北航计算机控制系统大作业
北航自动化课程
北航自动化课程北航自动化课程是北京航空航天大学（以下简称北航）自动化学院开设的一门专业课程。
该课程旨在培养学生对自动化技术的理论和应用有深入了解，并具备解决实际问题的能力。
一、课程介绍北航自动化课程是一门综合性课程，涵盖了自动控制理论、电子技术、计算机应用等多个领域的知识。
课程内容包括自动控制基础、传感器与测量技术、控制系统设计与实现、机器人技术等方面的内容。
二、课程目标1. 掌握自动控制理论的基本原理和方法，了解控制系统的基本结构和特点。
2. 熟悉各种传感器的原理和应用，能够进行测量和数据采集。
3. 掌握控制系统的设计与实现方法，能够应用于实际工程中。
4. 了解机器人技术的发展和应用，具备基本的机器人编程和控制能力。
三、课程内容1. 自动控制基础：介绍自动控制的基本概念、控制系统的组成和结构，控制器的分类和特点。
2. 传感器与测量技术：介绍常见的传感器原理和应用，包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等，以及测量技术的基本原理。
3. 控制系统设计与实现：介绍控制系统的设计方法和实现技术，包括PID控制器设计、系统辨识、系统建模等内容。
4. 机器人技术：介绍机器人的基本原理和分类，包括机器人的结构、运动学、动力学等内容，以及机器人编程和控制技术。
四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲授的方式，向学生介绍各个知识点的基本原理和应用方法。
2. 实验实践：通过实验课程，让学生亲自操作和实践，加深对知识的理解和掌握。
3. 课程设计：布置课程设计任务，让学生在实际问题中应用所学知识，培养解决问题的能力。
4. 学术讲座：邀请相关领域的专家学者进行学术讲座，拓宽学生的知识面。
五、考核方式1. 课堂考核：通过课堂提问、小测验等方式，检验学生对知识的掌握情况。
2. 实验报告：要求学生完成实验，并撰写实验报告，评估学生的实验操作和实践能力。
3. 课程设计：要求学生完成课程设计任务，并提交设计报告，评估学生的问题解决能力和创新能力。
北航五系硕士就业方向
北航五系硕士就业方向北航五系是指北京航空航天大学的五个系，即机械工程及自动化学院、能源与动力工程学院、自动化科学与电气工程学院、电子信息工程学院、计算机学院。
这五个系在北航的科研与学术领域具有重要地位，吸引了众多学子前来攻读硕士学位。
那么，北航五系硕士毕业生有哪些就业方向呢？1. 机械工程及自动化学院:机械工程及自动化学院是北航最早建立的学院之一，拥有雄厚的师资力量和丰富的科研项目。
该学院的硕士毕业生在就业方向上有很大的选择余地。
他们可以进入制造业领域，从事机械设计、制造、自动化控制等工作。
也可以进入科研机构，从事机械工程的研究和开发工作。
此外，还可以选择进入大型企业或国有企事业单位，担任相关技术与管理职位。
2. 能源与动力工程学院:能源与动力工程学院是北航的重点学院之一，专注于能源与动力工程领域的研究与开发。
该学院的硕士毕业生在就业方向上有着广阔的前景。
他们可以进入能源行业，从事能源系统设计、能源管理、新能源开发等工作。
也可以进入汽车制造企业，从事动力系统设计与开发工作。
此外，还可以选择进入科研院所或高校，从事相关的研究与教学工作。
3. 自动化科学与电气工程学院:自动化科学与电气工程学院是北航的重要学院之一，涵盖了自动化、电气工程、电子信息等领域。
该学院的硕士毕业生在就业方向上有着广泛的选择。
他们可以进入自动化领域，从事控制系统设计、自动化设备研发等工作。
也可以进入电子信息行业，从事电路设计、通信系统开发等工作。
此外，还可以选择进入科研院所或高校，从事相关的研究与教学工作。
4. 电子信息工程学院:电子信息工程学院是北航的重要学院之一，专注于电子信息领域的研究与开发。
该学院的硕士毕业生在就业方向上有着丰富的选择。
他们可以进入通信行业，从事通信系统设计、网络安全等工作。
