计算机控制新版系统试题答案.doc

计算机控制系统试卷一答案
班级： 姓名： 学号： 成绩：
一、简答题（每小题5分，共50分）
1. 画出经典计算机控制系统基础框图。
答：经典计算机控制系统基础框图以下：

2. 依据采样过程特点，能够将采样分为哪多个类型？
答：依据采样过程特点，能够将采样分为以下多个类型。
(1) 周期采样
指相邻两次采样时间间隔相等，也称为一般采样。
(2) 同时采样
假如一个系统中有多个采样开关，它们采样周期相同且同时进行采样，则称为同时采样。
(3) 非同时采样
假如一个系统中有多个采样开关，它们采样周期相同但不一样时开闭，则称为非同时采样。
(4) 多速采样
假如一个系统中有多个采样开关，每个采样开关全部是周期采样，但它们采样周期不相同，则称多速采样。
(5) 随机采样
若相邻两次采样时间间隔不相等，则称为随机采样。
3. 简述百分比调整、积分调整和微分调整作用。
答：(1)百分比调整器：百分比调整器对偏差是即时反应，偏差一旦出现，调整器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差方向改变，控制作用强弱取决于百分比系数KP。百分比调整器即使简单快速，但对于系统响应为有限值控制对象存在静差。加大百分比系数KP能够减小静差，不过KP过大时，会使系统动态质量变坏，引发输出量振荡，甚至造成闭环系统不稳定。
(2)积分调整器：为了消除在百分比调整中残余静差，可在百分比调整基础上加入积分调整。积分调整含有累积成份，只要偏差e不为零，它将经过累积作用影响控制量u，从而减小偏差，直到偏差为零。积分时间常数TI大，则积分作用弱，反之强。增大TI将减慢消除静差过程，但可减小超调，提升稳定性。引入积分调整代价是降低系统快速性。
(3)微分调整器：为加紧控制过程，有必需在偏差出现或改变瞬间，按偏差改变趋向进行控制，使偏差消亡在萌芽状态，这就是微分调整原理。微分作用加入将有利于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。
4. 采样保持器LF398工作原理图以下图，试分析其工作原理。

答：LF398电路原理：放大器A2作为比较器来控制开关S通断，若IN+电压高于IN-电压，则S闭合，由A1、A3组成跟随器，并向CH端外接保持电容充电；IN+电压低于IN-电压时，则S断开，外接电容保持S断开时刻电压，并经A3组成跟随器输出至。
5. 线性离散控制系统稳定充要条件是什么？
答：线性离散控制系统稳定充要条件是： 闭环系统特征方程全部根模｜zi｜<1，即闭环脉冲传输函数极点均在z平面单位圆内。
6. 为何会出现百分比和微分饱和现象？
答：当给定值发生很大跃变时，在PID增量控制算法中百分比部分和微分部分计算出控制增量可能比较大(因为积分项系数通常小得多，所以积分部分增量相对比较小)。假如该计算值超出了实施元件所许可最大程度，那么，控制作用肯定不如应有计算值理想，其中计算值多出信息没有实施就遗失了，从而影响控制效果。
7. 什么是振铃现象？怎样消除振铃现象？
答：所谓振铃(Ringing)现象，是指数字控制器输出以二分之一采样频率大幅度衰减振荡。有两种方法可用来消除振铃现象。第一个方法是先找出D(z)中引发振铃现象因子(z=-1周围极点)，然后令其中z=1，依据终值定理，这么处理不影响输出量稳态值。第二种方法是从确保闭环系统特征出发，选择适宜采样周期T及系统闭环时间常数Tc，使得数字控制器输出避免产生强烈振铃现象。
8. 什么是嵌入式系统？怎样了解嵌入式系统定义？
答：现在中国普遍被认同嵌入式系统定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功效、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求专用计算机系统。通常，从以下多个方面来了解嵌入式系统定义：
(1)以应用为中心是指嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用。
(2)嵌入式系统以计算机技术为基础，是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术，甚至传感器等优异技术和Internet网络技术和具体应用对象相结合后产物。这一点就决定了它肯定是一个技术密集、资金密集、高度分散、不停创新知识集成系统。
嵌入式系统能够依据实际系统需要对软、硬件进行剪裁以适应实际系统在功效、可靠性、成本、体积、功耗等方面要求。说明嵌入式系统存在着一个较为通用软、硬件内核。这个内核往往是几kB到几十kB之间微内核，正是因为微内核存在，才使得嵌入式系统能够依据实际应用系统需要在软、硬件方面得以顺利地裁剪或扩充。
9. 简述网络控制系统特点。
答：网络控制系统通常含有下述特点：
(1) 非定常性。数据抵达时刻不再是定常和有规则, 更不能再用简单采样时间来刻画。
(2) 非完整性。因为数据在传输中可能发生丢失和犯错，数据不再是完整，当然数字控制中也可能有类似现象，但在网络控制中发生可能性要大得多。
(3) 非有序性。因为网络传输时间不确定，先产生数据可能迟于后产生数据抵达远程控制系统。所以, 数据抵达次序可能不再遵守原有时间次序。
(4) 非确定性。因为数据抵达随机性，整个控制过程已不再是一个确定性系统,而是一个随机系统。
10. 简述故障诊疗技术所包含内容。
答：故障诊疗关键包含以下多个方面内容。
(1) 故障特征提取
经过测量用定量和定性信息处理技术获取反应系统故障特征描述。
(2) 故障分离和估量
依据取得故障特征确定系统是否出现故障和故障程度。
(3) 故障评价和决议
依据故障分离和估量结论对故障危害及严重程度做出评价，近而决议出是否停止任务进程和是否需要维修更换故障元部件。
二、已知系统差分方程为 （10分）

