计算机控制技术_复习题

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大学生《计算机控制技术》考试复习题及答案

大学生《计算机控制技术》考试复习题及答案

大学生《计算机控制技术》考试复习题及答案一.单选题1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经()转换。

A.A/D转换器B.双向可控硅C.D/A转换器D.光电隔离器参考答案:A2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入()器件完成控制量的切换工作。

A.锁存器锁存B.多路开关C.A/D转换器转换?D.反多路开关参考答案:D3.在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至()。

A.阳极B.阴极C.阴极或阳极D.先送阴极再送阳极参考答案:B4.电机控制意味着对其转向和转速的控制,微型机控制系统的作法是通()实现的。

A.改变定子的通电方向和通电占空比B.改变转子的通电方向和通电占空比C.改变定子的通电电压幅值D.改变转子的通电电压幅值参考答案:B5.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是()。

A.0.3伏以下B.0.7伏以上C.-3伏以下D.+3伏以上参考答案:C6.采用共阴极LED多位数码管显示时,应()。

A.位选信号为低电平,段选信号为高电平B.位选信号为高电平,段选信号为低电平C.位选信号、段选信号都是高电平D.位选信号、段选信号都是低电平参考答案:A7.关于微型计算机控制技术的叙述,正确的是()。

A.微型计算机控制技术只能用于单片机系统B.任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术C.微型计算机控制技术不能用于自动化仪表D.微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表参考答案:D8.计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是()。

A.接受测量值和管理命令并提供给DDC计算机B.按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D.SCC计算机与控制无关参考答案:B9.闭环控制系统是指()。

A.系统中各生产环首尾相接形成一个环B.输出量经反馈环节回到输入端,对空置产生影响C.系统的输出量供显示和打印D.控制量只与控制算法和给定值相关10.下列缩写表示现场可编程控制逻辑阵列的是()。

计算机控制技术期末复习试题附答案

计算机控制技术期末复习试题附答案

计算机控制技术期末复习试题附答案一、选择题1. 下面哪个不是计算机控制系统的组成部分?A. 控制器B. 传感器C. 运算器D. 计算机主机答案:D2. 控制器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:B3. 在控制系统中,传感器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:A4. 控制器与执行器之间的信息传递通常采用哪种形式?A. 电信号B. 光信号C. 音频信号D. 无线信号答案:A二、填空题1. 在控制系统中,PID是什么的缩写?答案:比例-积分-微分2. 当一个过程变量小于或大于设定值时,控制器需要发出一个____信号来调节执行器。

答案:控制3. 开环控制系统中,控制器完全依赖于____来判断并调节执行器。

答案:设定值三、解答题1. 请解释闭环控制系统和开环控制系统的区别。

答案:闭环控制系统和开环控制系统是两种基本的控制系统结构。

闭环控制系统通过传感器获得反馈信息,将反馈信息与设定值进行比较后进行调节,以使系统输出接近设定值。

开环控制系统则没有反馈环节,控制器仅仅根据设定值来调节执行器。

闭环控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性,能够减小外界干扰对系统的影响,但由于需要进行反馈调节,系统可能存在一定的响应延迟。

开环控制系统较为简单,但容易受到干扰的影响,对系统稳定性要求较高。

四、简答题1. 请简述计算机控制技术在工业自动化中的应用。

答案:计算机控制技术在工业自动化中广泛应用,其主要作用是实现对生产过程的自动控制。

通过传感器获取实时数据,计算机控制系统可以实时监测和控制生产过程中的各项参数,将实际数值与设定值进行比较,并通过执行器调节控制。

这种自动化控制能够提高生产效率、降低成本,同时还可以减少人为操作中的误差,提高产品的质量稳定性。

在工业生产中,计算机控制技术广泛应用于各种制造过程中,如汽车制造、电子设备制造、化工生产等。

通过计算机控制技术,可以实现生产过程中的自动监测、自动调节、自动报警等功能,从而提高生产效率,降低生产成本,提高产品的一致性和稳定性。

计算机控制技术期末复习试题附答案

计算机控制技术期末复习试题附答案

第一章 计算机控制系统概述1、计算机控制系统的概念是什么?计算机控制系统是以计算机技术、控制理论及自动化技术相结合并应用于工业生产过程的结果,是以自动控制理论为基础,以计算机为手段的控制系统。