也可以进入电子设备制造企业，从事电子产品研发、生产与市场营销等工作。
此外，还可以选择进入科研院所或高校，从事相关的研究与教学工作。
北航计算机考研科目
北航（北京航空航天大学）计算机考研科目包含以下内容，具体要求可能会有一定的变化，建议在报名前查阅北航的招生信息和考试大纲，以获取最新的考试科目和要求。
1.计算机组成原理：涉及计算机硬件系统的结构和功能，包括数字逻辑、处理器设计、存储器层次结构、输入输出系统等。
2.操作系统：重点学习操作系统的基本原理、进程管理、内存管理、文件系统、设备管理、死锁处理等。
3.数据结构与算法：包括常见数据结构（如数组、链表、栈、队列、树、图等）的基本概念、实现方式和常用算法（如排序、查找、图算法等）的设计与分析。
4.计算机网络：涵盖计算机网络的基本概念、协议体系结构、局域网与广域网技术、传输层协议（如TCP和UDP）、网络安全等。
5.数据库系统：学习数据库的基本概念、关系数据库理论、SQL语言、数据库设计与管理、事务处理与并发控制、数据仓库与数据挖掘等。
6.软件工程：重点涉及软件开发过程、需求分析与建模、软件设计原则与方法、软件测试与质量保证、软件项目管理等。
此外，北航计算机考研还可能包括一些选修科目，如人工智能、机器学习、图像处理、编译原理等。
在备考过程中，您可以参考相关教材和资料，系统学习每个科目的基本概念、原理和应用。
北航课程大纲
北航的课程大纲主要包括以下几个部分：
1. 课程基本信息：包括课程编号、课程中文名称、英文名称、学分、学时等。
2. 课程性质和任务：描述该课程在专业中的地位和作用，以及教学的主要任务和目的。
3. 先修课程和后续课程：说明该课程与其他课程的先后关系，为学生选课提供指导。
4. 课程内容和要求：详细列出每一章节或单元的主题和内容，以及具体的教学要求，包括重点、难点和实践环节等。
5. 教学方法和手段：介绍教师将采用的教学方法和手段，如讲授、讨论、实验、实践等。
6. 考试和考核方式：说明课程的考试和考核方式，包括考试形式、考试时间、考试内容等。
7. 教材及参考书：推荐教材和参考书目，为学生提供学习资源。
8. 教师简介：介绍任课教师的相关信息，如职称、研究方向等。
以北航的《计算机组成原理》课程大纲为例，该课程主要包括计算机系统概述、数据编码与存储、运算方法与运算器、指令系统与汇编语言、控制器与指令流水线、存储系统与体系结构、输入输出系统与外围设备等内容。
教学方法包括课堂讲授、实验和实践环节等。
考试采用闭卷考试形式，考试内容涵盖整个课程内容。
同时，该课程还提供了相应的教材和参考书目供学生选择。
第一章概论-北航网络安全
（两家互联网巨擘——谷歌和“脸谱”近期同时陷入窘境：谷歌 则因“街景”服务遭到严厉批评。韩国、新西兰、瑞士对其进行 调查。美国康涅狄格州总检察长理查德· 布鲁门萨尔21日宣布，将 联合30多个州对谷歌街景技术获取私人数据事件展开调查。由此 ，谷歌在“隐私门”中越陷越深。 “脸谱”因过分披露个人信息 受到猛烈抨击. ） 2012
NO.3 5.19全国断网事件
2009年5月19日，中国十多个省市数以亿计 的网民遭遇了罕见的“网络塞车”，这是继 2006年台湾地震造成海底通信光缆发生中断之 后，中国发生的又一起罕见的互联网网络大瘫 痪，大多数网民的上网质量都受到了影响。 据报道，事故当天，由于暴风影音网站域名 解析系统遭受黑客攻击，导致电信DNS服务器 访问量突增，网络处理性能下降，全国十多各 省市数以亿计的网民遭遇了罕见的网络塞车， 一时间形成大规模网络瘫痪。这次“暴风断网 门”事件，让网络黑客与我国信息安全产业再 次对垒，将网络共享软件普遍存在的留“后门” 短板问题推至风口。
2012计算机网络安全概论源自23NO.4 工信部推行绿坝软件引发争议
2009年6月，工信部日前发出了《关于计算 机预装绿色上网过滤软件的通知》，规定自7 月1日以后，在我国境内生产销售的计算机以 及进口计算机必须预装一款名为“绿坝-花季护 航”的绿色上网过滤软件。消息一出，引发社 会广泛关注，引起网民热烈争议，而且质疑声 较多。 此举的目的在于保持洁净网络环境、保护未成 年人利益。
