【答案】《计算机控制系统》(北京交通大学)章节期末中国大学慕课答案

第一周第1章计算机控制导论，第2章计算机控制系统的信号分析1（4学时）第1周单元测试1.单选题：计算机控制系统已经得到了广泛应用，从数字计算机参与系统的控制方式可分为直接数字控制(DDC)、计算机监督控制(SCC)和分散型计算机控制系统(DCS)。下列说法错误的是：

选项：

A、DDC是将计算机取代常规的模拟式控制器而直接对生产过程或被控对象直接控制；

B、DCS是将控制系统分成若干个独立的局部子系统，用以完成被控过程的自动控制任务；

C、DCS是针对某一生产过程或被控对象，产生最佳设定值，并将其自动作为执行级DDC的设定控制目标值；

D、SCC是针对某一生产过程或被控对象，产生最佳设定值，并将其自动作为执行级DDC的设定控制目标值；

E、在分散控制基础上进一步发展形成了集散型综合控制系统，“控制要分散，管理要集中”的实际需要推动集散型计算机控制系统的发展；

答案：【DCS是针对某一生产过程或被控对象，产生最佳设定值，并将其自动作为执行级DDC的设定控制目标值；】2.单选题：下面关于计算机控制系统表述错误的是

选项：

A、严格来说，计算机控制系统不是时不变系统。系统对同样外作用的响应，在不同时刻研究、观察时可能是不同的。所以，它的特性与时间有关；

B、对于计算机控制系统而言，当输入为正弦信号时，其稳态响应与输入信号频率和采样周期有关；

C、计算机控制系统特征可以用连续控制理论解释，但还有很多现象是不能用连续系统理论加以解释的；

D、严格来说，一个稳定的连续时不变系统达到稳态的时间是无限的，所以所有计算机控制系统达到稳态的时间也是无限的；

E、由于A/D或D/A变换器、计算机内存及计算器的字长是有限的，由于数字字长有限，在某些情况下，将会使计算机控制系统响应产生极限环振荡；

答案：【严格来说，一个稳定的连续时不变系统达到稳态的时间是无限的，所以所有计算机控制系统达到稳态的时间也是无限的；】3.单选题：计算机控制系统有两种工程设计方法，下面说法正确的是：()

选项：

A、拉普拉斯变换方法和傅里叶变换方法

B、连续域设计离散化方法和拉普拉斯变换方法

C、直接数字域(离散域)设计和时域设计方法

D、连续域设计离散化方法和直接数字域(离散域)设计方法

E、时域设计方法和采样方法

答案：【连续域设计离散化方法和直接数字域(离散域)设计方法】4.单选题：下面关于计算机控制系统中的A/D字长说法正确的是：()

选项：

A、A/D的字长对计算机控制系统没有影响；

B、A/D的字长对计算机控制系统有一些影响，但不会影响控制性能

C、如果A/D的字长选择不合适有可能会使计算机控制系统产生极限环振荡

D、如果采样周期满足要求，A/D字长对系统没有影响

E、A/D字长可自由选择

答案：【如果A/D的字长选择不合适有可能会使计算机控制系统产生极限环振荡】5.单选题：计算机控制系统的组成包括：()

选项：

A、A/D、D/A、传感器、执行器和计算机

B、传感器、执行器和计算机

C、传感器、执行器、计算机和通信网络

D、A/D、D/A、滤波器和计算机

E、传感器、滤波器和执行电机

答案：【A/D、D/A、传感器、执行器和计算机】6.单选题：下列哪种现象是对控制系统有益的:()

选项：

A、采样引起的差拍现象

B、计算机控制系统的有限调节时间现象

C、计算机控制系统有限字长引起的振荡现象

D、大采样周期引起的振荡现象

E、采样所引入的干扰现象

答案：【计算机控制系统的有限调节时间现象】7.单选题：下面关于DCS系统说法错误的是：()

