内容发布更新时间 : 2025/1/7 13:23:24星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院

计算机控制技术 课程作业3（共 3 次作业） 学习层次：专升本 涉及章节：第5章——第7章

1、什么是最少拍系统？有什么不足之处？ 2、大林算法的设计目标是什么?

3、什么是振铃现象？振铃是如何引起的？如何消除？

4、试说明计算机控制系统干扰的来源。举出三种抗电源干扰的措施。 5、试说明计算机控制系统输入输出通道的编址方式及其特点。 6、CPU对过程通道有哪些常用的控制方式？ 7、被控对象的传递函数为 Gc?s??1

s2 采样周期T=1s，采用零阶保持器，针对单位速度输入函数，设计： (1)最少拍控制器D?z?；

(2)画出采样瞬间数字控制器的输出和系统的输出曲线。

2.524(1?0.6065z?1)8、设D(z)?，如何消除振铃现象？ ?1?1?1(1?z)(1?z)(2?z)5e?0.1s9、设被控对象的传递函数为 G0?，希望闭环传递函数为

(s?1)(10s?1)e?0.1sW(s)?，试用大林算法设计数字控制器，并画出闭环系统框图。

s?1

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院

参考答案

1、答：最少拍控制系统是在最少的几个采样周期内达到在采样时刻输入输出无误差的系统。

最少拍系统的不足之处：①只对所针对的典型输入有较理想的响应，对不同输入适应性不强；②有波纹。

2、答：大林算法的设计目标是要设计一个合适的数字控制器，使闭环传递函数相当于一个纯滞后环节和一个惯性环节的串联，其中纯滞后环节的滞后时间与被控对象的纯滞后时间完全相同，这样就能保证使系统不产生超调，同时保证其稳定性。整个闭环系统的传递函数为

e?NTsW(s)?

?s?1其中τ为整个闭环系统的惯性时间常数。

3、答：振铃现象：数字控制器D(z)的输出U(kT)产生以2T为周期的大幅度波动。 振铃现象的产生原因：控制量U(z)中含有单位圆内左半平面接近z??1的极点。离z??1越近，振铃幅度也越大。单位圆内右半平面的零点会加剧振铃现象，而右半平面的极点会削弱振铃现象。

振铃现象的消除办法：找出D(z)中引起振铃现象的极点（z??1附近的极点），然后令该极点的z?1，这样振铃极点被消除。根据终值定理，这样处理不影响稳态输出。

4、计算机控制系统干扰的来源有以下几个方面：

（1）恶劣的供电条件；（2）严重的噪声环境；（3）此外，还有来自空间的干扰，如太阳及其它天体辐射的电磁波，广播电台或通讯发射台发出的电磁波，周围电气设备如电机、变压器、中频炉、可控硅逆变电源等发出的电干扰和磁干扰，气象条件、空中雷电、甚至地磁场的变化也会引起干扰。这些空间辐射干扰有时会使计算机不能正常工作。

抑制电源噪声干扰的主要措施有以下几个方面： (1) 电源变压器的屏蔽； (2) 交流稳压器； (3) 隔离变压器； (4) 低通滤波器； (5) 采用分散独立功能块供电。

5、答：（1）过程通道与存储器独立编址方式

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院

将存储器地质空间和过程通道地址空间分开设置，互不影响；地址总线配合存储器操作信号实现存储器的访问控制，地址总线与I/O操作信号配合则可访问过程通道；实现这种编址方式的CPU分别有存储器访问和I/O访问的指令及相应的控制信号。

（2）过程通道与存储器统一编址方式

把所有的I/O端口都当作存储单元一样对待，对I/O端口进行输入输出操作跟对存储单元进行读写操作方式相同，只是地址不同。 6、答：常用的控制方式有三种：

程序查询方式； 中断控制方式；

直接存储器存取(DMA)方式。 7、 (1)最少拍控制器

可以写出系统的广义对象的脉冲传递函数

?1?e-Ts1?T2z-11?z?1??Ts1?Gc?z??Ζ?? 3??s?s2???Z?1?e?12s??21?z????????将T=1S代入，有

Gc?z??z-11?z?121?z?1???2?

由于输入r(t)=t，则

Ge?z??1?z-1

??21?Ge?z?z?11?z?1 D?z???Ge?z?G?z?2(2)系统闭环脉冲传递函数

??Φ?z??2z?1?z-2

则当输入为单位速度信号时，系统输出序列Z变换为

Y?z??R?z?Φ?z??2z?z?1??2?Tz?1?1?z??12?2Tz?2?3Tz?3?4Tz?4????