输入信号是

初始条件为，试写出输出脉冲序列。
解：

…
三、设被控对象传输函数为，在对象前接有零阶保持器，试求广义对象脉冲传输函数。 （10分）
解：广义对象传输函数

对应脉冲传输函数为

四、已知被控对象传输函数为

试用“二阶工程最好”设计法确定模拟控制器Gc(s)，并用后向差分法给出等效数字控制器形式。（10分）
解：经动态校正后系统开环传输函数为

应选择Gc(s)为PI控制器，其基础形式为

为使PI控制器能抵消被控对象中较大时间常数，可选择

则有

依据二阶工程最好设计法则，应有

解之得

于是得到模拟控制器传输函数为

对以上模拟PI控制器，依据后向差分近似等效变换方法，得等效数字控制器：

五、已知广义被控对象:, 给定T=1s (20分)
针对单位斜坡输入设计最小拍有纹波控制系统, 并画出系统输出波形图。
解：由已知条件，被控对象含有一个积分步骤，有能力产生单位斜坡响应。
求广义对象脉冲传输函数为

能够看出，G(z)零点为-0.718(单位圆内)、极点为1(单位圆上)、0.368(单位圆内)，故u=0,v=0(单位圆上除外),m=1。依据稳定性要求，G(z)中z=1极点应包含在Φe(z)零点中，因为系统针对等速输入进行设计，故p=2。为满足正确性条件另有Φe(z)=(1－z1)2F1(z),显然正确性条件中已满足了稳定性要求，于是可设