选项：

A、DCS系统采用分散控制的原理

B、DCS系统从上到下分成生产管理级、控制管理级和过程控制级等，形成分布式控制

C、控制管理级通过协调过程控制器的工作实现生成过程的动态优化

D、过程控制级完成制动生产计划和工艺流程管理

E、DCS可以将PLC作为核心设备

答案：【过程控制级完成制动生产计划和工艺流程管理】第二周第2章计算机控制系统的信号分析2（4学时）第2周单元测试1.单选题：已知f(t)的拉氏变换式，试求采样信号的拉氏变换式F*(s)（写成闭合形式（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】2.单选题：信号f(t)=l(t)被理想采样开关采样，采样周期为T，选择正确的采样信号表达式（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】3.单选题：信号被理想采样开关采样，采样周期为T，选择正确的采样信号表达式（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】4.单选题：从相频特性看，零阶保持器是一个相位滞后环节，设采样周期为T，则相位平均滞后（）

选项：

A、T

B、T/2

C、T/3

D、2T

E、3T

答案：【T/2】5.单选题：若数字计算机的输入信号为,设信号中的最高频率为定义为，试根据采样定理选择合适的采样周期（）。

选项：

A、50

B、100

C、200

D、500

E、1000

答案：【200】6.单选题：已经采样周期T=0.5s，在系统截止频率rad/s，计算零阶保持器所产生的相移（）

选项：

A、

B、

C、-0.5rad

D、

E、

答案：【】7.单选题：信号被理想采样开关采样，采样周期为T，选择正确的采样信号表达式（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】8.单选题：零阶保持器具有哪种滤波器的特性（）

选项：

A、带通滤波器

B、低通滤波器

C、高通滤波器

D、全通滤波器

E、全阻滤波器

答案：【低通滤波器】第三周，第3章计算机控制系统的数（4学时）第3章单元测试1.单选题：求脉冲传递函数的Z反变换。()

选项：

A、0.5t

B、t/0.5

C、0.5T

D、

E、

答案：【】2.单选题：确定函数的初值和终值。()

选项：

A、初值为1，终值为2

B、初值为2，终值为1

C、初值为0.5，终值为1

D、初值为1，终值为0.5

E、初值为1，终值为1

答案：【初值为1，终值为2】3.单选题：用z变换定义求下列脉冲序列的z变换:()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】4.单选题：定义单位阶跃函数，则零阶保持器的时域表达式为：()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】5.单选题：用Z变换法求解差分方程，已知输入信号，初始条件r(0)=0.()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】6.单选题：已知以下离散系统的差分方程为:，求该系统的脉冲传递函数：（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】7.单选题：求连续函数的采样信号的拉普拉斯变换式(写成闭合形式)：()

选项：

A、

B、

C、,

D、

E、

答案：【】8.单选题：求连续函数的采样信号的拉普拉斯变换式(写成闭合形式)：()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】9.单选题：求函数f(t)=t的Z变换（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】10.单选题：已知的Z变换为，试确定f(t)的终值。（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】第四周第4章计算机控制系统分析1（4学时）第4周单元测试1.单选题：s平面上的一对极点为，求在z平面上相应极点的位置（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】2.单选题：已知Z平面上的点，试求其映射至s平面上的位置，设采样周期T=0.1s。s平面坐标表示为（）。

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】3.单选题：已知单位反馈离散系统开环传递函数为，求使系统稳定时的k与T的关系（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】4.单选题：某一计算机控制系统的结构如图所示，当采样周期T＝0.5ｓ时，使系统稳定的K值范围是（）

选项：

A、0＜4.06＜4.06

B、2.02＜3.81＜3.81

C、-1＜3.5＜3.5

D、3＜6.441＜6.441

E、

答案：【0＜4.06＜4.06】5.单选题：已知离散系统闭环特征方程分别为(1)(2)(3)系统的稳定性情况是（）。

选项：

A、三个系统都稳定

B、（1）（2）不稳定，（3）稳定

C、（1）（3）不稳定，（2）稳定

D、（1）不稳定，（2）（3）稳定

E、（2）不稳定，（1）（3）稳定

答案：【（1）不稳定，（2）（3）稳定】6.单选题：已知系统的结构如图所示，其中k=1,T=0.1s,，输入r(t)=t，试用稳态误差系数法求稳态误差，并分析误差系数与T的关系。下面各选项中，正确的选项是（）。

