2009-计算机控制系统考试题参考模板

1、共12题，选作10题，共100分。开卷。1 简述SHANNON采样定理。（4分）在离散时间实时控制系统中使用香农采样定理时应注意哪些问题？为什么？（6分）2 Z变换是如何定义的？（5分）对离散时间动态系统进行分析和设计时，为什么要使用Z变换？（5分）3 已知差分方程，其中r(k)=1，k0，x(0)=1，x(1)=2试由迭代法求其全解的前5项（2分）；分别由古典法求其零输入解（3分）、零状态解（3分），以及全解（2分）.4 试求上题差分方程的Z变换传递函数（3分），并由Z变换法求其全解。(7分)5 已知某控制器的连续时间模型为，以采样间隔Ts=1ms对其离散化，求得相应G(z)；（5分）对你所

2、使用的离散化方法的优缺点进行简要讨论。（5分）6 接上题，若连续时间被控对象为，对其进行离散时间数字控制时，需要使用零阶保持器吗，为什么？（3分）画出由G(s)对P(s)进行闭环单位负反馈控制的系统动态结构框图。（3分）判断该闭环单位负反馈系统的稳定性。（4分）7 对上题的被控对象P(s)按离散时间有限拍控制设计时，可否实现阶跃输入无纹波设计？（3分）可否实现斜坡输入无纹波设计？（3分）为什么？(4分)8 一个离散时间系统为令，写出该系统的实现；（6分）判断该系统状态能观性；能观性有什么工程意义？（4分）9 一个离散时间系统为判断其状态能达性；能达性有什么工程意义？（4分）设计状态反馈阵L，使

3、得闭环系统的极点分别为0.5和0.2。(6分)10 大林算法的要点是什么？（10分）11 什么是离散时间控制系统的振铃现象？(5分)如何消除振铃现象？(5分)12 谈谈学习本课程后的收获和感想？（仅限于对课程内容和对学习方法的理解） (10分)1 / 4附：答题要点及评分规则1 ws >2wc，详略。（4分）SHAANON定理的结论是对无始无终的时域信号得出的。实时控制时，时域信号都是有始的，且只有当前时刻之前可用。因此，实际上要选取ws >>2wc。（6分）2 Z变换是按罗朗级数定义的（5分），定义Z变换可使复杂的时域信号序列成为统一的有理分式形式，便于数学处理。（5分）3

4、 1，2，2.5，11/4，23/8，.， (2分)零输入解（3分）：；零状态解求法：先求得单位脉冲响应为，则单位阶跃序列输入下的响应为（3分），全解为，（2分），4 ，(3分)；，(7分)。5 例子：双线性变换法：；（5分）方法简易，稳定则稳定，频轴畸变较大，稳态增益无畸变。（5分）6 需要；（3分）略；（3分）稳定。（4分）7 可以实现阶跃输入无纹波设计；（3分）也可以实现斜坡输入无纹波设计；（3分）被控对象有一个纯积分环节。（4分）。 8；（7分），所以该系统状态完全能观。（2分）由输出y对状态的可观测性，说明内部状态是否可以通过输出来探查；例如据此设计状态观测器（2分）。9 ，所以该系统状态完全能达。（2分）由输入u对状态的能达性，说明内部状态是否可以由输入操控；例如通过状态反馈配置极点（2分）。据 可得，； （6分）10 大林算法的要点是：Gc(z)中必须包含与被控对象相同的纯滞后环节。如果被控对象G(z)中包含单位圆外零点，则Gc(z)中必须包含相同的零点。如果被控对象G(z)中包含接近Z平面上的（-1，0）点的零点，则Gc(z)中必须包含相同的零点。（10分）。11 在数字控制器的输出端出现的以大约两拍为周期的大幅振荡（5分）；设法消除控制器中在（-1, 0）附近的极点，如果对象中包含在（-1, 0）附近的零点，应在闭环系统传递函数