解得 。
闭环脉冲传输函数为

则

（图略）。

]
计算机控制系统试卷二答案
班级： 姓名： 学号： 成绩：
一、 简答题（每小题4分，共40分）
1. 连续控制系统相比，计算机控制系统含有哪些特点？
答：和连续控制系统相比，计算机控制系统含有以下特点：
(1) 计算机控制系统是模拟和数字混合系统。
(2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机经过程序实现（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，所以含有很大灵活性和适应性。
(3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现复杂控制规律。
(4) 计算机控制系统并不是连续控制，而是离散控制。
(5) 一个数字控制器常常能够采取分时控制方法，同时控制多个回路。
(6) 采取计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制和管理一体化，使工业企业自动化程度深入提升。
2. 简述计算机控制系统通常控制过程。
答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理。
(2) 实时控制，即按已设计控制规律计算出控制量，实时向实施器发出控制信号。
3. 简述经典计算机控制系统中所包含信号形式。
答：(1) 连续信号
连续信号是在整个时间范围全部有定义信号，它幅值能够是连续,也能够是断续。
(2) 模拟信号
模拟信号是在整个时间范围全部有定义信号，它幅值在某一时间范围内是连续。模拟信号是连续信号一个子集，在大多数场所和很多文件中，将二者等同起来，均指模拟信号。
(3) 离散信号
离散信号是仅在各个离散时间瞬时上有定义信号。
(4) 采样信号
采样信号是离散信号子集，在时间上是离散、而幅值上是连续。在很多场所中，我们提及离散信号就是指采样信号。
(5) 数字信号
数字信号是幅值整量化离散信号，它在时间上和幅值上均是离散。
4. 线性定常离散系统稳态误差是否只和系统本身结构和参数相关？
答：线性定常离散系统稳态误差，不仅和系统本身结构和参数相关，而且和输入序列形式及幅值相关。除此之外，离散系统稳态误差和采样周期选择也相关。
5. 增量型PID控制算式含有哪些优点？
答：(1)计算机只输出控制增量，即实施机构位置改变部分，所以误动作影响小。
(2)在i时刻输出ui，只需用到此时刻偏差，和前一时刻、前两时刻偏差ei-1、ei-2和前一次输出值ui-1，这大大节省了内存和计算时间。
(3)在进行手动—自动切换时，控制量冲击小，能够较平滑地过渡。
6. 怎样利用试凑法调整PID算法参数？
答：(1)先整定百分比部分：将百分比系数KP由小调大，并观察对应系统响应趋势，直到得到反应快、超调小响应曲线。假如系统没有静差或静差已小到许可范围之内，同时响应曲线已较令人满意，那只需用百分比调整器即可，最优百分比系数也由此确定。
(2)假如在百分比调整基础上系统静差不能满足设计要求，则需加入积分步骤。整定时通常先置一个较大积分时间系数TI,同时将第一步整定得到百分比系数KP缩小部分(比如取原来80%)，然后减小积分时间系数，使在保持系统很好动态性能指标基础上，系统静差得到消除。在此过程中，能够依据响应曲线改变趋势反复地改变百分比系数KP和积分时间系数TI,从而实现满意控制过程和整定参数。
(3)假如即使有百分比积分控制器消除了偏差，但动态过程仍不令人满意，则能够加入微分步骤，组成PID控制器。在整定时，可先置微分时间系数TD为零，在第二步整定基础上，增大微分时间系数TD，同时对应地改变百分比系数KP和积分时间系数TI，逐步试凑，以取得满意调整效果和控制参数。
7. 简述对偶原理基础内容。
答：对偶原理：设S1=(A,B,C)、S2=(AT, CT, BT)是互为对偶两个系统，则S1能控性等价于S2能观察性；S1能观察性等价于S2能控性。或说，若S1是状态完全能控(完全能测观)，则S2是状态完全能观察(完全能控)。
8. 和应用了传统通用计算机数字产品相比，嵌入式系统有哪些特点？
答：系统内核小；系统精简；高实时性和高可靠性；智能化和网络化；专用性强；需要有专用开发工具和环境。
9. 尖峰干扰是一个频繁出现叠加于电网正弦波上高能随机脉冲，怎样防治尖峰脉冲干扰？
答：尖峰干扰是一个频繁出现叠加于电网正弦波上高能随机脉冲，其幅度可达几千伏，宽度只有多个毫微秒或多个微秒，出现位置也无规律，所以采取常规抑制措施是无效，而必需采取综合治理措施：
(1)“远离”干扰源。
(2) 用硬件设备抑制尖峰干扰影响。
较常见抑制方法有三种：在交流电源输入端并联压敏电阻；采取铁磁共振原理，如采取超级隔离变压器；在交流电源输入端串入均衡器。
(3) 在大功率用电设备上采取方法抑制尖峰干扰产生。
(4)采取“看门狗”(Watchdog)技术。
10. 什么是硬件故障冗余系统？
答：硬件故障冗余系统定义是：假如一个系统在出现一定运行性故障时，依靠系统冗余硬件内驻能力，仍能保持系统连续正确地实施其程序和输入、输出功效，则称这一系统为硬件故障冗余系统。
二、已知系统框图以下所表示： T=1s (15分)
y(t)
T

r(t)