选项：

A、稳态误差是0.5；误差系数和采样周期无关

B、稳态误差是0.5；误差系数和采样周期成正比

C、稳态误差是1；误差系数和采样周期无关

D、稳态误差是1；误差系数和采样周期成正比

E、稳态误差是0.5；误差系数和采样周期成反比

答案：【稳态误差是1；误差系数和采样周期无关】7.单选题：汽车行驶速度控制系统的结构图如图所示。（1）设D(z)=k，试判断干扰力矩为单位阶跃信号时所产生的稳态误差（依图直接判断）。（2）若T=0.2s，求使系统稳定的k值范围。（3）若该系统为连续系统时，求使系统稳定的k值范围。下面各选项中，正确的选项是（）。

选项：

A、

B、，0＜65.98;0＜1263＜1263＜6

C、

D、

E、；；

答案：【】8.单选题：已知，则G(z)稳定时K的取值范围()

选项：

A、0＜26.5＜26.5

B、1.35＜4.21＜4.21

C、0.1＜3.43＜3.43

D、0＜2.394＜2.394

E、

答案：【0＜2.394＜2.394】第五周第4章计算机控制系统分析2（4学时）第5周第4章计算机控制系统分析2单元测试1.单选题：计算机控制系统的框图如下，求当输入信号为单位斜坡时，系统的稳态误差（）

选项：

A、0

B、0.1

C、0.5

D、1

E、

答案：【1】2.单选题：考虑下图所示计算机控制系统，设采样周期T＝0.2ｓ，试求闭环系统稳定的k范围（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】3.单选题：开环脉冲传递函数的脉冲响应表达式是（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】4.单选题：如题图4-12所示的火星漫游车控制系统，若,分别为0.1s及1s，使系统稳定的k值范围是（）。题图4-12

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】5.单选题：计算机控制系统如下图所示，设，试求当输入为单位抛物线函数时的闭环系统稳态误差（）

选项：

A、0

B、0.1

C、0.5

D、2

E、

答案：【】6.单选题：求如图所示系统对单位阶跃输入时的稳态误差（）

选项：

A、0

B、0.31

C、0.23

D、3.5

E、

答案：【0】7.单选题：给定题图4-9所示系统，（1）试求使系统稳定的k值范围；（2）令采样周期T趋于0，求k值的范围（3）若将该系统作为连续系统，确定k值的范围。下面各选项中，正确的选项是（）。题图4-9习题离散系统结构图

选项：

A、;;

B、;;

C、;;

D、;;

E、;;

答案：【;;】8.单选题：给定系统如题图4-10所示，设指令输入,扰动输入,,,当，系统的稳态误差如何？（）题图4-10系统结构图

选项：

A、系统不稳定

B、系统稳定，系统稳态误差是0.33

C、系统稳定，系统稳态误差是0

D、系统稳定，系统稳态误差是0.36

E、系统不稳定，系统稳态误差是0.99

答案：【系统稳定，系统稳态误差是0】第六周第5章计算机控制系统的经典设计方法1（4学时）第6周单元测试1.单选题：最常用的表征控制器特性的主要指标不包含：()

选项：

A、零极点个数

B、系统的频带

C、采样频率

D、相位及幅值裕度

E、阶跃响应或脉冲响应形状

答案：【采样频率】2.单选题：关于PID算法中积分饱和的说法错误的是：()

选项：

A、因长时间出现偏差或偏差较大，计算出的控制量很大，超出D/A转换器所能表示的数值范围，所以出现积分饱和现象；

B、当控制量达到饱和后，闭环控制系统相当于被断开；

C、可以采用积分分离法实现积分饱和抑制；

D、可以采用不完全微分PID方法实现积分饱和抑制；

E、可以采用遇限削弱积分发实现积分饱和抑制；

答案：【可以采用不完全微分PID方法实现积分饱和抑制；】3.单选题：下面关于试凑法确定PID参数的说法错误的是：()

