第五章 计算机控制系统的模拟化设计
1．模拟控制器的离散化方法有哪些？各有什么特点？ 1、冲激不变法
2、加零阶保持器的Z变换法（常用） 3、差分变换法 4、双线性变换法
5、频率预畸变双线性变换法 6、零极点匹配法 冲激不变法的特点：
①D(z)与D(s)的脉冲响应相同。 ②若D(s)稳定，则D(z)也稳定。
③D(z)不能保持D(s)的频率响应。（缺点）
④D(z)将ωs的整数倍频率变换到Z平面上的同一个点的频率，因而出现了混叠现象。（缺点） 加零阶保持器Z变换法的特点： ①若D(s)稳定，则D(z)也稳定。
② D(z)不能保持D(s)的脉冲响应和频率响应。（缺点）
后向差分变换法的特点：
①稳定的D(s)变换成稳定的D(z)。
②D(z)不能保持D(s)的脉冲响应和频率响应。（缺点） 前向差分变换法的特点：
稳定的D(s)不能保证变换成稳定的D(z)，且不能保证有相同的脉冲响应和频率响应。 双线性变换的特点：
①将整个S平面的左半面变换到Z平面的单位圆内，因而没有混叠效应。
②稳定的D(s)变换成稳定的D(z)。
③D(z)不能保持D(s)的脉冲响应和频率响应。（缺点）
2．什么叫模拟PID 调节器的数字实现？它对采样周期有什么要求？理由何在？ ?
3．位置式PID 算法和增量式PID 算法是什么？各有什么样的优缺点？ 1．位置式
2、增量式
Tu(k)?KP[e(k)?TIk?e(j)?TDj?0ke(k)?e(k?1)]T =KPe(k)?KI?e(j)?KD?e(k)-e(k-1)?j?0?uP(k)?uI(k)?uD(k) 当执行机构不需要控制量的全值，而是其增量，由位置式可以导出增量PID控制算法。
Tu(k)?KP{e(k)?TI?e(j)?j?0k?1j?0kTD[e(k)?e(k?1)]}TTD[e(k?1)?e(k?2)]}TTu(k?1)?KP{e(k?1)?TI?e(j)??u(k)?KP{[e(k)?e(k?1)]?TTe(k)?D[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]}TIT利用增量型PID控制算法，可得到位置型PID控制算法的递推形式，即
u(k)?u(k?1)??u(k)两者本质相同，只是后者需要使用有附加积分作用的执行机构。但有如下优点：
(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k时刻的增量输出△u(k)，只需用到此时刻的偏差e(k)、以及前一时刻的偏差e(k-1)、前两时刻的偏差e(k-2)，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；
4．试描述PID 调节器中比例系数，积分时间常数和微分时间常数的变化对闭环系统控制性能的影响（分别对动态响应性能和稳态响应性能影响）。
1、比例控制对系统性能的影响
对动态性能影响
Kp加大，使系统的动作灵敏，速度加快；但当Kp太大时，系统会趋于不稳定；当Kp太小时，使系统动作缓慢。 对稳态性能影响
加大比例控制Kp，在系统稳定的情况下，可以减少稳态误差，提高控制精度，但不能完全消除稳态误差。 2、积分控制Ti对系统性能的影响 对动态性能影响
积分控制Ti通常使系统的稳定性下降。当Ti太大时，系统会趋于不稳定；当Ti小时，对系统的性能影响减少。当Ti合适时，过渡特性比较理想。 对稳态性能影响
Ti能消除系统的稳态误差，提高控制精度，但Ti太大时，积分作用太弱，以至不能减小稳态误差。 3、微分控制Td对系统性能的影响 对动态性能影响
微分可以改善动态特性，如减少超调量、调节时间缩短等。 对稳态性能影响
微分控制中允许加大比例控制，使系统的稳态误差减小，提高控制精度。但Td太大时，超调量较大、调节时间较长。Td偏小时，超调量也较大、调节时间也较长。只有合适时，可以得到比较满意的过渡过程。
5．PID 参数整定有些什么样的方法？它们各自的特点和适应范围如何？
试凑法（常用） 扩充临界比例度法 归一参数整定法 扩充响应曲线法 优选法
变参数的PID控制（常用） 各自特点和适应范围：略
第六章 离散系统的离散状态空间分析法
1、线性离散系统的离散状态空间表达式的表示形式？ 状态方程 输出方程
2、由差分方程导出离散状态空间表达式：
1.y(kT?2T)?0.2y(kT?T)?0.5y(kT)?u(kT)2.y(kT?3T)?0.5y(kT?2T)?0.2y(kT?T)?y(kT)?u(kT?T)?1.2u(kT)第十二章 计算机控制系统设计与实现
1． 简述计算机控制系统的总体方案设计的主要内容？ 1．研究被控对象、确定控制任务 2．确定系统整体方案 (1)确定系统的性质和结构 (2)确定执行机构方案