2、计算机系统由哪些部分组成?并画出方框图。

计算机控制系统由计算机、外部设备、操作台、输入通道、输出通道、检测装置、执行机构、被控对象以及相应的软件组成。

3、计算机控制系统的主要性能指标有哪些?稳定性/动态指标/稳态指标/能控性与能观性4、计算机控制系统的主要特点有哪些?各项 连续控制系统 计算机控制系统信号形式 都是模拟信号 模拟信号、数字信号皆有控制规律实现 由模拟电路实现 由计算机通过程序实现控制形式 整个过程始终连续控制 整个过程始终离散控制控制器作用 一个控制器控制一个回路 一个控制器分时控制多个回路功能强度 简单控制 具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能 自动化程度 自动化程度低 便于实现控制与管理的一体化5、计算机控制系统是怎样分类的?按功能和控制规律可分为几类?一、按控制系统的功能及结构特点分类①操作指导控制系统②直接数字控制系统DDC③监督控制系统 SCC④计算机分级控制⑤集散控制系统 DCS⑥现场总线控制系统FCS外部设备操作台 输入通道 检测装置输出通道 执行机构 计 算 机 被 控 对 象二、按控制规律分类①程序和顺序控制② PID 控制③最少拍控制④复杂规律的控制⑤智能控制第二章 离散控制系统及Z 变换分析法1、计算机控制系统的信号形式有哪些?连续模拟信号:时间与幅值上均连续,如 r(t)、y(t)、u(t)离散模拟信号:时间是离散的,幅值上连续,如y*(t)、u*(t)离散数字信号:时间离散的,幅值为数字量,如y(kT)、u(kT)2、香农(Shannon)采样定理是如何描述的?一个连续时间信号f(t),设其频带宽度是有限的,其最高频率为ωmax(或fmax),如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样,为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。

计算机控制技术复习题(含部份答案)

计算机控制技术复习题(含部份答案)

4、采样定理的基本内容是什么?对频带受限的信号,当采样频率大于等于信号最高频率的两倍时,可以从采样值完全恢复原始的信号5、什么是数字滤波?常用的数字滤波有哪些方法?所谓数字滤波,就是在计算机中用某种计算方法对输入的信号进行数学处理,以便减少干扰在有用信号中的比重,提高信号的真实性。

程序判断法、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、加权递推平均滤波法、一阶惯性滤波法6、计算机控制系统中有哪几种地线?在计算机控制系统中,一般有以下几种地线:模拟地、数字地、安全地、系统地、交流地。

7、简述Smith预估控制的基本思想。

按照过程的动态特性建立一个模型加入到反馈控制系统中,使被延迟了τ时间的被控量超前反映到控制器,让控制器提前动作,从而可明显地减少超调量和加快控制过程.8、工业控制计算机系统的干扰源有哪几类?各类干扰又有哪些具体形式?电源干扰(浪涌、尖峰、噪声、断电);空间干扰(静电和电场的干扰、磁场干扰、电磁辐射干扰);设备干扰9、RS-485串行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?RS—485串行总线采用的是不平衡传输模式。

区别在于RS-485为半双工工作模式,而RS422A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10、数字PID控制算法中,K P,T i,T D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11、如何消除尖峰脉冲干扰?选用供电比较稳定的进线电源,利用干扰抑制器消除尖峰干扰,采用交流稳压器稳定电网电压,电源异常的保护图一12、模拟量输入接口设计主要解决哪几个方面的问题?数据输出线的连接方式;选通信号、启动转换及读出控制信号的连接方法;电源和地线的处理;与计算机信息传递的方式三、现已知某炉的温度变化范围为0—1000°C 。

《计算机控制技术》复习题

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《计算机控制技术》复习题《计算机控制技术》复习题一、名词解释:1、实时性2、采样定理3、频分多路复用4、时分多路复用5、CIMS6、数字滤波7、频分多路复用8、时分多路复用9、CIMS二、简答题1、简述现场总线技术的特点及优点2、模拟量输入/输出通道由那些单元组成?3、何谓采样?采样值为什么要进行数字化处理?计算机与外设交换数据的种类及传送方式?接口扩展包括哪些内容?各有什么优缺点?计算机控制系统的分类有哪些?7、流程工业CIMS的层次结构模型及各层次的作用8、常用传输介质的种类、特点及应用场合9、计算机控制系统的典型形式有哪些?10、常用数字滤波的方法有哪些?并分别简述。

