计算机控制系统第二版课后答案

4-6试求下列函数的初值和终值

2

(1)X(z)

1 z 1T2z(z 1)

(3)X(z)

(z 1)3

解

(1)

10z 1

(2)X(z)

(1 z 1)25z2

(4)X(z)

(z 1)(z 2)2

2

z 1 z 1

z 1

x(0) limX(z) lim

z z 1

x( ) lim(z 1)X(z) lim(z 1)

2

21 z 1

10z 1

(2)x(0) limX(z) lim 0

z z (1 z 1)2

10z 1

x( ) lim(z 1)X(z) lim(z 1)

z 1z 1(1 z 1)2

T2z(z 1)

(3)x(0) limX(z) lim 0

z z (z 1)3

T2z(z 1)x( ) lim(z 1)X(z) lim(z 1) 3z 1z 1(z 1)5z2

(4)x(0) limX(z) lim 5

z z (z 1)(z 2)

5z2

x( ) lim(z 1)X(z) lim(z 1) 5

z 1z 1(z 1)(z 2)

4-9S平面与Z平面的映射关系z e解

(1)S平面的虚轴，映射到Z平面为

。

(2)S平面的虚轴，当 由0趋向∞变化时，Z平面上轨迹的变化。

从（1，0）绕单位圆逆时针旋转无穷圈

(3)S平面的左半平面，

计算机控制系统试卷二答案

班级： 姓名： 学号： 成绩：

一、 简答题（每小题4分，共40分）

1. 连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？ 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。

2. 简述计算机控制系统的一般控制过程。

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。

3. 简述典型的计算机控制系统中所包含的信号形式。

答：(1) 连

计算机控制系统概述

习题参考答案

1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?

计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：

(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？

(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 (2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。 (3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。

3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 由四部分组成。

图1.1微机控制系统组成框图

(1)主机：这是微

计算机控制系统高金源版课后答案

1

2020年4月19日

文档仅供参考，不当之处，请联系改正。

第1章习题

B 习题

B1-1 举例说明2-3个你熟悉的计算机控制系统，并说明与常规连续模拟控制系统相比的优点。

B1-2 利用计算机及接口技术的知识，提出一个用同一台计算机控制多个被控参量的分时巡回控制方案。

B1-3 题图B1-3是一典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图。由雷达测出目标的高低角、方位角和斜距，信号经滤波后，由模拟式计算机计算出伺服系统高低角和方位角的控制指令，分别加到炮身的高低角和方位角伺服系统，使炮身跟踪指令信号。为了改进系统的动态和稳态特性，高低角和方位角伺服系统各自采用了有源串联校正网络和测速反馈校正，同时利用逻辑电路实现系统工作状态的控制(如偏差过大时可断开主反馈，实现最大速度控制，当偏差小于一定值后实现精确位置控制)。试将其改造为计算机控制系统，画出系统原理结构图。

2

2020年4月19日

文档仅供参考，不当之处，请联系改正。

题图B1-3典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图

B1-4水位高度控制系统如题图B.1-4所示。水箱水位高度指令由W1 电位计指令电压u r确定，水位实际高度h由浮子测量，并转换为电位计W2 的输出电压u h。用水

计算机控制系统 高金源版 课后答案 高等教育出版社

第1章 习 题

B 习题

B1-1 举例说明2-3个你熟悉的计算机控制系统，并说明与常规连续模拟控制系统相比的优点。

B1-2 利用计算机及接口技术的知识，提出一个用同一台计算机控制多个被控参量的分时巡回控制方案。

B1-3 题图B1-3是一典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图。由雷达测出目标的高低角、方位角和斜距，信号经滤波后，由模拟式计算机计算出伺服系统高低角和方位角的控制指令，分别加到炮身的高低角和方位角伺服系统，使炮身跟踪指令信号。为了改善系统的动态和稳态特性，高低角和方位角伺服系统各自采用了有源串联校正网络和测速反馈校正，同时利用逻辑电路实现系统工作状态的控制(如偏差过大时可断开主反馈，实现最大速度控制，当偏差小于一定值后实现精确位置控制)。试将其改造为计算机控制系统，画出系统原理结构图。

题图B1-3典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图

B1-4水位高度控制系统如题图B.1-4所示。水箱水位高度指令由W1 电位计指令电压ur确定，水位实际高度h由浮子测量，并转换为电位计W2 的输出电压uh。用水量Q1 为系统干扰。当指令高度给定后，系统保持给定水位，如打开放水管