-—

试确定闭环系统稳定时K取值范围。
解：广义对象传输函数

对应脉冲传输函数为

此时系统特征方程为

采取双线性变换
可得等效特征方程为

此时，劳斯表为
w2 （1-0.0381K） 0.924K → K< 26.2
w1 0.924－0.386K → K< 2.39
w0 0.924K → K> 0
故K改变范围为 0< K < 2.39。
三、已知某连续控制器传输函数为 （10分）

试用双线性变换法求出对应数字控制器脉冲传输函数，并给出控制器差分形式。其中。
解：令
控制器差分形式为

四、已知离散控制系统结构以下所表示，采样周期，输入信号，求该系统稳态误差。 （10分）

r(t)
y(t)

解：系统开环脉冲传输函数为

则误差脉冲传输函数为

稳态误差为

五、已知广义被控对象为 （15分）

其中，T=1s。期望闭环脉冲传输函数中时间常数取为Tc=0.5s,应用史密斯预估器方法确定数字控制器。
解：不含纯滞后广义对象脉冲传输函数为

广义对象脉冲传输函数为

不考虑纯滞后，闭环系统理想脉冲传输函数为
，进而
求得
于是得史密斯预估器以下

六、采取逐点比较法插补圆弧OP，起点坐标O(0，5)，终点坐标P(5，0)，圆心在原点。要求以表格形式给出插补计算过程，并画出插补运动轨迹。（10分）
解：

步数
误差判别
坐标进给
下一步误差计算
进给后动点坐标
终点判别
初始化

F＝0
x=0, y=5
∑=10
1
F=0
-y
F=F-2y+1= -9
x=0，y=y-1=4
∑=∑-1=9
2
F<0
+x
F=F+2x+1= -8
x=x+1=1, y=4
∑=∑-1=8
3
F<0
+x
F=F+2x+1= -5
x=x+1=2, y=4
∑=∑-1=7
4
F<0
+x
F=F+2x+1=0
x=x+1=3, y=4
∑=∑-1=6
5
F=0
-y
F=F-2y+1= -7
x=3，y=y-1=3
∑=∑-1=5
6
F<0
+x
F=F+2x+1=0
x=x+1=4, y=3
∑=∑-1=4
7
F=0
-y
F=F-2y+1= -5
x=4，y=y-1=2
∑=∑-1=3
8
F<0
+x
F=F+2x+1=4
x=x+1=5, y=2
∑=∑-1=2
9
F>0
-y
F=F-2y+1=1
x=5，y=y-1=1
∑=∑-1=1
10
F>0
-y
F=F-2y+1=0
x=5，y=y-1=0
∑=∑-1=0End
（图略）

计算机控制系统试卷三答案
班级： 姓名： 学号： 成绩：
一、 简答题 （每小题4分，共40分）
1. 简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器作用。
答：开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还含有电平转换功效。
2. 回复下述电路中克服共模干扰工作原理。