11、按拓扑结构划分,计算机网络的种类及各种类的优缺点12、DCS系统构成的层次及各层次的作用13、计算机控制系统的设计原则14、流程工业CIMS的层次结构模型及各层次的作用15、常用传输介质的种类、特点及应用场合三、分析题1、分析总结计算机控制系统的设计步骤2、计算机控制系统的干扰源及可采取的抗干扰措施3、简述计算机控制的总体方案设计的主要内容4、分析总结计算机控制系统的设计步骤5、计算机控制系统的干扰源及可采取的抗干扰措施四、计算题1.某热处理炉温度测量仪表的量程为100~1000℃,在某一时刻计算机采样并经8位A/D数字转换后的数字量为0CDH,求此时温度值为多少?(设仪表量程为线性的)(2)确定该城市主要污染物和主要污染行业;(3)计算各行业万元产值等标污染负荷,哪个行业万元产值排污最大?2.某河段pH7.8,DO浓度为4 mg/L,BOD5浓度为5 mg/L,挥发酚浓度为0.007 mg/L,CN- 浓度为0.06 mg/L,试用单因子指数评价水环境质量,并说明其超标倍数(评价标准pH6.5-8.5,DO 6 mg/L,饱和DO 9.2 mg/L,BOD5 3 mg/L,挥发酚0.005 mg/L,CN-0.05 mg/L)。

单选题(复习题)

单选题(复习题)

( A

( C

( C

A 0 B ∞ C 有限值 D 不确定 1 9 .若被转换的模拟量满量程为 M,转换成计算机二进制有效数字的位数为 n,则量化 单位定义为 q =
M ,表明 2n
( A

A 位数越大,量化误差越小 B 位数越大,线性误差越小
-2-
C 位数越大,绝对误差越小 D 位数的选择不影响量化误差 2 0 .若被转换的模拟量满量程为 M,转换成计算机二进制有效数字的位数为 n,则量化 单位定义为 q =
y
m'
A ( x e , y e)
ym
m ( x m , y m)
m ''
0
xm
x
第一题(8)图 加工第一象限直线
A Fm +1 = Fm − xe C Fm +1 = Fm − y e
B Fm +1 = Fm + x e D Fm +1 = Fm + y e
⌒ 42.加工第一象限逆圆弧CD(如图) 。设加工点为 m 点,此时进给方向应

A )

D )
-1-
G(z)
R( s )
R ∗ ( s)
G1 ( s )
D( s)
V (z)
Y ∗ ( s)
Y (s)
G2 ( s )
A G ( z ) = G1 ( z )G2 ( z ) C G ( z ) = G1 ( s )G2 ( s )
B G ( z ) = G1G2 ( s ) D G ( z ) = G1G2 ( z ) ( C )
-6-

( B )
第一题(10)图 加工第一象限逆圆弧

计算机控制技术复习题

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计算机控制技术复习题一、填空题1.计算机控制系统主要由计算机组成,其输入输出通道和工业生产对象由两部分组成,通过工艺通道连接。

2.干扰传播途径主要有:静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合。

3.计算机控制系统的工作过程可分为三个步骤:数据采集、控制决策和控制输出。

4.常用的图形显示器主要有CRT显示器和TFT平板显示器。

5.某计算机控制系统,8位的a/d转换器采集到数字量10110110,此值经处理后送入6位d/a转换器,送入d/a转换器的值为101101。

6.光电耦合隔离电路可分为两种类型:数字量同相传输和数字量反向传输。

7.LED数码管主要有两种类型:公共阴极和公共阳极。

8.dcs系指的是集散控制系统,lcd的中文全称是液晶显示器,ssr的中文全称是固态继电器。

9.模拟量输入通道的核心是a/d转换器。

10.工业计算机系统主要分为两部分:控制部分和被控对象。

11.过程通道主要包括模拟输入/输出和数字输入/输出。

12.共模干扰的一个重要原因是不同模拟信号之间的电位差。

13.在程序中人工插入一些NOP指令是指令冗余技术。

14.某计算机控制系统,8位的a/d转换器采集到数字量10110110,此值经处理后送入10位d/a转换器,送入d/a转换器的值为1011011000。

15.在计算机控制系统中,总线一般分为内部总线和外部总线。

16.按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,触摸屏可以分为电阻式.电容感应式、红外线式、表面声波式四类。