网络安全与信息技术
北京航空航天大学计算机学院
2012年春季
2012
目标
提高安全意识 掌握计算机网络安全技术的基本原理、 方法和工具 了解信息系统的安全解决方案
北航自动化
主授课程: 本科生《自动控制系统》课程 学术荣誉: 学术兼职: 神经网络控制；计算机控制与仿真；高精度运动控制系统的设计与实现 代表论著和成果: 已负责或参与完成航空航天、武器系统的科研课题十余项；在机械工业出 版社出版个人学术专著一部——《DSP 控制系统的设计与实现》；在国内外核心期刊和重要 国际会议上发表学术论文 20 余篇 联系方式: 通讯地址：北京航空航天大学自动化学院 305 教研室(100083) 办公电话：010-82317315，
“ SoftwareFailurePredictionBasedonaMarkovBayesianNetworkModel”,JournalofSystemsandSoft
ware,74(3),2005,pp275-282.
代表论著和成果:
联系方式: 通讯地址：北京航空航天大学自动化学院自动控制系(100083)
2003 年 5 月-2003 年 8 月悉尼科技大学软件工程系访问学者
研究领域&学科方向: 系统可靠性；软件可靠性；软件测试；等
主授课程:
学术荣誉: 2000 年-2001 年获教育部骨干教师基金资助。
学术兼职: 已负责或参与完成纵横向课题 5 项；在国内外核心期刊和重要国际会议上发表
学术论文
20
余 篇 ， 如 ： BaiC.G.,
“Bayesiannetworkbasedsoftwarereliabilitypredictionwithanoperationalprofile”,JournalofSystem
sandSoftware
，
Vol.77,2005,pp103-112.
；
BaiC.G.,HuQ.P.,XieM.,
工作经历: 研究领域&学科方向: 软件可靠性与测试；智能系统与控制；软件控制论。 主授课程: 软件可靠性工程；模糊数学。 学术荣誉: 学术兼职: 现为《FuzzySetandSystem》国际杂志编委；（美国）KluwerAcademicPublishers 出 版 社 《 TheKluverInternationalSeriesOnAsianStudiesinComputerandInformationScience 》 (http://www.wkap.nl/ASIS)国际丛书主编。 代表论著和成果: 主 要 论 文 发 表 在 多 种 国 际 杂 志 上 。 两 本 英 文 专 著 《 SoftwareDefectandOperationalProfileModeling 》 和 《 IntroductiontoFuzzyReliability 》 由 KluwerAcademicPublishers 分别于 1998 年和 1996 年在美国出版。出版《软件可靠性工程基 础》（清华大学出版社，1995 年） 联系方式: 电话：82317328；82315087 Email:kycai@
北航考博辅导班：2019北京航空航天大学导航、制导与控制考博难度解析及经验分享 (2)
北航考博辅导班：2019北京航空航天大学导航、制导与控制考博难度解析及经验分享根据教育部学位与研究生教育发展中心最新公布的第四轮学科评估结果可知，全国共有12所开设导航、制导与控制专业的大学参与了2017-2018导航、制导与控制专业大学排名，其中排名第一的是北京航空航天大学，排名第二的是清华大学，排名第三的是西安交通大学作为北京航空航天大学实施国家“211工程”和“985工程”的重点学科，北京航空航天大学的导航、制导与控制一级学科在历次全国学科评估中均名列第一。
下面是启道考博整理的关于北京航空航天大学导航、制导与控制考博相关内容。
