计算机控制系统(康波)第4章部分参考答案[1]
计算机控制系统课后习题答案
1-1 什么是计算机控制系统？画出一个实际计算机控制系统原理结构图，并说明一个计算机控制系统由哪些部分组成及各部分的作用。
利用计算机参与控制的系统称为计算机控制系统。
1-2 简述计算机控制系统的控制过程。
实时数据采样实时计算控制量实时控制实时管理1-3 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，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：生产过程和计算机系统直接连接，并接受计算机直接控制的方式称为在线或联机方式。
(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的方式叫做“脱机”方式或“离线”方式。
1-4 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？主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。
(4)生产过程装置a.测量变送单元：为了测量各种参数而采用的相应检测元件及变送器。
b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构。
1.5 计算机控制系统的软件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。
系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。
系统软件包括：a.操作系统：即为管理程序、磁盘操作系统程序、监控程序等；b.诊断系统：指的是调节程序及故障诊断程序；c.开发系统：包括各种程序设计语言、语言处理程序(编译程序)、服务程序(装配程序和编辑程序)、模拟主系统(系统模拟、仿真、移植软件)、数据管理系统等；d.信息处理：指文字翻译、企业管理等。
计算机控制系统 康博 李云霞课后习题答案
=
⎪⎧0 ⎨5 ⎪⎩6
+
5 4
−
25 12
0.6 k −1
k =0 k = 1,2,"
（3） F (z)
=
z(z
5 + 0.2)
=
z −2 ⎜⎛ ⎝
z
5z + 0.2
⎟⎞ ⎠
=
z
−2
⎜⎛ ⎝
1
+
5 0.2
z
−1
⎟⎞ ⎠
⎧0 f (kT ) = ⎩⎨5(−0.2)k−2
k = 0,1 k = 2,3,"
(z)
=
z
(1
+
z −1 2z −1
)2
⎧0
y(k
)
=
⎨ ⎩(k
+
1
)(−2)k
k <0 k ≥0
3.5
求题图
3.1
的
z
传递函数 G(z)
=
Y (z) R(z)
，设 G1(s)
=
s
1 +
1
，
G1
(
s)
=
s
1 +2
( )( ) 解：（a）
G(z)
=
Z
⎡ ⎢⎣
(s
+
1
1)(s
+
⎤
2)⎥⎦
=
(e−T − e−2T )z −1 1 − e−T z −1 1 − e−2T z −1
z −2
3.8
解：Φ
(z)
=
D( z )G ( z ) 1+ D(z)G(z)
=
0.6z −1 1 − 0.4z−1
计算机控制系统康博李云霞课后习题答案
?x1 ( k ) = y( k ) - u ( k ) ?x 2 (k ) = x1 ( k + 1)
则
? x1 ( k + 1) = x2 ( k ) ? ? x2 ( k ) = y (k + 2 ) - u ( k + 2 ) = - 0 .16 x1 ( k ) - x2 ( k ) - 0 . 16u ( k ) 且： y (k ) = x1 ( k ) + u ( k )
[
-T
-T
-T
-1
]z
-1
[
]
3.2 求下列函数的 ｚ反变换。 解：（ 1）
k f (kT ) = 0.4 ， k = 0,1, 2, "
5 25 ? ? z z? ?5 -1 6 4 12 4 12 （ 2） F ( z ) = ? + + =z ? + + z z - 1 z - 0 .6 ? 6 z - 1 z - 0 .6 ? ? ? ? ? -
)
y(∞) = lim 1- z ) Y ( z) = lim (z - 1) ( z→ 1 z →1
3.9 求下述系统的状态空间表达式。
-1
0.6 z =1 ( z - 1)( z - 0.4)
y( k + 2) + y ( k + 1) + 0.16 y( k ) = u( k + 1) + u (k + 2) (2) y( k + 3) + 4 y( k + 2) + 2 y (k + 1 ) + 5 y( k ) = u ( k )
【第二版】计算机控制系统(康波 李云霞)第3章
i 1 n n
函数线性组合的Z变换，等于各函数Z变换的线 性组合。
3.2.1 Z变换的性质
滞后定理 (右偏移)
设：在t<0时连续函数f (t)的值为零，其Z变换为F (Z)， 即：
Z [ f (t )] F ( z )
则：
Z [ f ( t n T )] z
n
F (z)
原函数在时域中延迟几个采样周期，相当于在象 n n 函数上乘以 z ，算子 z 的含义可表示时域中时 滞环节，把脉冲延迟n个周期。
F (s)有m重极点p，设p为单一m重极点：
Bm B1 B2 F (s) ... 2 s p (s p) (s p)m d m Bm ( s p ) F ( s ) s p Bm 1 ( s p ) m F ( s ) dsm 1
s p
s p
..., ...
