(2025年)《计算机控制技术》期末模拟考试题(附答案)

(2025年)《计算机控制技术》期末模拟考试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.计算机控制系统中，采样周期T的选择应满足（）。A.采样定理B.香农定理C.奈奎斯特准则D.以上都是答案：D。采样定理、香农定理、奈奎斯特准则都与采样周期的选择相关，采样周期T的选择需满足这些定理和准则要求，以保证信号能够准确地被采样和恢复。2.数字控制器的脉冲传递函数D(A.直接程序设计法B.间接程序设计法C.模拟化设计法D.以上都可以答案：D。直接程序设计法、间接程序设计法、模拟化设计法都可以用于实现数字控制器的脉冲传递函数D(3.零阶保持器的频率特性是（）。A.低通特性B.高通特性C.带通特性D.带阻特性答案：A。零阶保持器具有低通特性，它可以将离散信号恢复为连续信号，同时对高频信号有一定的衰减作用。4.以下哪种不属于计算机控制系统的典型输入信号（）。A.阶跃信号B.斜坡信号C.正弦信号D.脉冲信号答案：C。计算机控制系统的典型输入信号包括阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号等，正弦信号一般不作为典型输入信号。5.在计算机控制系统中，积分饱和现象是由（）引起的。A.积分作用B.微分作用C.比例作用D.以上都不是答案：A。积分饱和现象是由于积分作用在误差长期存在时不断积累，导致控制器输出超出正常范围而引起的。6.最小拍控制系统是指（）。A.系统响应时间最短的系统B.系统调整时间最短的系统C.系统在典型输入作用下，经过最少拍达到稳态，且稳态误差为零的系统D.以上都不对答案：C。最小拍控制系统的定义就是在典型输入作用下，经过最少拍达到稳态，且稳态误差为零的系统。7.大林算法主要用于（）系统的设计。A.有纯滞后的系统B.无纯滞后的系统C.高阶系统D.低阶系统答案：A。大林算法是专门针对有纯滞后的系统设计的，能够有效地克服纯滞后对系统性能的影响。8.计算机控制系统中，常用的A/D转换器的转换方式有（）。A.并行比较式B.逐次逼近式C.双积分式D.以上都是答案：D。并行比较式、逐次逼近式、双积分式都是计算机控制系统中常用的A/D转换器的转换方式，各有其优缺点和适用场景。9.以下关于PID控制器参数整定方法，错误的是（）。A.试凑法B.临界比例度法C.响应曲线法D.牛顿迭代法答案：D。试凑法、临界比例度法、响应曲线法都是常见的PID控制器参数整定方法，牛顿迭代法主要用于求解方程的根，不是PID控制器参数整定方法。10.计算机控制系统的抗干扰措施不包括（）。A.硬件抗干扰B.软件抗干扰C.电磁屏蔽D.增加系统增益答案：D。计算机控制系统的抗干扰措施包括硬件抗干扰、软件抗干扰、电磁屏蔽等，增加系统增益主要是为了提高系统的控制性能，而不是抗干扰措施。二、填空题（每题2分，共20分）1.计算机控制系统由（计算机）和（生产过程）两大部分组成。解析：计算机控制系统是利用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统，所以由计算机和生产过程两大部分组成。2.采样过程可以看成是（脉冲调制）过程。解析：采样过程是按一定的时间间隔对连续信号进行取值，相当于用一个脉冲序列对连续信号进行调制。3.离散系统的稳定性与系统的（闭环极点）在z平面上的位置有关。解析：离散系统的稳定性判据是基于系统闭环极点在z平面上的分布情况，当闭环极点都位于z平面的单位圆内时，系统稳定。4.数字PID控制器的基本形式有（位置式PID）和（增量式PID）。解析：位置式PID控制器输出的是控制量的全量值，增量式PID控制器输出的是控制量的增量。5.零阶保持器的传递函数为（(s解析：这是零阶保持器传递函数的标准表达式，它描述了零阶保持器对信号的变换特性。6.最小拍控制器设计时，要求系统的闭环脉冲传递函数Φ(z)解析：这样可以保证系统在典型输入作用下，经过最少拍达到稳态且稳态误差为零。7.大林算法中，为了避免振铃现象，应使数字控制器D(z)中与（z解析：振铃现象与数字控制器在z=8.A/D转换器的分辨率是指（输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量）。解析：分辨率反映了A/D转换器对输入模拟信号的分辨能力。9.计算机控制系统的软件一般分为（系统软件）和（应用软件）。解析：系统软件为计算机控制系统提供基本的运行环境和管理功能，应用软件则是针对具体的控制任务开发的程序。10.常用的数字滤波方法有（算术平均值滤波）、（中值滤波）、（加权平均值滤波）等。解析：这些数字滤波方法可以有效地去除信号中的噪声，提高信号的质量。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述计算机控制系统的工作原理。答：计算机控制系统的工作原理主要包括以下几个步骤：实时数据采集：通过传感器将被控对象的各种物理量（如温度、压力、流量等）转换为电信号，再经过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，输入到计算机中。实时决策：计算机对采集到的实时数据进行分析和处理，根据预先设定的控制算法和控制目标，计算出控制量。实时控制：计算机将计算得到的控制量通过D/A转换器转换为模拟信号，再经过执行机构（如调节阀、电机等）对被控对象进行控制，使被控对象的状态达到预期的目标。不断循环：上述三个步骤不断循环进行，以实现对被控对象的实时控制。2.说明采样定理的内容及其意义。答：采样定理的内容为：如果对一个具有有限频谱（−≤slantω≤s其意义在于：采样定理为离散控制系统的设计提供了理论基础，它给出了采样频率的选择依据。只有满足采样定理，才能保证采样后的离散信号包含原连续信号的全部信息，从而可以通过合适的方法将离散信号恢复为原来的连续信号，使得计算机能够对连续的被控对象进行有效的控制。如果不满足采样定理，会出现信号失真和频率混叠现象，导致无法准确地恢复原信号，影响控制系统的性能。3.比较位置式PID控制器和增量式PID控制器的优缺点。答：位置式PID控制器优点：算法简单，直接输出控制量的全量值，适用于一些对控制量绝对值有要求的场合，如直接控制调节阀的开度等。缺点：由于输出的是控制量的全量值，每次计算都要用到过去的误差积累值，计算量较大；且如果计算机出现故障，输出的控制量可能会发生大幅度变化，对系统造成较大的冲击。增量式PID控制器优点：只输出控制量的增量，计算量相对较小；由于每次输出的是增量，即使计算机出现故障，控制量的变化也不会太大，对系统的冲击较小；并且易于实现手动自动的无扰切换。缺点：不能直接得到控制量的全量值，需要通过积分或累加才能得到最终的控制量；在某些情况下，可能会因为积分作用不明显而导致系统的响应速度较慢。四、计算题（每题15分，共30分）1.已知连续系统的传递函数G(s)=，采样周期解：首先，将G(G根据Z变换的性质，Z[]已知T=1所以