一、专业介绍导航、制导与控制专业是以数学、力学、控制理论与工程、信息科学与技术系统科学、计算机技术、传感与测量技术、建模与仿真技术为基础的综合性应用技术学科。
该学科研究航天、航空、航海、陆行各类运动体的位置、方向、轨迹、姿态的检测、控制及其仿真，是国防武器系统和民用运输系统的重要核心技术之一。
本学科培养德、智、体全面发展，在导航、制导与控制学科内掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，了解国内外导航及自动化领域的先进技术、理论的发展动向，具有从事科学研究、教学工作或独立担负与本学科有关的专门技术工作和具有创新能力，能用外语阅读本专业书刊并撰写论文摘要的高级专门人才。
北京航空航天大学宇航学院博士招生专业专业代码及名称：1、081105 导航、制导与控制考试科目详细内容，请咨询招生学院。
二、综合考核综合考核由两部分组成：导师评价与专家面试。
导师评价：由考生报考的博士生导师对博士生进行业务知识考核，对考生的外语、基础知识和专业知识的掌握情况以及科研能力考查给出书面评估意见，并按总分100分制给出导师面试成绩。
专家面试：由学院招生工作小组统一组织学院老师组成面试专家组（不少于5人），进行面试，面试总成绩为300分。
面试主要内容和形式如下：（1）思想品德考核：不合格者不予录取。
（2）外语水平：英语口语与听力（满分：100分）英语自我介绍，随机的英语提问和回答，考核英语听说能力。
北 京 航 空 航 天 大 学
北京航空航天大学
2010年度校级优秀教学成果奖评选结果
2010年度北京航空航天大学校级优秀教学成果奖评选工作结束。
本年度全校共评出教学成果奖155项，其中，本科生教育100项（本次评出本科教学成果奖65项，另有优秀班主任、大学生竞赛指导教师及优秀实习指导教师等35项按照相关文件认定为三等奖），研究生教育30项，优秀教材25项。
全部优秀教学成果共计一等奖30项、二等奖59项、三等奖66项。
评选结果及获奖项目名单请参见附件。
北京航空航天大学教务处
北京航空航天大学研究生院 2010年12月24日。
北航-计算机基础知识(整理版)
单向选择题一、计算机基础知识1、一般认为，世界上第一台电子数字计算机诞生于1946年2、计算机当前应用于各种行业、各种领域，但计算机最早的设计是针对科学计算3、计算机硬件系统的主要组成部分有五大部分：运算器、I/O设备、控制器软件不属于五大件内4、计算机软件一般分为系统软件和应用软件两大类，不属于系统软件的是客户管理系统5、计算机系统中，最贴近硬件的系统软件是操作系统6、计算机内部用于处理数据和指令的编码是二进制码7、计算机程序设计语言中，可以直接被计算机识别并执行的是机器语言8、二进制数10110001相对应的十进制数应是1779、计算机断电后，会使存储的数据丢失的存储器是RAM10、微型计算机中，微处理器芯片上集成的是控制器和运算器11、计算器有多种技术指标，其中决定计算机的计算精度的是字长12、保持微型计算机正常运行必不可少的输入输出设备是键盘和显示器13、计算机中，信息的最小单位是位14、在微型计算机中，将数据送到软盘上，称为写盘15、下列各项中，不是微型计算机的主要性能指标的是硬盘容量16、自计算机问世至今已经经历了是个时代，划分时代的主要依据是计算机的构成元件17、世界上第一台电子数字计算机采用的逻辑元件是电子管18、早期的计算机体积大、耗能高、速度慢，主要原因是制约与元器件19、当前的计算机一般被认为是第四代计算机，它所采用的逻辑元件是大规模集成电路20、个人计算机属于微型计算机21、以下不属于数字计算机特点的是体积庞大22、计算机可以自动处理的基础是存储程序23、计算机进行数值计算时的高精确度主要决定于基本字长24、计算机具有逻辑判断能力，主要取决于编制的软件25、计算机的通用性使其可以求解不同的计算和逻辑问题，这主要取决于计算机的可编程性26、计算机的应用范围很广，下列说法中正确的是辅助设计是用计算机进行产品设计和绘图27、当前计算机的应用领域极为广泛，