前变量控制系统解耦条件是系统的闭环传递函数矩阵??s?为对角线矩阵。（√） 23馈控制完全补偿的条件是Gn?s??Dn?s?G?S??0。（√） 24世界上第一台电子计算机于1946年问世。（√）
所谓数字滤波，就是在计算机中用某种计算方法对输入信号进行数学处理，以便减少干扰在有用信号的比重，提高信号真实性。工业控制计算机系统外部干扰可以分为三类，即电源干扰、空间干扰、设备干扰。（√） 25干扰作用方式，一般可分为串模干扰和工模干扰。（√）
26计算机控制系统的典型形式有： 操作指导控制系统 OIS 、 直接数字控制系统 DDC 、 监督控（√）
27计算机控制系统的典型形式有： 制系统 SCC 、 集散控制系统 DCS 、 现场总线控制系统 FCS 和 PLC+上位机系统 。（√） 28实时的概念不能脱离具体过程，一个在线的系统 实时的概念不能脱离具体过程， 必定是 在线系统。（√）
29采样保持器是一种与锁存器作用相当的模拟电路元件，在采样周期内跟踪电压输入，并在保持 周期把它保持在最后跟踪的模拟电压值。（√）
30 A/D 转换板：将模拟信号转换成相应的数字代码送入计算机；（√）
31采样开关： （多路开关）多点输入信号可由此公用一个放大器和 A/D 转换器，降低成本；滤波网络：对输入信号进行滤波，去除现场干扰（√）
32通信媒体共享技术 答：多路复用技术——频分多路复用和时分多路复用；集线技术；多点线路技术。（√） 33计算机控制系统——利用计算机（IPC）来实现生产过程自动控制的系统。（√） 34模糊控制—— 一种以模糊数学为基础的计算机数字控制。（√） 35串模干扰—— 叠加在被测信号上的干扰信号。 串模干扰（√）
36共模干扰—— 不同“地”之间存在的共模电压以及模拟信号系统对地存在的漏阻抗，通过过程 通道串入主机（√） 1．
图1为水箱水位自动控制系统，试说明基本工作原理。
QiHQi 图1
答:由于出水干扰QO使水位下降时，浮子下降，进水口打开，水位逐渐增高，浮子逐渐上浮，当达到给定高度时，浮子将进水
口堵死，从而保持设定高度。
2已知单位负反馈闭环控制系统的单位阶跃响应的稳态误差为0.1，试问该系统为几型系统，系统的开环放大系数为多少? 答:1) 零型系统；2) 0.1=1/(1+K) K=9
3．试简单说明系统稳定性与稳态误差相互矛盾的关系。
答:通常，在系统正向通道加入积分环节或增大开环放大系数，将会减少稳态误差，但将会降低系统的稳定程度。 4．试表述采样定理，并说明若一高频信号采样时不满足采样定理，采样后将会变成何种信号。 答:若连续信号所含频率分量的最高频率为?max，为使其采样信号不失真，采样频率?s频信号将会变成低频信号。
5.为什么要强调计算机控制中的实时性？
答:所谓实时性,就是指信号的输入 ,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行
控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性. 6.什么是计算机的总线？
答:所谓总线,就是计算机各模块之间互联和传送信息(指令,地址和数据)的一组信号线.分为内部总线和外部总线. 7.最少拍控制算法的三种典型输入信号分别是什么？
答: 三种典型输入信号分别是单位阶跃信号,单位速度信号,单位加速度信号 8.最少拍控制算法的局限性是什么？
答:最少拍控制器对典型输入信号的适应性较差 9.数字PID位置式和增量式算法的各自特点是什么？
?2?max；若不满足采样定理，一个高
答:增量算法不需要做累加,位置算法要用到过去的误差的累加值,容易产生大的累加误差 增量算法得出的是控制量的增量,而位置算法的输出是控制量的全量输出,误动作影响大. 采用增量算法,易于实现手动到自动的无冲击切换. 10.什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？
答:所谓共模干扰,是指A/D转换器两个输入端公有的干扰电压. 抑制方法:变压器隔离 光电隔离 浮地屏蔽 11.什么是干扰，干扰来源，抗干扰措施。
答：就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。外部干扰和内部干扰。硬件措施，软件措施，软硬
结合的措施。 12.逐点比较法插补原理。
答：所谓逐点比较法插补，就是刀具或绘图笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看这点在给定轨迹的上方或下方，
或是给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向。 13. 简述数字滤波技术，其算法有哪些?