f *( t )
f ( kT ) (t kT )
k 0
对其两边进行拉氏变换 L[ f * (t )] F * (s) L f (kT ) (t kT ) f (kT )ekTs k 0 k 0 令：z k
e
Ts
则：Z [ f ( t )] F ( z )
第三章 计算机控制系统的数学描述
内容提要
3.1 离散系统的时域描述---差分方程 3.2 Z变换 3.3 Z反变换 3.4 离散系统的脉冲传递函数 3.5 离散系统的方块图分析 3.6 离散系统的状态空间表达
3.1 离散系统的时域描述---差分方程
线性连续系统的分析方法：
微分方程
拉氏 变换
S 域代数方程
计算机控制系统课后答案 (3)
计算机控制系统课后答案问题1：什么是计算机控制系统？计算机控制系统是指利用计算机技术对物理过程或机械设备进行监控、控制和管理的系统。
它由计算机硬件、软件和工程配套设备等多个组成部分构成。
计算机控制系统具有实时性好、反应速度快、准确性高等特点，广泛应用于各种工业自动化领域。
问题2：计算机控制系统的组成部分有哪些？计算机控制系统由以下几个部分组成：1.传感器和执行器：传感器用于感知物理过程的状态和参数，并将其转换为电信号，以便计算机能够处理。
执行器根据计算机的指令来执行控制动作，控制物理过程或机械设备的运行。
2.计算机硬件：包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出接口等。
计算机硬件负责接收传感器采集的数据，并根据预设的算法进行处理和判断，进而控制执行器的动作。
3.计算机软件：包括控制算法、界面程序等。
控制算法根据输入的传感器数据进行计算和判断，生成相应的控制指令。
界面程序提供控制系统的人机交互界面，使操作员能够对系统进行监控和控制。
4.工程配套设备：包括可编程逻辑控制器（PLC）、仪表仪器等。
这些设备与计算机系统相连，作为中间装置，用于完成不同领域的控制任务。
问题3：计算机控制系统的工作原理是什么？计算机控制系统的工作原理是通过传感器采集物理过程的状态和参数，将其转换为电信号输入到计算机系统中。
计算机根据预设的控制算法，对输入的数据进行处理和判断，生成相应的控制指令。
这些控制指令通过输出接口发送给执行器，执行器根据指令来执行相应的控制动作，从而实现对物理过程或机械设备的控制。
计算机的工作过程可以理解为以下几个步骤：1.信号采集：传感器采集物理过程的状态和参数，并将其转换为电信号。
2.信号处理：计算机系统接收传感器的电信号，对其进行滤波、放大、数字量化等处理，以获取准确的数据。
3.控制计算：根据输入的数据，计算机系统进行控制算法的计算和判断，生成相应的控制指令。
4.控制输出：控制指令通过输出接口发送给执行器，执行器根据指令来执行相应的控制动作。
2024年《计算机控制系统及组装》基础知识考试题库与答案
2024年《计算机控制系统及组装》基础知识考试题库与答案一、单选题1.计算机的操作系统属于()。
A：应用软件B：调试软件C：工具软件D：系统软件正确答案：D2.下面关于系统还原说法正确的是()。
A：系统还原等价于重新安装系统B：系统还原后可以清除计算机中的病毒C：还原点可以由系统自动生成也可以自行设置D：系统还原后,硬盘上的信息会自动丢失正确答案：C3.一般将计算机的发展历程划分为四个时代，其划分的主要依据是计算机的()。
A：设备功能B：机器规模C：构成元件D：硬件性能正确答案：C4.操作系统的主要功能是()。
A：进行数据处理B：计算数据C：管理系统所有的软、硬件D：实现软、硬件转换正确答案：C5.是能够指挥计算机工作的程序.程序运行时所需要的数据.相关文档和资料的集合的统称。
A、软件B、程序C、指令系统D、语言正确答案：A6.计算机系统中运行的程序、数据及相应的文档的集合称为()。
A：主机B：软件系统C：系统软件D：应用软件正确答案：B7.计算机系统的()通常用计算机连续无故障运行时间的长短来衡量。
A：运算速度B：可靠性C：兼容性D：安全性正确答案：B8.在计算机中，操作系统是一种oA、工具软件B、系统软件C、编程软件D、调试软件正确答案：B9.计算机系统中指的是运行的程序.数据及相应的文档的集合。
A、主机B、应用软件C、软件系统D、系统软件正确答案：C10.下列选项中()不属于计算机硬件系统。
A：系统软件B：I/O设备C：内存储器D：中央处理器正确答案：A11.计算机系统由两大部分组成,它们是()。
A：系统软件和应用软件B：主机和外部设备C：硬件系统和软件系统D：输入设备和输出设备12.操作系统中对文件的确切定义应该是()。
A：用户手写的程序和数据B：打印在纸上的程序和数据C：显示在屏幕上的程序和数据的集合D：记录在存储介质上的程序和数据的集合正确答案：D13.分散控制系统的生产管理级是整个_()的协调者和控制者。
【第二版】计算机控制系统(康波 李云霞)第4章
S平面角频率 与Z平面相角 的映射
3s s , : 任意 S平面上的主带与旁带： 2 2 s 3 s s s 主带： , 旁带： , : 任意 2 2 2 2 2 ...... : 任意 Ws T Im j [s] 3s [z]
＝ 0, 9 0 0 ：S平面的虚轴，Z平面单位圆上。
z e
T
e
d T cot
z d T
cot
2 T ws
z e
T
e
n
ws
2
z n
2 1 ws
2
1 2
, wd wn 1 2
等自然频率轨迹映射
4.1.2 计算机控制系统稳定性的判别
计算机控制系统稳定性的判别方法： 离散劳斯判据： 因Z-W的变换是线性变换，故是一一对应的关系。 对应关系推导：略 Im [z] jy [w]
1
0
Re
0
x
综上，可以在w平面应用劳斯判据。
4.1.2 计算机控制系统稳定性的判别