但其运用最早的领域是科学计算28、最早设计计算机的目的是进行科学计算，其主要计算的问题面向于军事29、计算机应用中最诱人、也是难度最大且目前研究最为活跃的领域之一是人工智能30、当前气象预报已广泛采用数值预报方法，这种预报方法会设计计算机应用中科学计算和数值处理31、利用计算机对指纹进行识别，对图像和声音进行处理，属于的应用领域是信息处理32、计算机最主要的工作特点是存储程序和自动控制33、用来表示计算机辅助设计的英文缩写是CAD34、利用计算机来模仿人的高级思维活动称为人工智能35、计算机网络的目标是实现资源共享和信息传输36、下列四项中，不属于多媒体所包括的媒体类型是X光37、所谓的信息是指处理后的数据38、下面的描述中，正确的是键盘是输入设备，显示器是输出设备39、一个完备的计算机系统应该包含计算机的硬件和软件40、计算机系统由两大部分组成，它们是硬件系统和软件系统41、构成计算机物理实体的部件被称为计算机硬件42、组成计算机主机的主要是中央处理器和主存储器43、微型计算机的微处理器芯片上集成了控制器和运算器44、以下不属于外部设备的是中央处理器和主存储器45、下列对软件配置的叙述中不正确的是软件配置独立于硬件46、下面各组设备中，同时包括了输入设备、输出设备和存储设备的是鼠标器、绘图仪、光盘47、个人计算机（PC）必备的外部设备是显示器和键盘48、在微型计算机的设备中，既可输入又可输出的设备是磁盘驱动器49、冯·诺依曼结构计算机的五大基本构件包括运算器、存储器、输入设备、输出设备和控制器50、时至今日，计算机仍采用程序内存或称存储程序原理，原理的提出者是冯·诺依曼51、冯·诺依曼计算机的基本原理是程序存储52、计算机的工作原理是程序存储53、计算机中，运算器的主要功能是完成算术和逻辑运算54、计算机中用来保存程序和数据，以及运算的中间结果和最后结果的装置是内存和外存55、超市收款台检查货物的条形码，这属于对计算机系统的输入56、下列不属于输入设备的是打印机57、计算机的硬件主要包括：中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备61、为解决某一特定的问题而设计的指令序列称为______。
北航学院《大学计算机基础》(社会科学试验班类)课程大纲
北航学院《大学计算机基础》（社会科学试验班类）课程大纲课程基本信息课程编号：B1B061080课程中文名称：大学计算机基础课程英文名称：University Computer Foundation开课学期：春季学分/学时：2.0/40（备注，其中学时按照教务处文件定义（理论学时24课堂及机房授课、实验学时16）课程性质：必修面向大类：社会科学试验班类（法学、经济学、行政管理专业）先修课程：无建议后续课程：无适用专业/开课对象：社会科学试验班类/一年级学生任课教师：欧阳元新，刘禹，吴秀娟团队负责人：曹庆华核准院长：一、课程的性质、目的和任务课程性质：本课程为面向北航学院社会科学试验班类一年级本科生的工程基础类课程，包括法学、经济学、行政管理专业。
本课程着重通过系列课内讲解和上机实践，培养学生以计算思维来解决社会科学数据分析问题的基本思维方法。
因此，课程不仅仅需要熟练掌握常用工具软件，更注重计算思维思想的培养与计算思维方法的训练——如何使用计算机实现数据处理、自动分析和结果展现。
目的和任务：随着信息社会的发展，信息素养和人文素养、科学素养一样，已成为现代人必须具备的核心素养，其代表的是信息获取、信息鉴别和信息利用的意识和能力。
而计算思维是信息素养的核心之一，其在学生综合素质中的位置将越来越重要。
计算思维包含计算机学科领域内的众多概念，在本课程中，以解决社会科学数据分析问题为导向，按照问题求解的方式表述教学内容和实施教学。
通过理论学习和实验环节，使学生理解计算思维的基本概念，掌握使用计算机实现数据处理、自动分析和结果展现的方法，具备通过自学掌握高级编辑和演示工具的能力。
