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《微机控制技术》复习题A
简答题
画出典型计算机控制系统的基本框图。
连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？
简述计算机控制系统的一般控制过程。
增量型PID控制算式具有哪些优点？
简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。
什么是采样或采样过程？
线性离散系统的脉冲传递函数的定义是什么？
何为积分饱和现象？
等效离散化设计方法存在哪些缺陷？
何为最少拍设计？
什么是信号重构？
写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传
递函数的极点有何影响？
给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。
简述采样定理的基本内容。
写出位置型及增量型PID的差分控制算式。
设被控对象传递函数为，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数。
已知被控对象传递函数为，试用“二阶工程最佳”设计法确定模拟控制器Gc(s)，分别写出其位置式及增量式数字PID的控制算式。
已知广义被控对象:,给定T=1s
针对单位斜坡输入设计最小拍有纹波控制系统,并画出系统的输出波形图。
已知某连续控制器的传递函数为
试用双线性变换法求出相应的数字控制器的脉冲传递函数，并给出控制器的差分形式。其中。
已知离散控制系统的结构如下所示，采样周期，输入信号，求该系统的稳态误差。
r(t)
r(t)
y(t)
已知某系统连续控制器的传递函数
试分别用阶跃响应和脉冲响应不变法求的等效数字控制器，并写出相应的差分方程表达式。其中采样周期。
已知系统框图如下所示：T=1s
y(t)T
y(t)
T
r(t)
-—
-—
试求闭环离散系统的闭环脉冲传递函数，并判别系统的稳定性。
已知广义被控对象:,给定T=1s
针对单位阶跃输入设计最小拍无纹波控制系统,并画出系统的输出波形图。
已知广义被控对象:，试对单位阶跃输入设计最少拍有纹波数字控制器。
已知广义被控对象:，试对单位阶跃输入设计最少拍有纹波数字控制器。
《微机控制技术》参考答案
简答题
答：典型计算机控制系统的基本框图如下：
2.
答：与连续控制系统相比，计算机控制系统具有以下特点：
(1)计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。
(2)在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。
(3)计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。
(4)计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。
(5)一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。
(6)采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。
3.
答：(1)数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理。
(2)实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。
4.
答：(1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作影响小。
(2)在i时刻的输出ui，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻、前两时刻的偏差ei-1、ei-2和前一次的输出值ui-1，这大大节约了内存和计算时间。
(3)在进行手动—自动切换时，控制量冲击小，能够较平滑地过渡。
5.
答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。
6.
答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。
7.
答：线性离散系统的脉冲传递函数定义为零初始条件下，系统或环节的输出采样函数z变换和输入采样函数z变换之比。
8.
答：在标准PID位置算法中，控制系统在启动、停止或者大幅度提降给定值等情况下，系统输出会出现较大的偏差，这种较大偏差，不可能在短时间内消除，经过积分项累积后，可能会使控制量u(k)很大，甚至超过执行机构的极限umax。另外，当负误差的绝对值较大时，也会出现uumin的另一种极端情况。显然，当控制量超过执行机构极限时，控制作用必然不如应有的计算值理想，从而影响控制效果。这类现象在给定值突变时容易发生，而且在起动时特别明显，故也称“起动效应”。
9.
答：等效离散化设计方法存在以下缺陷：
(1)必须以采样周期足够小为前提。在许多实际系统中难以满足这一要求。
(2)没有反映采样点之间的性能。特别是当采样周期过大，除有可能造成控制系统不稳定外，还使系统长时间处于“开环”、失控状态。因此，系统的调节品质变坏。
(3)等效离散化设计所构造的计算机控制系统，其性能指标只能接近于原连续系统(只有当采样周期
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