计算机控制系统

计算机控制系统期末试题

一、选择题（每题4分）

1.二阶系统的超调量与 C

A.固有频率无关，阻尼比无关

B. 固有频率有关，阻尼比有关

C. 固有频率有关，阻尼比无关

D. 固有频率无关，阻尼比有关

2.连续控制系统的不稳定性条件是S平面的 D 部分。

A.单位圆内

B. 单位圆外

C. 左半

D.右半

3.计算机控制系统是以__A___为核心部件的自动控制系统。

A.计算机

B. 控制器

C. 转换器

D.保持器

4.下列哪个不是计算机控制系统控制过程的步骤？B

A.数据采集

B. 数据转换

C. 计算机控制量

D.输出控制信号

5.下列哪个不属于计算机控制系统的过程输入通道。D

A.温度

B. 压力

C. 流量

D.继电器

6. 单位阶跃输入下输出响应，经过_B___周期就稳定在设定值上。

A. T

B.2T C 3T D.4T

7.低通滤波器可以让高于 A Hz虑掉。

A50 B. 60 C. 70 D.80

8.计算机控制系统稳定性条件是Z平面的___A___部分。

A单位圆内 B. 单位圆外C. 左半 D.右半

9.连续控制系统的稳定性条件是S平面的___C___部分。

A单位圆内 B. 单位圆外C. 左半 D.右半

10.下列属于共模干扰？D

A电容的静电耦合 B. 长线传输的互感C.磁场耦合 D.变压器漏电

二、判断题（每题2分）

1. 输入输出通道时计算机控制系统的核心。（F）

2. 连续控制系统的传递函数分母式系统的特征多项式，代表系统的固有特性？（T）

3. 计算机的硬件对计算机控制系统的非常重要，管理计算机的程序及过程控制的应用程序。（F）

4. 被控对象可以是模拟量，不可以是开关量。（F）

5.一般采用多路通道共享采样/保持或模数转换器。（T）

6. 转速传感器的激励绕组与输出绕组之间在空间相差180°（F）

7. PID的积分环节经常单独使用。（F）

8. 空间辐射干扰中来自通道的干扰最大。（F）

9. 低通滤波器可让80Hz的工频信号无衰减地通过。（F）

10.计算机控制系统的分析与设计是以系统的数学模型为基础。（T）

三、简答题（每题5分）

1．传递函数的特点？

答：1）传递函数的分母是系统的特征多项式，代表系统的固定特征；分子代表输入与系统的关系，而与输入量无关，因此传递函数表达了系统本身的固有特性。

2）传递函数不说明被描述系统的具体物理结构，不同的物理系统可能具有相同的传递函数。

3）传递函数比微分方程简单，通过拉普拉斯变换将时域内复杂的微积分运算转化为简单的代数运算。

4）当系统输入典型信号时，输出与输入有对应关系。特别地，当输入时单位脉冲信号时，传递函数就表示系统的输出函数。因而，也可以把传递函数看成单位脉冲响应的像函数。

5）如果将传递函数进行代换s=jw，可以直接得到系统的频率特性函数。

2．什么是采样及采样器开关形式可以分为？

答：采样是将连续模拟信号转换为时间离散、幅值等于采样时刻输入信号值的离散模拟信号的过程，采样器可以看作是不同形式的开关，每隔一段时间使开关闭合得到那一时刻信号的幅值从而完成一次采样。（1）周期采样：指任意相邻两次采样的时间间隔相等的采样方式，其相邻两次采样之间的间隔也称为采样周期T。

（2）随机采样：这种采样形式没有固定的采样周期，是根据需要来选择采样时刻的。

（3）同步采样：如果一个系统中有多个采样开关，他们的采样周期相同且同时采样。

（4）非同步采样：如果一个系统中有多个采样开关，他们的采样周期相同但不同时采样。

（5）多速采样：如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但他们的采样周期不相同。

为了提高控制质量，变化比较快的模拟量采用较高的速率进行采样和控制。

3．D/A转换器的主要性能指标？

答：（1）分辨率指转换器对输入量变化所能作出反应的敏感程度，通常用数字量的位数来表示。

（2）建立时间指输入数字量满量程变化时，暑促模拟量达到终值范围内时所需的时间。对于输出是电流转换器来说，建立时间很快，约几十纳秒；输出为电压时，则建立时间主要取决于运算放大器的响应时间。

（3）线性误差理想的转换器的输入输出特性应是线性的。在满量程范围内，偏离理想转换特性的最大误差称线性误差。该误差用最低有效位LSB的分数来表示。

（4）温度范围好的转换器温度-40℃-85℃。

（5）输出电平常用转换器有电流和电压两种输出形式。对于电流输出型，低得输出为20mA，高的达3A；电压型一般为5V-10V，高者达24V-30V。

4．二阶系统时间响应的性能指标？

答：二阶系统时间响应的性能指标

1）要使二阶系统具有满意的动态性能指标，必须选择合适的阻尼比和无阻尼固有频率。提高固有频率，可以提高二阶系统的响应速度，减少上升时间、峰值时间和调整时间；增大阻尼比可以减弱系统的振荡性能，即降低超调量，但增大上升时间和峰值时间。一般情况下，系统在欠阻尼状态下工作，若阻尼比过小，则系统的振动性能不符合要求，瞬态特性差。因此，通常要根据允许的超调量来选择阻尼比。

2）系统的响应速度与振荡性能之间存在矛盾。因此，若既要减弱系统振荡，又要系统具有一定的响应速度，则只有选择合适阻尼比和固有频率才能实现。

2．程序运行失常的软件抗干扰

1）设置软件陷阱

当干扰导致程序计数器PC值混乱时，可能造成CPU离开正确的指令顺序而跑飞到非程序区去执行一些无意义地址中的内容，或进入数据区，把数据当作操作码来执行，使整个工作紊乱，系统失控。针对这种情况，可以在非程序区设置陷阱，一旦程序飞到非程序区，很快进入陷阱，然后强迫程序由陷阱进入初始状态。