答：平时，开关S1i(i=1,2,...,n)处于闭合状态，Ci电压跟踪Vi输入值，开关S2i(i=1,2,...,n)处于断开状态。需检测Vi时，则令S1i断开,S2i闭合，放大器A输出经采样保持器送至A/D转换器化为数字量，然后开关再恢复平时状态。在采样、转换过程中，放大器A不和任何模拟量信号输入共地，电容Ci电压均为差模电压，这么就克服了共模电压影响。
3. 什么是采样或采样过程？
答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值序列过程，有时也称为离散化过程。
4. 线性离散系统脉冲传输函数定义是什么？
答：线性离散系统脉冲传输函数定义为零初始条件下，系统或步骤输出采样函数z变换和输入采样函数z变换之比。
5. 何为积分饱和现象？
答：在标准PID位置算法中，控制系统在开启、停止或大幅度提降给定值等情况下，系统输出会出现较大偏差，这种较大偏差，不可能在短时间内消除，经过积分项累积后，可能会使控制量u(k)很大，甚至超出实施机构极限umax。另外，当负误差绝对值较大时，也会出现u<umin另一个极端情况。显然，当控制量超出实施机构极限时，控制作用肯定不如应有计算值理想，从而影响控制效果。这类现象在给定值突变时轻易发生，而且在起动时尤其显著，故也称“起动效应”。
6. 等效离散化设计方法存在哪些缺点？
答：等效离散化设计方法存在以下缺点：
(1) 必需以采样周期足够小为前提。在很多实际系统中难以满足这一要求。
(2) 没有反应采样点之间性能。尤其是当采样周期过大，除有可能造成控制系统不稳定外，还使系统长时间处于“开环”、失控状态。所以，系统调整品质变坏。
(3) 等效离散化设计所结构计算机控制系统，其性能指标只能靠近于原连续系统(只有当采样周期T=0时，计算机控制系统才能完全等同于连续系统)，而不可能超出它。所以，这种方法也被称为近似设计。
7. 何为最少拍设计？
答：最少拍设计，是指系统在经典输入信号(如阶跃信号，速度信号，加速度信号等)作用下，经过最少拍(有限拍)，使系统输出稳态误差为零。
8. 给出单输入—单输出线性定常离散系统能控性和能观性和
其脉冲传输函数之间关系。
答：单输入—单输出线性定常离散系统完全能控和完全能观充足必需条件是脉冲传输函数不存在零、极点相消。假如存在着零、极点相消，系统或是不完全能控，或是不完全能观，或既不完全能控又不完全能观。
9. 嵌入式处理器可分为哪多个类型？
答：嵌入式处理器又能够分为以下四类：
(1) 嵌入式微控制器MCU（MicroController Unit）
(2) 嵌入式微处理器MPU（MicroProcessor Unit）
(3) 数字信号处理器DSP（Digital Signal Processor）
(4) 嵌入式片上系统（System on Chip，SoC）
10. 针对实际系统可能发生故障，通常从哪多个方面对故障进
行分类？
答：实际系统可能发生故障是多个多样，能够从下面多个方面对故障进行分类：
(1) 从故障发生部位看，分为传感器故障、实施器故障和受控对象故障。
(2) 依据故障性质，分为突变故障和缓变故障。
(3) 从建模角度出发，可分为乘性故障和加性故障。
(4) 从故障间相互关系，分为单故障和多故障、独立故障和局部故障。

y*(t)
二、已知系统框图以下所表示： T=1s (15分)
T

r(t)

y(t)

试写出离散系统动态方程。
解：所给系统脉冲传输函数为

令进而
则
取于是得以下状态方程

写成矩阵形式为

三、已知广义被控对象为 （15分）

其中，T=1s。期望闭环脉冲传输函数中时间常数取为Tc=0.5s,应用大林算法确定数字控制器。
解：广义对象脉冲传输函数为

闭环系统理想脉冲传输函数为

得大林控制器以下

四、已知被控对象 （15分）

设计一个特征值为全维状态观察器，并画出对应状态变量结构图。
解：能观性矩阵满秩，故系统能观察，可设计状态观察器。令输出误差反馈矩阵
观察器期望特征方程为

观察器特征方程为

比较上面两式，可得
(状态变量图略)。
五、已知某系统连续控制器传输函数 （15分）

试分别用阶跃响应和脉冲响应不变法求等效数字控制器，并写出对应差分方程表示式。其中采样周期。
解：1. 阶跃响应不变法
由可推得数字控制器差分方程形式以下

2. 脉冲响应不变法

由可推得数字控制器差分方程形式以下

计算机控制系统试卷四答案
班级： 姓名： 学号： 成绩：
一、 简答题 （每小题3分，共30分）
1. 使用光电隔离器件时，怎样做到器件两侧电气被根本隔离？
答：光电隔离器件两侧供电电源必需完全隔离。
2. 给出多通道复用一个D/A转换器原理示意图。
答：