选项：

A、若稳态误差不能满足设计要求，则需加入积分控制；

B、在调整积分时间常数时，先把积分时间设定为较小值，并将整定得到的比例参数增大些，然后经过反复调整确定积分时间常数和比例系数；

C、若使用PI调节器消除了稳态误差，但动态过程仍不能满意，则可加入微分环节；

D、在整定的比例系数和积分时间常数的基础上，逐步增大微分时间常数，同时相应的改变比例系数和积分常数，逐步试凑以获得满意的调节效果；

E、先调整比例参数；

答案：【在调整积分时间常数时，先把积分时间设定为较小值，并将整定得到的比例参数增大些，然后经过反复调整确定积分时间常数和比例系数；】4.单选题：设连续传递函数为：，试用零极点匹配法使之离散化，令T=1s。（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】5.单选题：已知超前校正网络，采样周期T=0.1s,试用突斯汀变换进行离散化，其脉冲传递函数为：()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】6.单选题：已知S平面上相应特征根为，计算特征根所对应的阻尼比和无阻尼自然频率：()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、，

答案：【】7.单选题：计算机控制系统的设计可以采用连续域—离散化设计方法，下面说法错误的是：()

选项：

A、需要设计抗混叠前置滤波器

B、考虑ZOH的相位滞后，根据系统的性能指标和连续域设计方法，设计数字控制算法等效传递函数

C、若所设计的脉冲传递函数D(z)不满足要求，一般可以通过降低采样频率满足控制指标要求；

D、检验计算机控制系统闭环性能，若不满足指标要求需要重新设计；

E、选择合适的离散化方法，将等效传递函数离散化，获得脉冲传递函数，使两者性能尽量等效；

答案：【若所设计的脉冲传递函数D(z)不满足要求，一般可以通过降低采样频率满足控制指标要求；】8.单选题：已知连续传递函数，采样周期T=1s，若采用向前差分法将其离散化，求出其Z域的极点，并说明其稳定性。（）

选项：

A、，稳定

B、，不稳定

C、，稳定

D、，不稳定

E、，不稳定

答案：【，不稳定】第七周第5章计算机控制系统的经典设计方法2（4学时）第7周第5章计算机控制系统的经典设计方法2单元测试1.单选题：下面关于增量式PID的说法错误的是：()

选项：

A、增量式PID比较安全，因为一旦计算机出现故障，输出控制指令为零时，执行机构的位置仍可保持前一步的位置，不会给被控对象带来较大的扰动；

B、计算时不需要进行累加，仅需最近几次误差的采样值；

C、执行机构的实际位置需要用计算机以外的其他硬件(如步进电机)实现；

D、增量式PID的控制效果比位置PID控制控制效果好；

E、执行机构的实际位置需要用计算机以外的其他硬件(如步进电机)实现；

答案：【增量式PID的控制效果比位置PID控制控制效果好；】2.单选题：控制系统的时域控制指标不包括：()

选项：

A、上升时间;

B、峰值时间；

C、采样时间；

D、调节时间；

E、超调量；

答案：【采样时间；】3.单选题：假设系统的特征根为，下面的计算公式错误的是：()

选项：

A、超调量

B、上升时间

C、峰值时间

D、调节时间(5%误差带)

E、单位阶跃响应为：

答案：【上升时间】4.单选题：下面关于控制系统开环频域性能指标说法错误的是：()

选项：

A、低频段的形状及幅值大小充分反映了系统的稳定性，其结论与连续系统类似；

B、中频段的形状主要反映系统动态特性要求；

C、通常要求开环频率特性高频度幅值衰减要慢.

D、高频段反映系统抑制高频噪音的能力；

E、系统的动态性能通常以开环系统的截止频率、相位稳定裕度、幅值稳定裕度及其在附近幅频特性的斜率要求来描述；

答案：【通常要求开环频率特性高频度幅值衰减要慢.】5.单选题：已知计算机控制系统的连续被控对象为，采样周期T=0.1s，将G(s)变换至域：()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】6.单选题：试用零极点匹配法求控制器的等效离散控制器。()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】7.单选题：已知某连续控制器的传递函数为：，试用双线性变换法求出相应的数字控制器的脉冲传递函数D(z)，其中T=1s。()

