)，T=1秒 试用一阶向后差分变换法，将其离散，求D(z)=？ 试求实现计算机控制的控制算法 9. 设加工第二象限直线AB, 起点A(0,0), 终点B(-6,4), 要求： (1) 按逐点比较法插补进行列表计算； (2) 画出走步轨迹图, 并标出进给方向步数。 10. 已知模拟调节器的传递函数为：D(S)=(1+0.13S)/0.065S,试写出相应的数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.1S。 11. 已知连续控制器的传递函数为： 后差分法将其离散化，求Gf(z)； 试求实现计算机控制的控制算法。 12. 若加工第二象限直线OA，起点O，终点A。 要求： (1)按

22、逐点比较法插补进行列表计算； (2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。 13. 若已知模拟调节器的传递函数为D(S)=U(S)/E(S)=/,请写出相应数字控制器的位置和增量型控制算式，设采样周期T=0.3秒。 14. 已知调节器传递函数为Gc(s)=Gf(s)=U(s)E(s)=1/(Tfs+1)，Tf=0.5 ，采样周期T=0.1S。试用一阶向(s+1)(s+0.2)=U(s)E(s)， T=0.5秒 试用一阶向后差分变换法，将其离散，求Gc(z)=？ 试求实现计算机控制的控制算法。 15. 若加工一条直线OA，起点O，终点A。要求： 按逐点比较法插补进行列表计算； 画出走步轨迹图，并

23、标明进给方向和步数。 16. 已知某连续控制器的传递函数为D(S)=1+2ss，现用PID算法来实现它，请先写出PID控制算法的模拟表达式、位置型输出表达式和增量型输出表达式后，再对模拟表达式u(t)求拉式变换，试分别求其相应的位置型和增量型PID算法输出表达式。 -8- 17. 已知模拟调节器的传递函数为D(S)=U(S)/E(S)=(1+0.17S)/(1+0.085S), 设采样周期为0.2秒。试用一阶向后差分变换法，将其离散，求D(z)=？试求实现计算机控制的控制算法。 18. 加工一条直线，起点为坐标原点，终点为E，要求： (1) 按逐点比较法插补进行列表计算； (2) 画出走步轨迹

24、图, 并标出进给方向步数。 19. 某连续控制系统的校正装置的传递函数为D(S)=8s(s+4)试用差分变换法，求该装置的递推输出序列。 s+620. 已知PI调节器 G(s)=s=cU(S)E(S)， T=1秒 (1)试用双线性变换法，将其离散，求Gc(z)=？ (2)试求实现计算机控制的控制算法。 21. 加工设加工第一象限的圆弧AB，起点A，终点B。要求： (1)按逐点比较法插补进行列表计算； (2)作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。 22. 某连续控制系统的模拟控制器的传递函数为G(S)=采样周期T=0.2S） 23. 已知模拟调节器的传递函数为D(S)=U(S)/E(S)=(1+0.17S)/(1+0.085S), 设采样周期为0.2S。 试用一阶向后差分变换法，将其离散，求D(z)=？ 试求实现计算机控制的控制算法。 24. 设加工第一象限圆弧AB，起点A，终点，要求： 写出偏差计算的递推公式。 按逐点比较法插补进行列表计算。 画出走步轨迹图，并标出进给方向步数。 (1+0.17S)0.085S，试写出PID 增量型算法表达式。（设-9-