答：所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰在有用信号中的比重。故实质上它是一种程序滤波。算术平均值
法、中位值滤波法、限幅滤波法、惯性滤波法。 14.数字控制器算法的工程实现分为哪六部分？
答：包括给定值处理、被控量处理、偏差处理、控制算法的实现、控制量处理、自动手动处理。 15.数字控制器的连续化设计步骤？
答：设计假想的连续控制器、选择采样周期T、将DS离散化为Dz、设计由计算机实现的控制算法、校验五个步骤。 16.什么是量化误差？
量化过程实际上是一个用q去度量采样值幅值高低的小数归整过程,由于量化过程是一个小数归整过程,因而存在量化误差,量化误差为(+_1/2)q.
17.什么是孔径时间和孔径误差？
完成一次A/D转换所需的时间称为孔径时间.
孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差,即为孔径误差. 18.采样保持器的工作原理？P41
19.什么是串模干扰，抑制的方法有哪些？ 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号. 高通,低通,带通滤波器.
尖峰型串模干扰民为主要干扰源时,用双积分A/D转换器. 采用双绞线作信号引线(减少电磁感应) 20.什么是共模干扰，抑制的方法有哪些？
所谓共模干扰,是指A/D转换器两个输入端公有的干扰电压＋.
VINSA2VOUTtVOUTtA1V抑制方法:变压器隔离 光电隔离 浮地屏蔽
－CH21.什么是长线传输干扰，抑制的方法有哪些？
抑制方法:终端匹配 始端匹配
22.计算机控制系统中有哪些类型的地线？
长线传输干扰是指:长线传输受到外界干扰,具有信号延时,高速度变化的信号在长线中传输时,还会出现波反射现象.
采样保持(a)原理电路 有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线
(b)工作波性图 2-8 采样保持器 23.积分电路对数字量信号的调理过程。
P31为了清除由于接点的机械抖动而产生的振荡信号,一般都就应加入有较长时间常数的积分电路来消除这种振荡.
24.数字PID位置式和增量式算法的各自特点是什么？ D(s)?1 增量算法不需要做累加,位置算法要用到过去的误差的累加值,容易产生大的累加误差
1Ts?1 增量算法得出的是控制量的增量,而位置算法的输出是控制量的全量输出,误动作影响大. 采用增量算法,易于实现手动到自动的无冲击切换.
25.数字PID控制算法中，Kp、Ti、Td的物理调节作用分别是什么？
Kp为比例增益,能减小误差,但不能消除稳态误差,但Kp加大会引起系统不稳定.
Ti为积分时间常数 只要有足够的时间,积分控制将能完全消除误差 但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡.
Td为微分时间常数 可以减小调整时间, 从而改变系统的动态性能. 26.最少拍控制算法本质上是什么算法，为什么？
最少拍控制算法本质上是时间最优控制算法,因为最少拍控制算法是以系统的快速性为主要性能指标. 27.最少拍控制算法的三种典型输入信号分别是什么？
三种典型输入信号分别是单位阶跃信号,单位速度信号,单位加速度信号 28.最少拍控制算法的局限性是什么？ 最少拍控制器对典型输入信号的适应性较差 29.采用光电耦合器的大功率输入调理电路的工作过程。
P32
30.什么是香农采样定理？
香农采样定理:如果模拟信号(包括噪声干扰在内)频谱的最高频率为fmax,只要按照采样频率f>=2fmax进行采样,那么采样信号就能惟一地复观.