具体教学目标可分解为以下5点：（1）了解计算思维，具备基本的运用计算思维思想解决数据分析问题的能力；（2）理解算法的概念，了解基本的算法控制结构，逐步理解使用计算机求解问题的一般方法；（3）能使用Python语言实现基本的程序设计；（4）能够运用Python语言进行数据自动分析和结果展现；（5）能够使用常用工具软件的基本功能，具备通过自学掌握其他高级功能的能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机控制系统 大作业
姓名：*** 学号：******xx 教师：*** 日期：2013年6月15日 1
综合习题1 已知: 44)(ssD， 1） 试用 Z 变换、一阶向后差分、向前差分、零极点匹配、Tustin变换和预修正的Tustin（设关键频率＝4）变换等方法将D(s)离散化，采样周期分别取为0.1s 和 0.4s； 2） 将 D(z)的零极点标在Z 平面图上 3） 计算D（jω）和各个D(e𝐣ωT )的幅频和相频特性并绘图,w由0.1 20rad，计算40 个点，应包括＝4 点，每个T绘一张图（Z变换方法单画） 4） 计算 D(s)及T=0.1，T=0.4 时D(z)的单位脉冲响应，运行时间为4 秒 5） 结合所得的结果讨论分析各种离散化方法的特点 6） 写出报告，附上结果。
解： （1） Z变换法： a.离散化： T=0.1s 时，
𝐷(𝑧)=4𝑧
𝑧−0.6703；
T=0.4s 时，
𝐷(𝑧)=4𝑧𝑧−0.2019；
b.𝐷(𝑧)的零极点
c. 𝐷(𝑗𝜔)和𝐷(𝑒𝑗𝜔𝑇)幅频相频特性曲线
连续系统：
-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 零点
T=0.1s时极点T=0.4s时极点2
T=0.1s时 T=0.4s时 3 d. 𝐷(𝑠)和𝐷(𝑧)单位脉冲响应
𝐷(𝑠)单位脉冲响应：
𝐷(𝑧)单位脉冲响应： T=0.1s时 4
T=0.4s时 （2） 各种离散化方法： a.离散化后的𝐷(𝑧) 1、一阶向后差分： T=0.1s时
𝐷(𝑧)=0.2857𝑧
𝑧−0.7143 T=0.4s时
𝐷(𝑧)=0.6154𝑧
𝑧−0.3846 2、一阶向前差分： T=0.1s时
D(z)=0.4
𝑧−0.6 T=0.4s时 5
D(z)=1.6𝑧+0.6 3、零极点匹配 T=0.1s时
D(z)=0.1648(𝑧+1)
𝑧−0.6703 T=0.4s时
D(z)=0.3991(𝑧+1)
𝑧−0.2019 4、Tustin变换 T=0.1s时
D(z)=0.1667(𝑧+1)
𝑧−0.6667 T=0.4s时
D(z)=0.4444(𝑧+1)
𝑧−0.1111 5、预修正的Tustin变换（设关键频率=4） T=0.1s时
D(z)=0.1685(𝑧+1)
𝑧−0.6629 T=0.4s时
D(z)=0.5073(𝑧+1)
𝑧+0.0146 b.D(z)的零极点 1、一阶向后差分
2、一阶向前差分 -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 零点
T=0.1s时极点T=0.4s时极点6
3、零极点匹配
4、Tustin变换 -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 零点
T=0.1s时极点T=0.4s时极点
-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 零点
T=0.1s时极点T=0.4s时极点
-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 零点
T=0.1s时极点T=0.4s时极点7
5、预修正的Tustin变换（设关键频率=4） c. 𝐷(𝑗𝜔)和𝐷(𝑒𝑗𝜔𝑇)幅频相频特性曲线
1、一阶向后差分 T=0.1s时
T=0.4s时
-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 零点
