研究生复试真题

1、微型计算机控制技术一、分析电路：1）8031与DAC0832接口如图：单极性单缓冲输出方式(1) 写出0832的输入寄存器地址及DAC寄存器地址。(2) 利用双脉冲方式可实现同步波形输出，示波器要产生稳定的波形，加到示波器X轴上，信号和要显示的Y信号的频率应保持一定的比例关系。X轴上要加上线性锯齿波电压，从而产生光点的水平移动。为了便于波形稳定显示，可通过两个A/D转换器同时产生同周期的X和Y信号，Y信号不一定是规则信号，为此需要进行采样处理，将采样后的数字量存放在程序存储器中形成数据表格，用查表指令取这些数据后送D/A转换器后形成Y信号，X轴产生锯齿波信号，试写出转换程序。二、如图，闭环数字

2、控制系统，在单位阶跃w(t)=2(t)输入条件下，按最小拍无纹波可实现性设计稳定工作系统；采样周期T=1，按顺序计算以下各量及有关展开式，t=kT(k=0、1、2、3、4、5)求：（1） W(z)及展开式（2） G(z)（3） M(z)及1-M(z)（4） D(z)（5） U(z)（6） 控制量u(k)迭代算式（7） 系统的输出Y(z)及展开式（8） 画出w(k)及y(k)图像。三、按达林算法设计的某系统数控器,试问：（）本系统是否存在振铃现象？为什么？（）若存在振铃现象，设计出消除振铃因子后修改的(Z)。若无振铃现象，则写出控制算式U(k)。四、论述计算机控制技术的发展概况五、简答及填空题1

3、.说明自动控制系统设计的通用基本原则和实施步骤？答：自动控制系统设计的基本原则：1安全可靠 2操作维护与维修方便3实时性强 4通用性好 5经济性高实施步骤：1控制系统总体的方案设计：1）硬件总体方案设计 2）.软件总体方案设计 3）.系统可靠性设计4）设计说明书2硬件的工程设计与实现：1）选择系统总线2）选择输入输出通道 3） 选择现场设备3软件工程的设计与实现：1）程序结构规划2）资源分配3）实时控制软件设计4控制系统的调试与运行：1）离线仿真和调试2）系统仿真3）在线调试运行2.试写出Dahlin算法的设计步骤答：1根据系统性能的要求，确定闭环系统参数下，给出振铃幅度RA的指标2根据RA的

4、要求，由RA的计算式确定采样周期T，如果T取值较多，则取较大的那个值3要求确定4求广义脉冲传函及期望闭环系统脉冲传函5求数字控制器的脉冲传函6把化为差分方程，用计算机编对应算法程序3.试说明Smith补偿控制原理的思想答：我们为测出上图中B点信号，以便把B点信号反馈给控制器。假设构造一个过程的模型虽然假想过程中得不到B，但能得到，如果没有建模及扰动误差， =B，如果存在误差，有第二条反馈回路弥补上述缺点。就比如B,那么反馈回去还要减掉他们的差值,最终仍然把B的值返给控制器.4.常态干扰是由于（ A ）引起的，共态干扰用（C ）技术可以抑制它。A.直接叠加在信号上的干扰噪声；B.不共地；C.浮地

5、；D.滤波。5.当系统已知且存在较大的纯滞后时，应采用（C ）；当系统存在积分饱和时应采用（A ）。A.PD-PID调节；B.PID调节；C.Smith预测器和PID；D.PI调节。6.A/D转换器中，应用最普遍的是（A ）；抗干扰能力最强的是（ B ）。A.逐次逼近式；B.双积分式；C.并行A/D；D.级联式。六、计算题设最小拍控制系统如图所示被控对象的传递函数 ,采样周期T=0.5S，试设计单位速度输入时的最小拍控制器。并讨论所设计的最小拍控制器对单位阶跃信号和单位加速度信号的适应性。答案：答：根据图可求出被控对象的广义脉冲传函:=将T=0.5s代入，有根据题意，输入信号为速度输入，r（t

6、）=t，则最小拍控制器为当输入为单位阶跃时，系统输出变为即y（0）=0，y（1）=2，y（2）=y（3）=1.经过2个单样周期y（k）= r（k），但当k=1，系统有100%超调。当输入为单位加速度时，系统输入序列Z变换为=即 y（0）= 0，y（1）= 0，y（2）=T，y（3）=3.5Tr（0）= 0，r（1）= 0.5T-r（3）=4.5T r（4）=8T可见输入与输出始终有偏差，因此最小拍系统对信号变化自适应能力差自控原理复习题一、单选题1. 按组成控制系统各元件的输入/输出关系是否为线性，可将系统分为。1 开环控制系统与闭环控制系统 恒值控制系统、随动系统与程序控制系统 线性控制系统