3. 什么是信号重构？
答：把离散信号变为连续信号过程，称为信号重构，它是采样逆过程。
4. 写出零阶保持器传输函数，引入零阶保持器对系统开环传
递函数极点有何影响？
答：零阶保持器传输函数为。零阶保持器引入并不影响开环系统脉冲传输函数极点。
5. 阶跃响应不变法基础思想是什么？
答：阶跃响应不变法基础思想是：离散近似后数字控制器阶跃响应序列和模拟控制器阶跃响应采样值一致。
6. 怎样消除积分饱和现象？
答：减小积分饱和关键在于不能使积分项累积过大。所以当偏差大于某个要求门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调整器，既能够加紧系统响应又能够消除积分饱和现象，不致使系统产生过大超调和振荡。只有当误差e在门限之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提升控制精度。
7. 给出常规直接设计法或离散化设计法具体设计步骤。
答：直接设计法或称离散化设计法具体设计步骤以下：
(1)依据已知被控对象，针对控制系统性能指标要求及其它约束条件，确定理想闭环脉冲传输函数。
(2)确定数字控制器脉冲传输函数D(z)；依据D(z)编制控制算法程序。
8. 采取状态反馈任意配置闭环系统极点充足必需条件是什
么？
答：采取状态反馈任意配置闭环系统极点充足必需条件是系统状态完全能控。
9. 说出实施信号隔离关键方法。
答：信号隔离方法关键有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适适用于模拟信号隔离，光电隔离则尤其适合数字信号隔离。
10. 故障诊疗中状态估量方法基础思想是什么？
答：故障诊疗中状态估量方法基础思想是：首先重构被控过程状态，经过和可测变量比较组成残差序列，再结构合适模型并用统计检验法，从残差序列中把故障诊疗出来。所以，这就要求系统可观察或部分可观察，通常见多种状态观察器或滤波器进行状态估量。
二、已知系统框图以下所表示： T=1s (15分)

y(t)
T
r(t)

-—

试求闭环离散系统闭环脉冲传输函数，并判别系统稳定性。
解：广义对象脉冲传输函数为

系统闭环脉冲传输函数为

则闭环系统特征方程为

由z域直接判据
① ｜W(0)｜=0.632<1
② W(1)=1-1+0.632>0
③ W(-1)=1+1+0.632>0
知闭环系统稳定。
三、已知某被控对象传输函数为 (15分)

要求设计成单位反馈计算机控制系统，结构以下图所表示。采样周期为T＝1s。要求闭环特征根为0.4和0.6。试求数字控制器。

解：广义对象脉冲传输函数为

依据要求设定闭环脉冲传输函数为

四、已知控制系统被控对象传输函数为，采样周期T=1s，若选闭环系统时间常数，试用大林算法设计数字控制器。若出现振铃现象，修正数字控制器，消除振铃现象。（20分）
解：采样周期T=1s，期望闭环脉冲传输函数为

进而

被控装置广义脉冲传输函数

则

由振铃现象产生原理知，用常规大林算法设计被控对象为二阶系统必产生振铃现象。在D(z)中靠近z＝-1两个因子中令z＝1来消除振铃现象，即

五、求出双积分系统控制对象离散状态方程，假设系统全部状态皆不可直接测量，设计全维状态观察器实现实状况态反馈，并把闭环两个极点全部配置在0.1，观察器特征方程两个根配置在原点。（T=1s） （20分）
解：系统广义对象脉冲传输函数为

可写其能控标准型实现为

对应能观性矩阵为
满秩，故系统能观，可设计观察器。
先求状态观察器增益矩阵
状态观察器特征多项式为

观察器期望特征多项式为

比较上面两式z各次幂项系数得
再求状态反馈增益矩阵
期望闭环特征方程为

则引入状态反馈后系统闭环特征方程为

比较上面二方程z各次幂项系数，得

计算机控制系统试卷五答案
班级： 姓名： 学号： 成绩：
一、 简答题（每小题4分，共40分）
1. 简述采样定理基础内容。
答：采样定理: 假如连续信号含有有限频谱，其最高频率为,则对进行周期采样且采样角频率时，连续信号能够由采样信号唯一确定，亦即能够从无失真地恢复。
2. 线性离散控制系统稳定充要条件是什么？
答：线性离散控制系统稳定充要条件是： 闭环系统特征方程全部根模｜zi｜<1，即闭环脉冲传输函数极点均在z平面单位圆内。
3. 脉冲响应不变法基础思想是什么？
答：脉冲响应不变法基础思想是：离散近似后数字控制器脉冲响应gD(kT)是模拟控制器脉冲响应采样值g(kT)T倍。
4. 写出增量型PID差分控制算式。
答：增量型PID控制算式能够写为