31.典型的工业生产过程分为哪几种？
答:典型的工业过程分为3种:连续过程,离散过程和批量过程. 32.计算机控制系统的工作步骤分为哪几步？
答:计算机的工作步骤分为3步:实时数据采集,实时数据决策和实时数据处理. 33.计算机控制技术的工作方式有哪几种？
答:计算机控制技术的工作方式有2种,即在线方式和离线方式. 34.为什么要强调计算机控制中的实时性？
答:所谓实时性,就是指信号的输入 ,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时机,控制也就失去的意义.所以要强调计算机控制中的实时性. 35.常用的计算机控制系统主机有哪几种？
答:常用的计算机控制系统主机有可编程控制器,工控机,单片机,DSP和智能调节器. 36.计算机控制系统中集散控制系统的体系结构分为哪几部分？
答:计算机控制系统中集散控制系统(DCS)的体系结构分为分散过程控制级,集中操作监控级,综合信息管理级三部分. 37.现场总线控制系统的结构模式分为哪几部分？
答:现场总线控制系统(FCS)的结构模式为操作站---现场总线智能仪表 两层结构.(DCS为操作站-控制站-现场仪表 三层结构模式)
38.什么是计算机的总线？
答:所谓总线,就是计算机各模块之间互联和传送信息(指令,地址和数据)的一组信号线.分为内部总线和外部总线. 39.计算机的外部总线有哪几种？
答:计算机的外部总线有RS-232C,RS-485,IEEE-488,USB等等.
40.RS-232C串行通信总线采用什么传输方式？为什么RS-232C的传输距离不远？
答:RS-232C串行通信总线采用的是不平衡传输方式.由于发送器和接收器之间有公共的信号地线,共模信号不可避免地要进入信号传送系统中.当传输距离过远时,发送器与接收器各自会形成不同的对地电位. 41.RS-485串行通信总线采用什么传输方式？它与RS-422A串行通信总线的区别是什么？ 答:RS-485串行通信总线采用的是不平衡传输方式.
区别在于RS-485为半双工工作方式,而RS-422A为全双工工作方式.且RS-422A适用于两点之间进行高速,远距离通信,而
RS-485适用于多点之间进行高速,远距离通信. 计算题
1)已知单元负反馈体系开环传递函数为 G(s)=wn2/s(s 2zwn)
试开具闭环传递函数。若wn=1.98rad/s，z=0.707,试求单元阶跃相应的s，ts=? 解：闭环传递函数为φ(s)=G(s)/(1 G(s))
2) 现已知某飞机飞行高度变化范围为0~10000米，测试时，采用12位的A/D变换器，试提出问题此时体系对高度变化的分辩率为几多。若测试时，通太高度表转变测试方式，丈量相对于基准高度9000米的±500米的变化量，试提出问题此时A/D变换器的分辩率为几多。
解：高度变化范围为0~10000米时,因为丈量均为同号,所以A/D12位都可用于测试,故分辩率D=10000/212=2.45米； 丈量相对于基准高度±500米的变化量时，因为要丈量正负变化量,故A/D应保留一名符号位,故分辩率D=500-(-500)/211=0.49米。
3)：求惯性环节 的差分方程
解：由 U ( S ) 有 1
化成微分方程： T 1
D(s)?1T1s?1D(s)?E(S)?T1s?1(T1s?1)U(s)?E(s)du(t)dt?u(t)?e(t)以采样周期离散上述微分方程得 即 用一阶后项差分近似代替得：
代入上式得 Tu?(k)?u(k)?e(k)1 整理得
?(kT)?u(kT)?e(kT)T1uT1T[u(k)?u(k?1)]?u(k)?e(k)u(k)?T1T?T1u(k?1)?TT?T1e(k)