现代控制技术基础.doc

班级：2010级机械制造与自动化（2+2） 学生学号： 学生姓名： 适用专业年级：2010级机械制造与自动化（2+2） 出题教师： 试卷类别：A（）、B（ ）、C（ ） 考试形式：开卷（）、闭卷（） 印题份数： 攀枝花学院继续教育学院期末考试试卷课程名称现代控制技术基础试题 A卷2012.3 7月 2011级机械制造与自动化（自考本科）第 2 学期题号一二三四五六七八九十总分得分一、填空题(本大题共50个空，每空1分，共50分，不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。)1、时间继电器按延时的方式可分为 通电延时型 、 断电延时型 和带瞬动触点的通电（或断电）延时型继电器等，相应的时间继电器触点分为 常开延时闭合触点 、 常闭延时断开触点 、 常开延时断开触点 和 常闭延时闭合触点 四类。2、型号为FX2N-32MR的PLC，它表示的含义包括如下几部分：它是 基本 单元，内部包括 CPU 、 存储器 、输入输出口及 电源 ；其输入输出总点数为 32 点，其中输入点数为 16 点，输出点数为 16 点；其输出类型为 继电器型 。3、采用FX2N系列PLC实现定时50s的控制功能，如果选用定时器T10，其定时时间常数值应该设定为K 500 ；如果选用定时器T210，其定时时间常数值应该设定为K 5000 。4、采用FX2N系列PLC对多重输出电路编程时，要采用进栈、读栈和出栈指令，其指令助记符分别为 MPS 、 MRD 和 MPP ，其中 MPS 和 MPP 指令必须成对出现，而且这些栈操作指令连续使用应少于 11 次。5、PLC开关量输出接口按PLC机内使用的器件可以分为 继电器 型、 晶体管 型和 晶闸管 型。输出接口本身都不带电源，在考虑外驱动电源时，需要考虑输出器件的类型， 继电器 型的输出接口可用于交流和直流两种电源， 晶体管 型的输出接口只适用于直流驱动的场合，而 晶闸管 型的输出接口只适用于交流驱动的场合。6、三菱FX2N系列PLC的STL步进梯形的每个状态提供了三个功能： 驱动处理 、转移条件 、 相继状态 。7、PLC用户程序的完成分为 输入处理 、 程序执行 、 输出处理 三个阶段。这三个阶段是采用 循环扫描 工作方式分时完成的。8、FX2N系列PLC编程元件的编号分为二个部分，第一部分是代表功能的字母。输入继电器用 X 表示，输出继电器用 Y 表示，辅助继电器用 M 表示，定时器用 T 表示，计数器用 C 表示，状态器用 S 表示。第二部分为表示该类器件的序号，输入继电器及输出继电器的序号为 八 进制，其余器件的序号为 十 进制。9、PLC编程元件的使用主要体现在程序中。一般可以认为编程元件与继电接触器元件类似，具有线圈和常开常闭触点。而且触点的状态随着线圈的状态而变化，即当线圈被选中（得电）时， 常开 触点闭合， 常闭 触点断开，当线圈失去选中条件（断电）时， 常闭 触点闭合， 常开 触点断开。和继电接触器器件不同的是，作为计算机的存储单元，从实质上说，某个元件被选中，只是代表这个元件的存储单元置 1 ，失去选中条件只是代表这个元件的存储单元置 0 。由于元件只不过是存储单元，可以无限次地访问，PLC的编程元件可以有 无数多 个触点。二、问答题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)1、对于线性定常系统的线性变换，其传递函数（矩阵）为什么保持不变？【证明】设原线性系统为其传递函数矩阵为 设线性变换为，变换后的线性系统为该系统的传递函数矩阵为显然，即其传递函数（矩阵）保持不变。 证毕2、某2阶非线性系统的状态方程为，该系统在二维坐标轴的什么位置处渐近稳定？【证明】取李雅普诺夫函数，显然是正定函数；此外，沿着状态轨线的导数为：令函数，则，关于的二次方程的根的判别式为，。则有，所以表达式恒小于零，因此，为负定。所以该系统在坐标原点处渐近稳定。三、应用题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)1、已知某系统的方块图如下，回答下列问题：（1）按照上图指定的状态变量建立状态空间表达式；（2）确定使系统状态完全能控且完全能观时，参数的取值范围。【解答】（1）系统的状态空间表达式为（2）使系统状态完全能控且完全能观时，参数且。2、离散系统的状态方程为（1）是否存在一个有限控制序列，使得系统由已知的初始状态，转移到，？试给出判断依据和判断过程。（2）若存在，求的最小值及控制序列。【解答】（1）由题意，由系统能控性的定义可知：存在有限控制序列，使得在有限时间内由状态初值转移到零。（2）由系统状态完全能控的性质可知，此系统为二阶系统，可用适当的，使得，即的最小值为1。 根据状态方程进行递推如下：，由上面最后一步可得即即，。3、请写出如图所示电路当开关闭合后系统的状态方程和输出方程。其中