控制工程基础第1阶段练习题.doc

江南大学现代远程教育第一阶段练习题

考试科目：《控制工程基础》第1 章至第2 章（总分100分）
______________学习中心(教学点） 批次： 层次：
专业： 计算机 学号：身份证号：
姓名:得分：
一、名词解释(15分）
1。 开环控制系统
2。 非线性补偿
3.重构
二、判断题（10分，对的作符号“O"，错的作符号“×”）
1。 控制系统是由控制部分和执行机构两部分组成。( )
2。 操作指导控制系统可以实现最优控制.（ ）
3. 统一信号电平的目的是可以充分利用A/D的转换精度。（ ）
4. 计算机可以直接处理数字信号。（ ）
5.输入输出信号采用电流传输有利于抗干扰.（ ）
三、多选题(15分)
1。 控制系统中的系统软件包括（ )
a. 操作系统b.信息处理 c。事故处理算法 d.诊断系统
2. 分布式控制系统的结构有（ ）
a. 分散控制 b. 网状结构 c。 环型结构d.左右结构e. 递阶结构
3. 采样周期的选择方法一般有（ ）
a.根据香浓定理b。根据D/A的转换速度c。 根据计算速度d。根据经验参数
四、计算题（10分）
最大超调量（简称超调量)σ是控制系统的一个重要指标.现设某系统过渡过程曲线第一次达到的最大输出值为54;过渡过程曲线的稳态值是50,系统允许的最大超调量是10%,请判断在此状态下，该系统能否正常运行？
五、简述题（50分)
1. 信号滤波的意义和途经是什么?
2。 监督系统(SCC）的特点和优点是什么?
3. 计算机控制系统的组成。
4。 按照控制规律分类，计算机控制系统可分成哪几类？各有什么特点？
5. 干扰的来源及抗干扰的主要方法是什么？
答案:
一、名词解释(15分）
1. 答:开环控制系统：系统必须通过人工的干预才能达到控制的目的，就称之为开环系统。
2. 答:许多传感器的输出信号与被测参数之间呈非线性,为此,需要进行非线性补偿。非线性补偿可用硬件实现， 也可以用软件来实现。
3。答：重构也就是将数字量变换为模拟量,一般先用D/A将数字量变为离散的模拟量，再经保持器将其变成模拟信号，以便与现场的模拟设备相匹配。
二、判断题（10分，对的作符号“O"，错的作符号“×”）
1。 × 2。 × 3。O 4。 O5. O
三、多选题（15分)
1。 a，b,d 2。 a,b,c,e 3。 a， c，d
四、计算题(10分）
答：最大超调量σ=×100％=×100％=8%
由于8%小于系统允许的最大超调量是10%，,所以该系统能够正常运行
五、简述题（50分）
1。 由于工业现场干扰因素多,因此来自工业现场的模拟信号中，常混杂有各种干扰信号，这些干扰信号如不去掉，将会对系统产生各种不利的影响，为此应该通过滤波，把这样的干扰滤除掉。滤波方法有硬件法和软件法之分.硬件方法常用RC滤波器和有源滤波器来滤除高于有用信号频率的那部分干扰,也有称之为模拟预滤波;用软件方法可以滤除与有用信号频率重合的那部分干扰，它有多种方法，如程序判断滤波、中值滤波、算术平均滤波、复合滤波和加权平均滤波等。
2.答：在计算机监督控制系统中，由计算机按照描述生产过程的数学模型,计算出最佳给定值后，通过输出通道,去送给模拟调节器或者DDC计算机，最后由模拟调节系统或DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程处于最优工作情况.
3。答：计算机控制系统主要由硬件和软件二大部分组成.
其中硬件包括：1.主机，2。接口与输入输出通道，3。通用外部设备,4。检测元件及仪表（变送器、执行机构)，5。操作台（控制台、控制柜）等;
软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和，主要由系统软件和应用软件组成,而系统软件又包含操作系统、语言加工程序和服务性程序及开发系统等。
4.答:按照控制规律，计算机控制系统可分成程序控制和顺序控制、PID控制、最少拍控制、复杂控制规律和智能控制等5类起主要特点是：
1.程序控制和顺序控制：按实现设定的顺序或节拍来进行控制;
2。 PID控制:这是一种最经典也是使用最多的一种控制规律，按照比例、积分和微分的规律进行控制；
3.最少拍控制:这是一种设计成使系统能在最少采样节拍里完成调节过程的控制,故常称为最短时间控制或时间最优控制.多用于数字随动系统设计中；
4。复杂控制规律：包含串级、前馈、纯滞后补偿控制、解耦控制、最优控制、自适应控制、自学习控制等；
5.智能控制:这是一种高级而复杂的控制。它要模拟人的听觉、视觉、感觉、思维推理等过程.如智能机器人控制.
5. 答：干扰产生于干扰源，它有的来自外部，有的来自系统本身.
内部干扰主要有：交流声，不同信号的感应,多点接地造成的电位差引起的干扰，寄生振荡引起的干扰以及热噪声干扰等等。按干扰作用方式的不同，它可分为常态干扰和共态干扰两种。所谓常态干扰就是迭加在被测信号上的干扰。而共态干扰即共模干扰，它是指模数（A/D）转换器的两个输入端上共有的干扰电压。
外部干扰有各种电磁波、温度、湿度、雷电等.
抗干扰的基本原则与方法主要有：
1. 消除干扰源；
2. 远离干扰源，
3. 防止干扰窜入.
4. 电源系统的抗干扰措施
5. 输入、输出信号传送线路的抗干扰措施
① 尽量采用电流传输(如0~10m, 4~20mA）
② 尽量采用双绞屏蔽线
③ 不要与动力线平行接近布线
6. I/O接口部分的抗干扰措施
① 采用差动式运算放大器
② 数字量采用光电隔离技术