17.根据a/D转换器与CPU的连接方式和控制系统本身的要求,有三种常见的控制方式。

18.cpu的抗干扰技术主要有指令冗余、设置软件陷阱和监理程序运行监视系统。

19.计算机控制系统的性能指标主要有稳定裕量、稳态指标、动态指标和综合指标。

二、选择题1.对于数据采集系统,信号的最大频率为1kHz,以下哪个采样周期最合适(a)。

a、0.5msb、1msc、0.1msd、2ms2.为了消除按键抖动,用软件消抖方法,一般要延时(a)的时间。

计算机控制技术复习题

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计算机控制技术复习题(总18页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--计算机控制技术复习题一、简答题1.画出典型计算机控制系统的基本框图。

答:典型计算机控制系统的基本框图如下:2.简述比例调节、积分调节和微分调节的作用。

答:(1)比例调节器:比例调节器对偏差是即时反应的,偏差一旦出现,调节器立即产生控制作用,使输出量朝着减小偏差的方向变化,控制作用的强弱取决于比例系数K P。

比例调节器虽然简单快速,但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。

加大比例系数K P可以减小静差,但是K P过大时,会使系统的动态质量变坏,引起输出量振荡,甚至导致闭环系统不稳定。

(2)积分调节器:为了消除在比例调节中的残余静差,可在比例调节的基础上加入积分调节。

积分调节具有累积成分,只要偏差e 不为零,它将通过累积作用影响控制量u,从而减小偏差,直到偏差为零。

积分时间常数T I大,则积分作用弱,反之强。

增大T I将减慢消除静差的过程,但可减小超调,提高稳定性。

引入积分调节的代价是降低系统的快速性。

(3)微分调节器:为加快控制过程,有必要在偏差出现或变化的瞬间,按偏差变化的趋向进行控制,使偏差消灭在萌芽状态,这就是微分调节的原理。

微分作用的加入将有助于减小超调,克服振荡,使系统趋于稳定。

3.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。

答:4.回答下述电路中克服共模干扰的工作原理。

答:平时,开关S1i(i=1,2,...,n)处于闭合状态,C i的电压跟踪V i的输入值,开关S2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。

需检测V i时,则令S1i断开,S2i闭合,放大器A的输出经采样保持器送至A/D转换器化为数字量,然后开关再恢复平时的状态。

在采样、转换过程中,放大器A 不与任何模拟量信号输入共地,电容C i的电压均为差模电压,这样就克服了共模电压的影响。

5.采样保持器LF398工作原理图如下图,试分析其工作原理。

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计算机控制技术复习1.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.2.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.3.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.4.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.5.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.6.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机,它包括哪两个组成部分。

包括硬件和软件。

7.计算机控制系统是由哪几部分组成的?各部分的作用是什么?主要由硬件和软件两部分组成,硬件包括:主机及操作台、通用外设I/O接口与通道、信号的检测及变送、执行机构、被控对象组成;软件包括:系统软件、应用软件。

8.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.9、计算机控制系统有哪四种形式的信号?各有什么特点?(1)连续模拟信号:时间和信号的幅值都是连续的。

(2)阶梯模拟信号:时间是连续的,信号的幅值是阶梯形的。

(3)采样信号:时间是离散的,信号的幅值是连续的脉冲信号。

(4)数字信号:信号的时间以及幅值都是离散的,且幅值经过了量化处理。

10.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)11、什么叫输入/输出通道?它是由哪些部分组成的?在微型计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道称为输入输出通道。

输入输出通道的组成:模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道和数字量输出通道组成。

12计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用是什么?按照一定的数学模型计算给定值,并提供给DDC计算机13.什么是计算机的总线?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.14.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.15.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.16.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.17、为什么我们经常用到的标准信号是电流信号?何为标准信号:为了避免低电平模拟信号传输带来的麻烦,经常要将测量元件的输出信号经变送器变送,如温度变送器、压力变送器、流量变送器等,将温度、压力、流量的电信号变成0~10mA或4~20mA 的统一信号,然后经过模拟量输入通道来处理。

18. ADC0809转换器,采用的技术是什么?分析其工作原理。

P3019.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.20.采用光电耦合器的大功率输入调理电路的工作过程。

P3221.什么是香农采样定理?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.22.什么是量化误差?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.23.什么是孔径时间和孔径误差?如何根据孔径时间和精度,确定信号的最大频率?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.P4124 如何选定采样周期T ?(1)据香农采样定理确定采样周期T 的上限max w;(2)据执行机构和被控对象的特性:惯性大的对象,T 取大;(3)从随动性、抗干扰的要求来看:T 应取小一些;(4)要实时完成一个控制周期内的任务,T 不能太小。

