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课程考核试卷（B卷） 2006— 2007学年第 2 学期

命题教师签名： 审核教师签名：

课号：10203201 课名：计算机控制系统 考试考查：考试

此卷选为：期中考试( )、期终考试( √ )、重考( )试卷

年级 2004 专业 自动化 学号 姓名 得分

一．填空题（本大题共20处填空，每空1.5分，共30分）

1. 计算机控制系统中，按照控制方式可分为 (1) 控制系统和 (2) 控制系统。

2. D/A变换器是一种将 (3) __信号变换成 (4) 信号的装置。通常，D/A变

换器按下述顺序完成2种变换： (5) 及 (6) 。在相邻两个采样间隔内将信号保持为常值的保持称为_(7)__。

3. 任意连续信号，若其频谱为有限带宽，即存在上限频率?max，当???max时，

博立叶变换为0（即幅值为0），如果以采样频率 (8)_ 对该信号采样，则该连续信号完全可以由其采样信号的等间隔序列值唯一确定。若连续信号的频谱使用X(j?)表示，采样周期为T，采样角频率为?s，则其理想采样信号x*(t)的频谱X*(j?)的表达式为 (9) 。

?dx?01??0???x??u??????4. 已知连续系统的状态空间方程为 ?dt?00??1??, 则使用固定采样周

?y??10?x?期h，通过零阶采样保持获得的相应的离散系统的状态空间方程为 _____(10) 。

5. 已知闭环系统的星图如下，试写出其闭环传递函数Ф(z)= (11) 。

R(s)-E(s)E*(s)C(s)C*(s)G1(s)G2(s)H(s)

1

6. 设采样周期为T，则s平面上?发的幅角为 (12) 的径向线。

??1的等频率线映射到z平面是从原点出

7. 若要求闭环系统响应单位速度输入的稳态误差为0，则该系统的开环传递函

数中至少具有 (13) 重z=1处极点。

8. 闭环采样控制系统的动态响应和系统的闭环极点有关，极点越接近原点，过

渡响应越 (14)。当极点为 (15)_时，过渡响应最快，此时称为 (16) 控制。

9. 可以使用达林算法为具有 (17) 性质的控制对象设计控制器，设控制对象的

Ke??s传递函数为G(s)?,??NT,N?1,2,?,，则使用达林算法设计数字控制

T1s?1器的设计目标为：设计数字控制器使系统的闭环传递函数为 (18) ，其中大林时间常数为T?。这种方法是一种 (19) 方法，而相应的Smith预估器是一种 (20) 方法。

（后面大题中数字均取小数点后3位数字）

?1??0??3??x(k?1)???x(k)??10?u(k)?6?5二、（10分）系统? ?????y(k)??10?x(k)?u(k)?试画出状态结构图，并求对应的z传递函数G(z)?

三、（20分）PID控制器D(s)?2(1?1s?) 0.2s0.1s?1Y(z)。 U(z)1、用后向矩形法则离散化。（T=0.1）。

2、设控制器的输出为u输入为e，写出在计算机上实现u(k)的差分算式。 3、当控制器输入为单位阶跃信号时，写出u(k)的解析式。

四、(15分)

R(s)-E(s)E*(s)C(s)G1(s)G2(s)H(s)Assume

the input to the system is

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unit step function 1(t),

T=0.07s,

1?e?Ts10G1(s)?, G2(s)?, H(s)?0.1, e-10T?0.5.

ss?101、 Find the z transform of the output c(z).

2、 Calculate the pulse response c(kT). 五、（15分）

G(z) R(s) T ? _ D(z) ZOH G(s) Y(s)

where G(z)?0.368(z?0.718)、D(z)＝K、T＝0.5

(z?1)(z?0.368)1. Draw the root locus for this system on z plane, then line out coordinates (坐标) of the open-loop zeros, poles, breakaway point (分离点) and break-in point (会合点).

2. Determine the range of K which can make the output of this system is a monotonic attenuation (单调衰减) curve when the input signal is a unit step.

六、（10分）

G(z) R(s) T ? _ D(z) ZOH G(s) Y(s)

Where G(s)?10, design a dead-beat controller without inter-sampling ripples D(z) in s(s?1)response to unit ramp signal.

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