年级 装 密 专业 班级 定 封 姓名 学 号 线 线 重庆邮电学院 学年第 学期 计算机控制技术 考试题 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 分数 评卷人 一、填空题(每空2分，共20分) 1．在一个闭环系统里，不同输入与输出之间的传递函数分母 。 2．系统的稳定性仅与系统 特性有关。 3．在计算机控制系统中存在有五种信号形式的变换， 其中 等三种信号形式变换最重要。 4．若连续信号的最高频率为?max，按采样定理要求采样频率?s应大于 。 5．脉冲传递函数定义为在零初始条件下系统 之比。 6．若已给闭环系统的自然频率为?n，经验上，采样频率?s应取为 。 7．通常把 的干扰信号称为串模干扰。 8．平均值滤波是对信号y进行m次采样；滤波器的输出y(k)? 。 9．系统传递函数 的分布状况决定了系统的动态响应特性。 10．若信号的动态范围为N，计算机字长n ? 。 二、单项选择题(每小题2分，共10分) 1．图1所示的有源RC网络是一种 环节。 RCRusrusc图1 A 积分；B 微分；C 惯性。 2．在单位闭环负反馈控制系统里，通常若增大系统的开环放大系数，则系统的稳定程度 。 A 减弱；B 不变；C 增强。 3．连续系统传递函数的一个极点P=-5，Z变换后将映射到Z平面的 。 A 单位园外；B 单位园上；C 单位园里。 4．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。
5．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 增强； B 减弱； C 不变。 三、简答题（每题5分，共25分）
1．试简单说明如何根据系统开环对数频率特性来判断闭环系统是否稳定。
2．已知A点信号如图2所示，试画出B点、C点的信号图形，设采样周期T=?/2。
2x(t)1TABZOHCo?2?t图 23．计算机控制系统在选择A/D变换器时应注意哪几项指标，这些性能指标应根据什么原则选取。
4．试简单说明控制器直接编排实现方法的优缺点。
5．已知某系统的单位斜坡响应如图3所示，试确定该系统的类型及开环放大系数。
c(t)r(t)ess?0.2c(t)ot图 3
四、(15分) 已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s) = K/s(0.1s+1) , 试计算K=10和K=5时, 闭环系统的阻尼比ζ、自然频率ωn、超调量σ%及ts, 并讨论K对响应特性的影响。
五、（15分）若已知计算机控制系统结构如图4所示
c*(t) r (t) T 年K T ZOH 1级 ? s?1 c (t) T=1秒 装 密 图 4 1）试确定使系统稳定的K的范围； 专2）若将该系统改为连续系统（即取消采样开关及ZOH）； 业 试问使系统稳定的K值范围。 3）所得结果说明了什么问题。 [注：已知Z[a/s(s+a)]=z(1-e-aT)/(z-1)(z- e-aT) ] 六、（15分）已知连续控制器的传递函数为： G)f(s)?U(sE(s)?1/(Tfs?1)，Tf=0.5 ，采样周期T=0.1秒 班1）试用一阶向后差分法将其离散化，求G级 f(z)； 2）将该Gf(z)用直接程序实现法编排实现，写出u(k)表达式，画出实现框图； 3）将该算法分成算法I及算法II，并画出程序流程图。 定 封 重庆邮电学院 学年第 学期 姓 计算机控制技术 考试题 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 名 分数 评卷人 一、简答题：（每题7分，共42分） 1．计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为哪几类? 2．简述逐次比较型A/D转换器的工作原理与过程？ 学 3．简述在CPU对过程输入输出通道的控制方式中中断控制方式的工作过程？ 号 4．简述采样-保持器的工作原理？其主要用途？ 5．DCS系统主要由哪几部分组成？分别说明其作用？ 6．专家控制系统的基本构成原理是什么？其主要特征是什么？ 二、某温度测量系统，其测量范围为0~1000℃，经温度变送器输出电压为0~5V，再经8 线 线 位A/D进行转换，A/D转换的模拟输入范围为0~5V。当某时刻的采样值为ABH时，其测 量的温度值是多少？（写出计算步骤）（10分）
三、设被测量温度变化范围0 ~ 1200℃，如果要求误差不超过0.4℃，应选用分辨率为多少位的A/D转换器，假设ADC的分辨率与精度一样。（写出计算步骤）（8分） 四、用Z变换法求解如下差分方程（5分）
y(k?2)?3y(k?1)?2y(k)?u(k),u(k)?1(k) 初始条件：y(0)?0,y(1)?0
五、已知采样系统的采样间隔为1秒，试确定下图所示的系统开环脉冲传递函数和闭环脉冲传递函数。（15分）
六、设一温度测控系统的温度测量范围为0 ~ 1000℃。经放大、变送后，其对应的输出电压为0 ~ 5V，采用12位A/D转换器进行转换，A/D转换的输入电压为0 ~ 5V。由于传感器的非线性。对传感器进行了标定。得到一组温度-数字量的关系表。如图所示。求当A/D转换器的转换值分别为90H，200H，410H，600H，A00H，F50H时，所对应的实际温度为多少？(15分) 温度 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 A/D输出(十六000 191 322 4B3 64E 7F0 991 B33 CCD E56 FFF 进制) 七、某系统的连续控制器设计为D(s)?U(s)1?T1E(s)?S1?T，试用前向差分法求数字控制器2SD(Z)。（ 5分）