25. ADC0809 A/D 转换器的特点,分析的工作过程。

ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D 转换器高通,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)27.什么是共模干扰,抑制的方法有哪些?P4226.什么是串模干扰,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.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28.,简述计算机控制系统在一个控制周期内应完成哪些事情?应完成:被控物理量的采集A/D转换、数字滤波、偏差的计算、根据控制算法计算控制量、D/A刷新输出控制量。

29.计算机控制系统中有哪些类型的地线?信号接地方式应采用什么方式?有模拟地线,数字地线,安全地线,系统地线,交流地线信号接地方式应采用一点接地方式,而不采用多点接地方式。

30.温度范围为0~1100℃,经温度变送器变换为0~5V的电压送至DC0809,ADC0809的输入范围为0~5V,当t=KT时,ADC0809的转换结果为7A,试问:此时炉温为多少度?31、在8位A/D转换器中,设满量程为±5V,则2.5V,0V,-2.5V 对应的数字量为多少?32、多路开关与反多路开关的作用?系统将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要反多路开关器件完成控制量的切换工作。

反之,几个输入的信号接一个A/D转换器, 需要多路开关器件完输入信号的切换工作。

33、数字控制方式主要有哪几种?点位控制、直线控制、轮廓控制34、逐点比较法直线插补原理加工第三象限直线OA,起点为O(0,0),终点坐标为A(-6,-4),试进行插补计算并作出走步轨迹图。

P8435.逐点比较法圆弧插补原理加工第以象限逆圆弧AB,已知起点的坐标为A(0,-4),终点的坐标为B(4,0),试进行插补计算并作出走步轨迹图。

P873.根据已知的三相步进电机的工作时序图,分析说明其工作方式。

A-B-C-A …….4.已知三相步进机的转子为40个齿,定子为3对磁极,试求工作在三相六拍方式时的步距角和齿距角。

步距角:360/40/6=1度齿距角360/40=9度第四章1:求惯性环节 的差分方程解:由有化成微分方程: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:11)(1+=s T s D 11)()()(1+==s T S E S U s D )()()1(1s E s U s T =+)()()(1t e t u dt t du T =+)()()(1kT e kT u kT u T =+ )()()(1k e k u k uT =+代入上式得整理得2.根据模拟PID 的控制算法, 01()()[()()]t P D I de t u t K e t e t dt T T dt=++⎰ 推导对应的离散化递推式。

P105 P10601()()[()()]t P DI de t u t K e t e t dt T T dt =++⎰ 令t = kT , 简记为k ;则:0()t e t dt ⎰=1()*k i e i T =∑; ()de t dt =()(1)e k e k T--| 将上式代入原式,得:u(k)=p K {()e k +1()k i IT e i T =∑+[()(1)]D T e k e k T --} u(k-1)=p K {(1)e k -+11()k i I T e i T -=∑+[(1)(2)]D T e k e k T ---} 用上两式相减后整理得:u(k)= u(k-1)+(1)*()D p I T T K e k T T ++-2(1)*(1)D p T K e k T +-+()*(2)D p T K e k T -3.数字PID 位置式和增量式算法的各自特点是什么?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Tk u k u t u )1()()(--≈ )()()]1()([1k e k u k u k u T T =+--)()1()(111k e T T T k u T T T k u ++-+=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.Kp4.数字PID控制算法中,Kp、Ti、Td的物理调节作用分别是什么?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.。

直接决定控制作用的强弱,加大Kp可以减少系统的稳态误差,提高系统的动态响应速度. 过大会使动态质量变坏,引起被控制量振荡甚至导致闭环系统不稳定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它将使系统的动态过程变慢,积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡.从而使系统的稳定性变坏;Td为微分时间常数,微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关的,微分控制能够预测偏差.产生超前的校正作用,可以减小调整时间, 有助于减少超调,从而改变系统的动态性能.在PID调节系统中,比例系数KP的确定比微分系数KI和积分系数KD更重要,因为它不但与本身有关,而且还和Kd,Ki有关。

5.什么是积分饱和现象?积分分离算法的工作原理是什么?所谓积分饱和现象是指若系统存在一个方向的偏差,PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大,从而导致u(k)达到极限位置。

此后若控制器输出继续增大,u(k)也不会再增大,即系统输出超出正常运行范围而进入了饱和区。

一旦出现反向偏差,u(k)逐渐从饱和区退出。

进入饱和区愈深则退饱和时间愈长。

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