T=0.1s时极点T=0.4s时极点8 2、一阶向前差分 T=0.1s时
T=0.4s时 9 3、零极点匹配
T=0.1s时
T=0.4s时 10 4、Tustin变换 T=0.1s时
T=0.4s时 11 5、预修正的Tustin变换（设关键频率=4） T=0.1s时
T=0.4s时 12 d. 𝐷(𝑠)和𝐷(𝑧)单位脉冲响应 1、一阶向后差分 T=0.1s时
T=0.4s时 13 2、一阶向前差分 T=0.1s时
T=0.4s时 14 3、零极点匹配 T=0.1s时
T=0.4s时 15
4、Tustin变换 T=0.1s时
T=0.4s时 5、预修正的Tustin变换（设关键频率=4） T=0.1s时 16
T=0.4s时 二、实验结果分析和总结： 在本题中，当采样周期T=0.4s时所有离散方法的都会出现频率混叠现象，使得采样信号失真。因为此采样周期不满足采样定理导致采样信号失真现象。 当满足采样定理时，各种离散化方法的特点如下： ① Z变换法 由Z变换的脉冲响应可看出，连续系统与离散后的系统的脉冲响应相同，故其可以应用在要求脉冲响应不变的场合。但是Z变换容易产生频率混叠，而且变换本身也十分麻烦，在多个环节进行串联时无法单独改变某一串联环节（即无串联性）。 ②一阶向后差分法 17
稳定性保持不变，无混叠但畸变严重。在采样周期很小的情况下，所得的频率特性与原连续系统的频率特性比较接近但在采样周期较大时相差较大。 ③一阶向前差分法 由于其映射关系，将原系统离散后可能不稳定。但在本题中，系统离散后依然稳定，所以用此方法也可以。在采样周期很小的情况下，所得的频率特性与原连续系统的频率特性比较接近但在采样周期较大时相差较大。 ④零极点匹配法 当D(s)分子阶次低于分母时，D(z)中将带有（z+1）项，可以防止频率混叠，频率保持良好。但在使用单零点匹配时将带来相位的较大延迟，同时，零极点匹配法在使用中要求将稳态增益进行匹配，因此在使用中不是很方便。 ⑤Tustin变换法 采样周期较小的情况下，在低频段范围内，s域与z域的频率近似保持线性，所以在此范围内Tustin变换频率失真较小。但随着频率的升高，Tustin变换频率范围变得很窄，高频失真严重。所以主要应用于低频环节离散化。 ⑥修正Tustin变换法 由于此方法只能保证在指定频率点附近时的频率特性与原系统相近，但在其他频率点附近无法保证不失真，故其多用在要求在某些特征频率处离散前后频率特性保持不变的场合。 18
综合习题2 计算机伺服控制系统设计 1．已知： 1）被控对象为一个带有均质圆盘负载的直流力矩电机，其伺服系统方框图如下：
2）D/A输出5v，电机转速ω=26rad/s 其中，电机传递函数为角速率ω/Δu；模拟控制其由KG1,KG2,KG3组成，数字控制器由采样、CPU（控制率）和D/A组成。给定参数如下： ·电机传函G(s)=𝜃(𝑠)𝑢(𝑠)=𝑘𝑚𝑠(𝑇𝑚𝑠+1),k𝑚=2 rad/s/V,T𝑚
=0.1s
·电机启动电压Δu𝐴
=1.7v
·测速机传递系数k𝜔
=1 v/rad/s
·电位计最大转角为345°，输出±5v ·功放K𝐴=2=KG3 ·采样周期T=0.010s 2．设计要求： 1）D/A输出120mv，电机启动：∆u𝐴
=1.7v
2）D/A输出5v，电机转速ω=26rad/s 3）设计状态反馈增益，使系统闭环极点ξ≥0.9，ω𝑛
≥20rad/s
4）设θ可测，设计降维观测器，观测器衰减速率是系统闭环衰减速率的4倍。 5）求离散控制率D(z) 6）将D(z)进行实现，配置适当的比例因子。 7）编制程序框图，给出控制律的差分方程。
解： 一）速度回路设计： 根据要求1），有
KG1∙KG3≥1.70.12=14.2≈15 取 KG1·KG3=15 根据要求2），有 𝜔𝑢𝐷𝐴=lim𝑠→0𝑠·𝐾𝐺1·𝐾𝐺3·𝑘𝑚𝑇𝑠+1+𝐾𝐺1·𝐾𝐺2·𝐾𝐺3·𝐾𝜔·𝑘𝑚·1
𝑠
=𝐾𝐺1·𝐾𝐺3·𝑘𝑚1+𝐾𝐺1·𝐾𝐺2·𝐾𝐺3·𝐾𝜔·𝑘𝑚=265 𝑟𝑎𝑑/𝑠 /𝑉 所以 KG2=0.159