同济大学课程考核试卷(B卷)

同济大学课程考核试卷〔B卷〕2021—2021学年第二学期命题教师签名：审核教师签名：课号：102032 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()试卷年级专业学号姓名得分 填空〔每空1.5分，共30分〕D/A变换器将信号转换为相应的信号。在1个采样周期内将信号保持为常值形成阶梯状信号的保持器称为。理想采样信号的频谱与连续函数的频谱有十分密切的关系。设T为采样周期，那么采样角频率=。当k=0时，=，该项称为采样信号的根本频谱。当时，派生出以为周期的高频频谱分量，称为旁带。假设连续信号最高频率超过乃奎斯特频率=，那么采样后频谱发生混叠。在_____条件下，系统输出与输入脉冲序列的Z变换之比称为系统的___。在上述条件下，差分方程y(k+2)+5y(k+1)+3y(k)=u(k+2)-3u(k+1)〔u为输入信号y为输出信号〕所示系统的输出与输入脉冲序列的Z变换之比Y(z)/U(z)=_________________。S平面的左半平面对应Z平面的，S平面的虚轴对应Z平面的。闭环系统的星图如下，试写出其闭环脉冲传递函数Ф(z)=。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。当极点为_时，过渡响应最快，此时称为控制。达林算法是一种___________设计方法，其期望的闭环传递函数(s)=____________，假设G(z)、(z)，那么控制器D(z)=_________________。使用达林算法为具有纯滞后环节的控制对象设计数字控制器时，设采样周期为T，系统输出可能发生周期为2T的上下摆动,称为现象。产生该现象的原因是数字控制器包含处的极点。〔后面大题中数字均取小数点后3位数字〕〔10分〕Letpulsetransferfunction，Obtainitsstate-spaceequationandoutputequation.〔5分〕Drawtheblockdiagramforthestate-spaceform.〔5分〕〔10分〕UseJurystabilitycriteriontoanalyzethestabilityofthesystem〔20分〕，T=1：Usingstepinvariance,backwardrectangleruleandbilineartransformationtodiscretizeD(s).〔15分〕FortheD(z)obtainedwithbackwardrectanglerule,supposetheinputsignalise(t)andoutputsignalisu(t),determinetheanalyticalsolutionofu(k)whene(k)isunitstep.〔5分〕〔20分〕D(z)ZOHG(s)R(s)Y(s)G(z)T_、D(z)＝K、T＝0.5Drawtherootlocusforthissystemonzplane,thenlineoutcoordinates(坐标)oftheopen-loopzeros,poles,breakawaypoint(别离点)andbreak-inpoint(会合点).ComputethevalueofcriticalK(临界稳定K值)andcorrespondingcoordinatesoftheroots.DeterminetherangeofKwhichcanmaketheoutputofthissystemisadampingoscillationform(系统输出为有阻尼振荡形式)wheninputsignalisaunitstep.〔10分〕where,trytodesignadead-beatcontrollerwithoutinter-samplingripplesD(z)inresponsetounitrampsignal.B卷答案：填空〔每空1.5分，共30分〕数字编码，模拟，ZOH/零阶保持器2π/T,1/T,,π/T零初始，脉冲传递函数，单位圆内部，单位圆周快，0，最小拍〔有限拍〕解析/直接,,振铃，单位圆内负实轴〔10分〕(2)〔10分〕如果要求所有的a0k〔k=1,2,…,n-1〕都是大于0的，a00>0的条件是A(1)>0(-1)nA(-1)>0(5分)因为所以该系统不稳定。(5分)〔20分〕阶跃响应不变法：(5分)后向差分法：(5分)双线性变换法：(5分)(5分)〔20分〕系统的开环传递函数为(2分)开环零点：-0.847开环极点：1，0.607(2分)别离点，会合点：(2分)根轨迹图(5分)计算系统的临界增益