路后，水位下降，系统

1 计算机控制系统包含哪些基本组成部分？

硬件和软件两部分组成

硬件包括：计算机系统、过程输入输出通道、被控对象、执行器、检测变送环节。 软件包括：系统软件和应用软件

2 如何理解计算机控制系统的实时性？

时系统是能够在确定的时间内执行计算或处理事务并对外部事件作出响应的计算机系统

3 简述SHANNON采样定理

为保证采样信号f*(t)的频谱是被采样信号f（t）的频谱无重叠的重复（沿频率轴方向），以便采样信号f*(t)能反映被采样信号f（t）的变化规律，采样频率

ws(w?2pi/T?2pif)至少应是f（t）的频谱F（jw）的最高频率wmax的两倍，即

ws?2wmax，即香农定理。

4 在计算机实时动态控制系统设计中应用SHANNON采样定理时应注意哪些问题？

SHAANON定理的结论是对无始无终的时域信号得出的。实时控制时，时域信号都是有始的，且只有当前时刻之前可用。因此，实际上要选取?s >>2?c 5 零阶保持器（ZOH）在计算机控制系统中起什么作用？没有它可以吗？为什么？ 作用：将采样信号还原成连续信号

有利。因为零阶保持器简单且可用物理装置实现。 6 在什么条件下，零阶保持器可以近似为理想滤波器？ 要求 ?s?

东北大学研究生课程——计算机控制系统(PPT)

第 2 章 常规控制规律的设计介绍计算机控制系统设计的几种常规方法，这些设计方法以 Z变换理论为基础，以传递函数为工具。设计方法分为两大类： 一类是基于连续系统的设计方法； 一类是直接离散化的设计方法。

*设计方法基本思路：

模型 设计

指标

东北大学研究生课程——计算机控制系统(PPT)

2.1 离散化传递函数模型Y (s) U (s) Y ( z) U ( z)

连续对象模型:

G(s)

(式2.1)

离散对象模型:

G( z )

(式2.2)

算子关系:

z eTs

(式2.3)

东北大学研究生课程——计算机控制系统(PPT)

求G(z)的方法： 差分方程 系统辩识 G(s) 微分方程

G(z)

东北大学研究生课程——计算机控制系统(PPT)

一、Z变换基本定理 1、线性定理 若

Z[ x1 (t )] X1 ( z),

Z[ x2 (t )] X 2 ( z)

则 Z[a1 x1 (t ) a2 x2 (t )] a1 X1 ( z) a2 X 2 ( z) 2、迟后定理(负偏移) 若 则

Z [ x(t )] X ( z )

且 t 0 时， x(t ) 0

Z [ x(t kT )]

计算机控制系统李华答案

【篇一：计算机控制系统课设(基于模拟对象的数字控制

系统的设计)】

制器用来调节模拟对象被越来越多的应用在工业生产中，并在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用。本课设提出了基于模拟对象的数字控制系统的设计。通过对模拟对象进行数学建模，并根据要达到的控制性能指标设计控制策略，在mablab中进行仿真，并通过力控组态软件实现运行，取得了较好的控制效果。通过本课程设计，可以加深对模拟对象的分析、建模、仿真已及利用组态软件来实现的理解，熟悉和掌握控制系统设计的方法，对提高学生观察、分析和解决问题能力有很大帮助。

关键词：模拟对象，mablab，串联校正，数字控制系统，控制策略，力控 目录

第一章 概述 ........................................................... 1 1.1 题目背景及应用意义 .............................................. 1

第二章 系统组成及被控对象分析 ......................................... 2 2.1 系统组成 .............

计算机控制技术课后习题答案

第一章 绪论

1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2

(1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入

(2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。

(3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2 . 计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。P3 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 （2）方块图如下图1.1所示：

CPU/MEM 人-机接口 模拟量输入（AI）通道 模拟量输出（AO）通道 测量变送 执行机构 被 控对 系统支持电气开关 数字量输入（DI）通道 象 版 数字量输出（DO）通道 电气开关 磁盘适合 器 工业计算机 PIO设备 生产过程

图1.1 计算机控制系统的组成框图

内部总线作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及

第1章 习 题

B 习 题

B1-1 举例说明2-3个你熟悉的计算机控制系统，并说明与常规连续模拟控制系统相比的优点。

B1-2 利用计算机及接口技术的知识，提出一个用同一台计算机控制多个被控参量的分时巡回控制方案。

B1-3 题图B1-3是一典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图。由雷达测出目标的高低角、方位角和斜距，信号经滤波后，由模拟式计算机计算出伺服系统高低角和方位角的控制指令，分别加到炮身的高低角和方位角伺服系统，使炮身跟踪指令信号。为了改善系统的动态和稳态特性，高低角和方位角伺服系统各自采用了有源串联校正网络和测速反馈校正，同时利用逻辑电路实现系统工作状态的控制(如偏差过大时可断开主反馈，实现最大速度控制，当偏差小于一定值后实现精确位置控制)。试将其改造为计算机控制系统，画出系统原理结构图。

题图B1-3典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图

B1-4水位高度控制系统如题图B.1-4所示。水箱水位高度指令由W1 电位计指令电压ur确定，水位实际高度h由浮子测量，并转换为电位计W2 的输出电压uh。用水量Q1 为系统干扰。当指令高度给定后，系统保持给定水位，

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如打开放水管路后，水位下