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】8.单选题：增量式离散PID的表达式为：（）

选项：

A、

B、

C、

D、

E、

答案：【】第八周第7章计算机控制系统的组成以及实现技术（4学时）第8周单元测试1.单选题：在选择采样周期T时，以下哪个说法是错误的（）

选项：

A、要满足香农定理

B、采样周期要小，使离散接近连续

C、采样周期应接近对象扰动信号的周期

D、如果执行器的响应速度比较慢，则采样周期过小将失去意义

E、对单回路系统而言，采样周期的下限是使计算机完成采、运算和输出三件工作所需要的时间

答案：【采样周期应接近对象扰动信号的周期】2.单选题：相比普通软件，以下关于计算机控制软件的特点，哪项是错误的（）

选项：

A、计算机控制程序的实时性

B、计算机控制软件不允许时间延迟

C、偶然故障的自动恢复

D、模块化结构程序设计

E、对模拟量及不合理数据的处理

答案：【计算机控制软件不允许时间延迟】3.单选题：以下关于计算机控制系统的地线配置，哪项是错误的（）

选项：

A、高频电路就近多点接地

B、低频电路一点接地

C、交流地和信号地可以合并

D、信号地以5Ω导体一点入地

E、数字地和模拟地分开走线，只在一点汇在一起

答案：【交流地和信号地可以合并】4.单选题：以下关于电源系统的抗干扰措施，哪项是错误的（）

选项：

A、需要考虑被控对象的特性

B、需要考虑给定信号的变化频率

C、需要考虑执行机构的类型

D、与使用的控制算式无关

E、需要考虑控制的回路数

答案：【与使用的控制算式无关】5.单选题：设12位A/D转换器的输入电压为0~+5V,求出当输入模拟量为2.5V时的输出数字量（）

选项：

A、200H

B、400H

C、800H

D、600H

E、500H

答案：【800H】6.单选题：数字滤波与模拟滤波相比，哪个不是数字滤波的优点？()

选项：

A、不涉及硬件设备，可靠性高

B、当高频干扰与有用信号一起被采样时，高频干扰对系统输出无影响

C、参数修改方便

D、一个数字滤波器可以被许多通道“共用”

E、可以对频率很低的信号实现滤波

答案：【当高频干扰与有用信号一起被采样时，高频干扰对系统输出无影响】7.单选题：采样周期的选择需要考虑多种因素，以下哪项是错误的（）

选项：

A、合理配置和使用低通滤波器

B、可以不使用交流稳压装置

C、采用抗干扰能力强的开关电源

D、采用备用电源或不间断电源

E、采用备用电源或不间断电源

答案：【可以不使用交流稳压装置】8.单选题：被测温度变化范围是0～1000℃，要求误差不超过0.4，应选用分辨率为多少位的A/D转换器（）

选项：

A、4

B、8

C、12

D、16

E、14

答案：【12】9.单选题：以下哪种滤波器不是计算机控制系统常用的噪声滤波方法（）

选项：

A、平均值滤波

B、带阻滤波

C、中值滤波

D、惯性滤波

E、限幅滤波‍限幅滤波

答案：【带阻滤波】10.单选题：无论是内部干扰还是外部干扰，都能通过某种途径作用于系统，但不包括哪种途径（）

选项：

A、传导耦合

B、公共阻抗耦合

C、静电耦合

D、光电耦合

E、电磁耦合

答案：【光电耦合】计算机控制系统-结课测试计算机控制系统-结课测试1.单选题：在采样控制系统中,增大采样周期T，系统的稳定程度()。

选项：

A、降低

B、不变

C、增强

D、不确定

答案：【降低】2.单选题：采样控制控制系统与对应的连续控制系统系统相比,采样系统的稳定性().

选项：

A、增强

B、不变

C、减弱

D、相等

答案：【减弱】3.单选题：已知差分方程且给定其实条件,试求C(4).()

选项：

A、C(4)=-1

B、C(4)=3

C、C(4)=-5

D、C(4)=4

答案：【C(4)=-5】4.单选题：已知PI调节器，T=1秒试用双线性变换法将其离散，求D(z)。并写出k(k)表达式。