5. 怎样消除百分比和微分饱和现象？
答：“积分赔偿法”。其中心思想是将那些因饱和而未能实施增量信息积累起来，一旦有可能再补充实施。这么，动态过程也得到了加速。即，一旦超限，则多出未实施控制增量将存放在累加器中；当控制量脱离了饱和区，则累加器中量将全部或部分地加到计算出控制增量上，以补充因为限制而未能实施控制。
6. 给出线性定常离散系统能控性定义。
答：对于n阶线性定常离散系统；，若存在有限个输入向量序列能将某个初始状态在第l步控制到零状态，即，则称此状态是能控。若系统全部状态全部是能控，则称此系统是状态完全能控，或简称系统是能控。
7. 给出线性定常离散系统能观性定义。
答：若系统 若已知输入序列和有限个采样瞬间测量到输出序列，即，能够唯一地确定出系统任意初始状态，则称系统是状态能观察，或简称能观察。
8. 简述计算机网络功效及特点。
答：(1)数据信息快速传输和处理，以实现实时管理和实时监控。
(2) 可共享计算机系统资源。
(3) 提升了计算机可靠性。
(4) 能均衡负载、相互协作。
(5) 能进行分布处理。在计算机网络中，可依据具体要求选择网内最适宜资源来处理。
(6) 计算机网络智能化，提升了网络性能和综合多功效服务，并能愈加合理地进行应用，以提升综合信息服务水平。
9. 基于Internet网络控制在控制领域应用中有着怎样优势？
答：基于Internet网络控制在控制领域应用中有着以下优势：
(1) 能够远程遥监测、控制被控对象特征和行为、
(2) 能使世界各地教授足不出户、协同作业对被控对象进行控制。
(3) 从商业角度来说，因为职员地理可分散性，大大提升了企业或企业经营效率，从而降低了企业或企业经营成本。
10. 为提升计算机控制系统可靠性，通常采取方法有哪些？
答：为提升计算机控制系统可靠性，通常采取以下多个方法：
(1) 提升元器件和设备可靠性。
(2) 采取抗干扰方法，提升系统对环境适应能力。
(3) 采取可靠性设计技术。
(4) 采取故障诊疗技术。
二、已知 ，求。 （10分）
解：

三、已知系统框图以下所表示： T=1s (10分)
T
y(t)
r(t)

-—

判别系统稳定性。
解：系统开环传输函数为

系统闭环特征方程

采取双线性变换得w平面特征方程为

建立劳斯表
w2 2.104 0.632
w1 1.264
w0 0.632
由劳斯判据可知系统稳定。
四、用后向差分法求下列模拟滤波器D(s)等效数字滤波器，并给出差分递推算式，设T=1s, (10分)

解：使用后项差分离散化方法，令，则

可得其差分递推算式为

五、已知广义被控对象:, 给定T=1s (20分)
针对单位阶跃输入设计最小拍无纹波控制系统, 并画出系统输出波形图。
解：广义对象脉冲传输函数为

能够看出，G(z)零点为-0.718(单位圆内)、极点为1(单位圆上)、0.368(单位圆内)，故w=0,v=0(单位圆上除外), m=1。针对阶跃输入进行设计，故p=1。于是可设

解得 。
闭环脉冲传输函数为

则

（图略）
六、采取逐点比较法插补直线OP，起点坐标O(0，0)，终点坐标P(5，-4)，要求以表格形式给出插补计算过程，并画出插补运动轨迹。（10分）
解：插补运算过程以下
步数
误差判别
坐标进给
误差计算
终点判别
初始化

F=0
∑=5+4=9
1
F=0
+x
F=F-yp= -4
∑=∑-1=8
2
F<0
-y
F=F+xp=1
∑=∑-1=7
3
F>0
+x
F=F-yp= -3
∑=∑-1=6
4
F<0
-y
F=F+xp=2
∑=∑-1=5
5
F>0
+x
F=F-yp= -2
∑=∑-1=4
6
F<0
-y
F=F+xp=3
∑=∑-1=3
7
F>0
+x
F=F-yp= -1
∑=∑-1=2
8
F<0
-y
F=F+xp=4
∑=∑-1=1
9
F>0
+x
F=F-yp=0
∑=∑-1=0 End
（图略）