离散劳斯判据要点： 1. 求取离散系统的特征方程，并作Z-W变换。 2. 将特征方程 anwn+ an-1wn-1+ an-2wn-2+ …+ a0=0 化 简为an>0 的形式。 若各系数的符号不同，则系统不稳定。 若系统的符号相同，则建立劳斯行列表。 3. 建立劳斯行列表(共n+1行)。 4. 若劳斯行列表的第一列的元素都为正数，则所 有特征 根都位于W平面的左半面平面，即Z平 面的单位圆内，系统稳定。 若劳斯行列表第一列的元素出现负数，则系统 不稳定，且第一列元素符号变化的次数就是W 平面右半平面的特征根的个数，即在Z平面不稳 定的闭环极点的个数。
计算机操作系统(第四版)1-8章 课后答案(全)
第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么？答：方便性，开放性，有效性，可扩充性2.OS的作用可表现在哪几个方面？答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。
3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
0s通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。
5.何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机1/0是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。
而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。
6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。
7.实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。
解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。
针对反时处理问题，应便所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。
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4.1
解：()()()()()
11
111.01−−−−−=⎦⎤⎢⎣⎡+=e z z e Kz s s K Z z G 所以，系统的闭环脉冲传递函数为
)
1())(1()1()(1)()()()(111−−−−+−−−=+==e Kz e z z e Kz z G z G z R z Y z Φ 系统的闭环特征方程为
0)1())(1(11=−+−−−−e Kz e z z ，得到
03679.06321.03679.1)(2=++−=Kz z z z Δ 由二阶计算机控制系统稳定充要条件
⎪⎩
⎪⎨⎧>−><0)1(0)1(1)0(ΔΔΔ 可解得：3281.40<<K
4.2
解：系统对应的特征多项式为
12.067.061.08.0)(2
34−+−−=z z z z z Δ检验必要条件 04.0)1()1(0
14.0)1(>=−−>=ΔΔn
满足系统稳定的必要条件，再构造Jury 表如下
1686
.0 8308
.05442.04521.04521
.05442.0 4055
.06513.03217.02641.02641
.03217.06513.0 5824
.09856.07196.06832.05740.05740
.06832.07196.09856.012.0 1 8.0 61.0 67.0 12.012
.067.0 61.0 8.0 1−×−−−−×−−−−−×−−−−−×−−−−−−− Jury 阵列奇数行首列系数均大于零，故系统稳定。
4.3
解：开环z 传递函数为)
1)(5.0()(−−=z z Kz z G
闭环传递函数为Kz z z Kz z G z G z R z Y z +−−=+==)5.0)(1()(1)()()()(Φ 令特征多项式 ()05.05.1)(2
=+−+=z K z z Δ由二阶计算机控制系统稳定充要条件
⎪⎩
⎪⎨⎧>−><0)1(0)1(1)0(ΔΔΔ 可解得：30<<K 。
4.4
解：()()()()()
3679.03679.12642.11121020211+−=−−−=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=−−z z z e z z e z s s Z z G 所以，系统的闭环脉冲传递函数为
3679
.01037.02642.1)(1)()()()(2+−=+==z z z z G z G z R z Y z Φ 系统的单位阶跃响应
3679
.04716.01037.12642.113679.01037.02642.1)()()(2322−+−=−⋅+−==z z z z z z z z z z R z z Y Φ 用长除法可得
L +−+=−−−3219438.039531.12642.1)(z z z z Y −−+−=∗9438.0)2(3953.1)(2642.1)(T t T t t y δδ
L +−)3(T t δ
4.5
解：的)(s G z 变换为
[]))(1()1()()(11−−−−−==e z z e z s G Z z G 系统的误差脉冲传递函数
368.0736.0)368.0)(1()(11)(2+−−−=+=Φz z z z z G z e
闭环极点482.0368.0,482.0368.021j z j z −=+=，全部位于z 平面的单位圆内，可以应用终值定理方法求稳态误差。
当，相应时，)(1)(t t r =)(1)(nT nT r =)1()(−=z z z R ，求得
0368
.0736.0)368.0)(1(lim )(21=+−−−=∞→z z z z e z 当，相应时，t t r =)(nT nT r =)(2)1()(−=z z T z R ，可求得
1368
.0736.0)368.0(lim )(21==+−−=∞→T z z z T e z 所以，系统的稳态误差为 110*=+=ss e。