7、与非线性控制系统 连续时间系统与离散时间系统2. 经典控制理论分析与设计方法采用。这些理论基本解决了单输入单输出，线性、定常自动控制系统的分析与设计问题。 1 频率法 时域法 传递函数状态空间描述3. 传递函数是系统的固有特性，它取决于系统的。1 输入信号 结构和参数 输出信号 干扰信号4. 纯电感网络电感两端电流与电压之间的关系为。比例环节 积分环节 微分环节 惯性环节5. 同向环节的等效传递函数等于每个环节传递函数的代数和。串联 并联 反馈 多回路6. 经典控制理论中图示的数学模型为。微分方程 传递函数 方框图 动态方程7. 系统的闭环极点可反映系统的。稳定性 快速性 平稳性 稳态性能8.

8、 临界阻尼二阶系统的单位阶跃响应为曲线。衰减正弦振荡 单调上升 等幅振荡 发散正弦振荡9. 1型系统响应阶跃信号的稳态误差为。零 正值 无穷大 负值10. 在对数坐标中， 低频渐近线的斜率为。0型系统 1型系统 2型系统3型系统11常态干扰是由于（ A ）引起的，共态干扰用（ C ）技术可以抑制它。A.直接叠加在信号上的干扰噪声；B.不共地；C.浮地；D.滤波。12当系统已知且存在较大的纯滞后时，应采用（ C ）；当系统存在积分饱和时应采用（ A ）。A.PD-PID调节；B.PID调节；C.Smith预测器和PID；D.PI调节。13A/D转换器中，应用最普遍的是（ A ）；抗干扰能力最强的

9、是（ B ）。A.逐次逼近式；B.双积分式；C.并行A/D；D.级联式。二、填空题1. 采用 超前校正 可以扩展系统的带宽，提高系统的响应速度。但抗干扰能力下降。2. 特征方程的所有系数必须都是正数是系统稳定的 必要条件 。 3. 自动控制系统的性能主要包括稳定性、快速性和 准确性 。 4. 传递函数与系统的结构和参数有关，与输入信号 的形式和大小无关。 5. 一阶系统单位阶跃响应的调整时间（）为4T 。 6. 欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应的衰减速度取决于共轭复数极点的负实部。7. 单位负反馈系统的开环传递函数为，其单位阶跃响应的稳态误差为 0 。 8. 简单RC网络电容两端电压与电源电压之间

10、的关系为惯性环节 （典型环节）。 9. 调整时间与成 反比关系 。 10. 根轨迹进入开环复零点处的切线方向与实轴正方向的夹角，称为入射角。三、简答题1. 简述变送器的基本作用。答：变送器用来测量被控量的大小，并把被控量变换成标准的电压、电流、气压或液压等信号送到比较元件上，与被控量的给定值进行比较。2. 列写控制系统的典型环节。答：（1）比例环节；（2）积分环节；（3）微分环节；（4）惯性环节；（5）振荡环节；（6）延迟环节。3简述方框图简化过程中的两条原则。答：（1）前向通路中传递函数的乘积必须保持不变；（2分）（2）回路中传递函数的乘积必须保持不变。4简述微机在控制中有哪几种典型应用方式

11、？实时控制过程分哪几个步骤典型应用方式：数据采集与数据处理；直接数字控制系统DDC；监督控制系统SCC；集散控制系统SCC DDC实时控制步骤：实时数据采集（A/D）；实时决策（计算u）；实时控制（D/A）5PID控制器的传递函数。6超前校正的特点。 （1）串联超前校正可以提高系统的相对稳定性。因为超前校正提供了一个正的相角，从而使系统的相角裕度增大，降低了系统的超调量，提高了相对稳定性。（2）超前校正可以提高系统的响应速度。因为校正后系统的剪切频率增大，系统的频带宽增加，从而使系统的响应速度加快。四、计算题1. 设系统的特征方程为试用劳斯判据分析系统的稳定性，并确定具有正实部特征根的数目。解：列出劳斯阵列表为因为劳斯阵列表的第一列各元素符号的改变次数等于2，因此系统是不稳定的，并表明有两个特征根在S平面右半部分。2. 设一阶单位负反馈系统的开环传递函数为，求闭环系统的单位阶跃响应，并计算在误差带为2%时，系统的调整时间和稳态误差。解：，取的拉氏反变换，得单位阶跃响应因此调整时间误差信号对参考输入信号的闭环传递函数为其频率特性为，在作用下的稳态误差为3. 如图所示的开环系统奈氏图中，判别其中哪些稳定，哪些不稳定。（a）（b）（c）解：（a）开环幅相特性不包围（-1，0j）点，对于P=0的情况，闭环系统是稳定的。（b