同濟大學課程考核試卷(B卷)

同濟大學課程考核試卷〔B卷〕2021—2021學年第二學期命題教師簽名：審核教師簽名：課號：102032 課名：計算機控制系統(tǒng)考試考查：考試此卷選為：期中考試()、期終考試(■)、重考()試卷年級專業(yè)學號姓名得分 填空〔每空1.5分，共30分〕D/A變換器將信號轉換為相應的信號。在1個采樣周期內將信號保持為常值形成階梯狀信號的保持器稱為。理想采樣信號的頻譜與連續(xù)函數(shù)的頻譜有十分密切的關系。設T為采樣周期，那么采樣角頻率=。當k=0時，=，該項稱為采樣信號的根本頻譜。當時，派生出以為周期的高頻頻譜分量，稱為旁帶。假設連續(xù)信號最高頻率超過乃奎斯特頻率=，那么采樣后頻譜發(fā)生混疊。在_____條件下，系統(tǒng)輸出與輸入脈沖序列的Z變換之比稱為系統(tǒng)的___。在上述條件下，差分方程y(k+2)+5y(k+1)+3y(k)=u(k+2)-3u(k+1)〔u為輸入信號y為輸出信號〕所示系統(tǒng)的輸出與輸入脈沖序列的Z變換之比Y(z)/U(z)=_________________。S平面的左半平面對應Z平面的，S平面的虛軸對應Z平面的。閉環(huán)系統(tǒng)的星圖如下，試寫出其閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)Ф(z)=。閉環(huán)采樣控制系統(tǒng)的動態(tài)響應和系統(tǒng)的閉環(huán)極點有關，極點越接近原點，過渡響應越。當極點為_時，過渡響應最快，此時稱為控制。達林算法是一種___________設計方法，其期望的閉環(huán)傳遞函數(shù)(s)=____________，假設G(z)、(z)，那么控制器D(z)=_________________。使用達林算法為具有純滯后環(huán)節(jié)的控制對象設計數(shù)字控制器時，設采樣周期為T，系統(tǒng)輸出可能發(fā)生周期為2T的上下擺動,稱為現(xiàn)象。產生該現(xiàn)象的原因是數(shù)字控制器包含處的極點。〔后面大題中數(shù)字均取小數(shù)點后3位數(shù)字〕〔10分〕Letpulsetransferfunction，Obtainitsstate-spaceequationandoutputequation.〔5分〕Drawtheblockdiagramforthestate-spaceform.〔5分〕〔10分〕UseJurystabilitycriteriontoanalyzethestabilityofthesystem〔20分〕，T=1：Usingstepinvariance,backwardrectangleruleandbilineartransformationtodiscretizeD(s).〔15分〕FortheD(z)obtainedwithbackwardrectanglerule,supposetheinputsignalise(t)andoutputsignalisu(t),determinetheanalyticalsolutionofu(k)whene(k)isunitstep.〔5分〕〔20分〕D(z)ZOHG(s)R(s)Y(s)G(z)T_、D(z)＝K、T＝0.5Drawtherootlocusforthissystemonzplane,thenlineoutcoordinates(坐標)oftheopen-loopzeros,poles,breakawaypoint(別離點)andbreak-inpoint(會合點).ComputethevalueofcriticalK(臨界穩(wěn)定K值)andcorrespondingcoordinatesoftheroots.DeterminetherangeofKwhichcanmaketheoutputofthissystemisadampingoscillationform(系統(tǒng)輸出為有阻尼振蕩形式)wheninputsignalisaunitstep.〔10分〕where,trytodesignadead-beatcontrollerwithoutinter-samplingripplesD(z)inresponsetounitrampsignal.B卷答案：填空〔每空1.5分，共30分〕數(shù)字編碼，模擬，ZOH/零階保持器2π/T,1/T,,π/T零初始，脈沖傳遞函數(shù)，單位圓內部，單位圓周快，0，最小拍〔有限拍〕解析/直接,,振鈴，單位圓內負實軸〔10分〕(2)〔10分〕如果要求所有的a0k〔k=1,2,…,n-1〕都是大于0的，a00>0的條件是A(1)>0(-1)nA(-1)>0(5分)因為所以該系統(tǒng)不穩(wěn)定。(5分)〔20分〕階躍響應不變法：(5分)后向差分法：(5分)雙線性變換法：(5分)(5分)〔20分〕系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為(2分)開環(huán)零點：-0.847開環(huán)極點：1，0.607(2分)別離點，會合點：(2分)根軌跡圖(5分)計算系統(tǒng)的臨界增益