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计算机控制系统高精度考前预测卷及答案 一、填空题 1、分布式控制系统组成 采用分散控制、集中操作、分级管理、综合协调的设计原则，把系统分成从下到上的分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级 2、现场总线本质是数字通讯协议 D/A转换器的核心是解码网络 4、数字程序控制：控制生产机械按规定的工作顺序、运动顺序、运动距离、运动速度等规律自动完成工作的自动控制 5、补偿环节称为预估器，其传递函数为G(s)（1-e^-ts） 6、计算机控制系统的组态：硬件组态、软件组态 7、软件工程三要素：方法、工具、过程 8、数字滤波的本质是程序滤波 9、数字程序控制系统主要分为开环数字控制和闭环数字控制 10、PLC：可编程序控制器；DSP:数字信号处理器 11、计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统 二、选择与判断 1、计算机控制系统的计算机是广义的 2、实时一定在线，在线不一定实时 3、权电阻型解码网络输出电压除了二进制数有关外，还和运算放大器的反馈电阻R-f、标准电源V-ref有关 4、比例控制参数Kp对系统性能的影响 1）动态性能：加大比例系数，加快相应速度； 2）稳态性能影响：加大比例系数，可以减小稳态误差，但是不能消除稳态误差 （2）积分控制参数 1）动态性能：可以减少系统输出的超调 2）稳态性能：有助于消除系统的稳态误差 （3）微分控制参数 1）加快系统响应 2）减小系统超度量，有利于系统稳定，但是对扰动抑制能力减弱 5、振铃现象：数字控制器的输出以二分之一采样频率大幅度衰减的震荡 6、干扰的作用形式：串模干扰、共模干扰 7、共模干扰的抑制：差分放大器、变压器与光耦隔离 限幅滤波：有效克服偶然因素引起的脉冲干扰；无法抑制周期性的干扰，平滑度差 中位值滤波法：有效克服偶然因素引起的波动干扰；对流量、速度等快速变化的参量不适合 算术平均值滤波：适合于随机干扰信号的滤波；对测量速度慢或要求数据计算速度要求快的场合不适用，比较浪费RAM 9、DSP主要用来实时的实现各种数字信号处理算法 干扰作用途径：电磁感应、静电感应、传导耦合、公共阻抗耦合 三、简答题 1、模拟量输入通道的任务：完成模拟信号到数字信号的转换；模拟量输入通道主要由模拟信号的调理、多路模拟信号的切换、信号的放大与采样保持以及A/D转换器等组成 2、增量型控制算法和位置型控制算法的区别 （1）增量型控制算法不需要做累加（2）增量型控制算法得出的控制量的增量；而位置型控制算法的输出是控制量的全部输出（3）采用增量型控制算法易于实现从手动到自动的无扰动切换 3、PID控制参数整定方法 （1）扩充临界比例度法（2）扩充曲线响应法（3）归一参数法（4）阻尼振荡法（5）极限环自整定法 4、输出反馈设计法的设计步骤 将连续状态方程离散化 求控制系列｛u(k)｝的Z变换U(Z) 求误差系列｛e（k）｝的z变换E(Z) （4）求控制器的脉冲传递函数D(z)=U(z)/E（z） 5、线性插值法的特点： 曲线斜率变化越小，则线性插值法带来的误差越小 插值基点取得越多，插值计算的误差越小 逐点比较法：每当画笔或刀尖向某一方向移动一步，就进行一次偏差计算和偏差判别，然后根据偏差大小进行下一步移动，使画笔或刀尖始终紧靠理想线形运动，起到步步紧逼效果。 性插值原理：将输出特性曲线按一定规则插入若干个点，来讲曲线分成若干段，插入点X0和Xi的间距越小，那么区间（X0,Xi )之间的实际曲线与近似直线的误差越小，这就是线性插值法的思想 计算机控制系统的特点 模拟和数字部件的混合系统（2）计算机控制系统除了有连续模拟信号外，还有连续数字，离散数字，离散模拟等信号形式（3）系统的输出和输入不是在同一时刻的相应值（4）可以实现多路时分控制（5）具有很大的灵活性和适应性（6）具有较高的控制质量 如何改进PID控制算法 积分项改进 改进积分分离、变速积分PID算式、抗击分饱和、消除积分不灵敏区、梯形积分 微分项改进 不完全微分PID算法 微分先行PID控制算法 计算题 第三章ppt例3.1 书本P124 例5.4 3、书本P94 例p4.1