微型計算機控制技術(于海生版)課后答案-課件

P1005、若加工第三象限直線OA，起點O(0,0)，終點A(-5,-8)。要求：(1)按逐點比較法插補進行列表計算：(2)作出走步軌跡圖，并標明進給方向和步數(shù)。解:設脈沖當量為Δx=Δy=1，因加工起點在原點，所以開始加工時，總步數(shù)Nxy=5+8=13，xe=5，ye=8，F(xiàn)0=0，xoy=3（第三象限），插補計算過程如下表所示。1ppt課件P1005、若加工第三象限直線OA，起點O(0,0)，終點2ppt課件2ppt課件3ppt課件3ppt課件8.采用8255A作為x軸步進電機和y軸步進電機的控制接口，要求（1）畫出接口電路原理圖；（2）分別列出x

軸和y

軸步進電機在三相單三拍、三相雙三拍和三相六拍工作方式下的輸出字表。4ppt課件8.采用8255A作為x軸步進電機和y軸步進電機的控制接口5ppt課件5ppt課件6ppt課件6ppt課件7ppt課件7ppt課件P1652.某連續(xù)控制器設計為

試用雙線性變換法、前向差分法、后向差分法分別求取數(shù)字控制器D(z)，并分別給出3種方法對應的遞推控制算法。解：雙線性變換法：把代入，則8ppt課件P1652.某連續(xù)控制器設計為解：雙線性變換法：把遞推控制算法9ppt課件遞推控制算法9ppt課件前向差分法：把代入，則遞推控制算法10ppt課件前向差分法：把后向差分法：把代入，則遞推控制算法11ppt課件后向差分法：把5、已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為試寫出相應數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設采樣周期T=0.2s。方法一：微分方程的差分變換12ppt課件5、已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為12ppt課件代入T=0.2s，得位置型13ppt課件代入T=0.2s，得位置型13ppt課件增量型14ppt課件增量型14ppt課件方法二：后向差分法15ppt課件方法二：后向差分法15ppt課件方法三：雙線性變換法16ppt課件方法三：雙線性變換法16ppt課件9.已知被控對象的傳遞函數(shù)為

采樣周期T=1s，采用零階保持器。要求：針對單位速度輸入信號設計最少拍無紋波系統(tǒng)的D(z)，并計算輸出響應y(k)，控制信號u(k)和e(k)序列，畫出它們對時間變化的波形。(2)針對單位階躍輸入信號設計最少拍有紋波系統(tǒng)的D(z)，并計算y(k)，u(k)和e(k)序列，畫出它們對時間變化的波形。17ppt課件9.已知被控對象的傳遞函數(shù)為17ppt課件解：首先求取廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)滯后一個周期單位圓上極點18ppt課件解：首先求取廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)滯后一個周期單位圓上極點11)單位速度輸入信號，設計最少拍無紋波控制器比較系數(shù)得19ppt課件1)單位速度輸入信號，設計最少拍無紋波控制器比較系數(shù)得19確定Φ(z)和Φe(z)求調(diào)節(jié)模型D(z)20ppt課件確定Φ(z)和Φe(z)求調(diào)節(jié)模型D(z)20ppt課件求輸出響應y(k)、控制信號u(k)、誤差序列e(k)21ppt課件求輸出響應y(k)、控制信號u(k)、誤差序列e(k)21p對時間的波形22ppt課件對時間的波形22ppt課件23ppt課件23ppt課件2)單位階躍輸入信號，設計最少拍有紋波控制器求調(diào)節(jié)模型D(z)24ppt課件2)單位階躍輸入信號，設計最少拍有紋波控制器求調(diào)節(jié)模型D(求輸出響應y(k)、控制信號u(k)、誤差序列e(k)25ppt課件求輸出響應y(k)、控制信號u(k)、誤差序列e(k)25p10.已知被控對象的傳遞函數(shù)為

采樣周期T=1s，采用零階保持器。針對單位速度輸入函數(shù)，按以下要求設計：(1)用最少拍無紋波系統(tǒng)的設計方法，設計Ф(z)和D(z)。(2)求出數(shù)字控制器輸出序列u(k)的遞推形式。(2)畫出采樣瞬間數(shù)字控制器的輸出和系統(tǒng)的輸出曲線。26ppt課件10.已知被控對象的傳遞函數(shù)為26ppt課件解：首先求取廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)滯后一個周期單位圓上極點單位圓上零點27ppt課件解：首先求取廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)滯后一個周期單位圓上極點單單位速度輸入信號，設計最少拍無紋波控制器比較系數(shù)得28ppt課件單位速度輸入信號，設計最少拍無紋波控制器比較系數(shù)得28ppt確定Φ(z)和Φe(z)求調(diào)節(jié)模型D(z)29ppt課件確定Φ(z)和Φe(z)求調(diào)節(jié)模型D(z)29ppt課件求輸出響應y(k)、控制信號u(k)、誤差序列e(k)30ppt課件求輸出響應y(k)、控制信號u(k)、誤差序列e(k)30p11.被控對象的傳遞函數(shù)為

采樣周期T=1s，要求：(1)采用Smith預估控制，并按圖4-24所示的結構，求取控制器的輸出u(k)。31ppt課件11.被控對象的傳遞函數(shù)為31ppt課件解：1、計算反饋回路偏差2、計算純滯后補償器的輸出預估器傳遞函數(shù)為32ppt課件解：1、計算反饋回路偏差2、計算純滯后補償器的輸出32ppt3、計算偏差33ppt課件3、計算偏差33ppt課件4、計算控制器輸出u(k)，采用PID控制算法34ppt課件4、計算控制器輸出u(k)，采用PID控制算法34ppt課件12.在圖4-28所示的計算機串級控制系統(tǒng)中，已知采樣周期為T，且有

其中，a0,a1,a2,b0,b1是使D1(z)和D2(z)能夠?qū)崿F(xiàn)的常數(shù)，試寫出計算機串級控制算法。35ppt課件12.在圖4-28所示的計算機串級控制系統(tǒng)中，已知采樣周期解：1、計算主回路偏差2、計算主回路控制器D1(z)的輸出36ppt課件解：1、計算主回路偏差2、計算主回路控制器D1(z)的輸出33、計算副回路偏差4、計算主回路控制器D2(z)的輸出37ppt課件3、計算副回路偏差4、計算主回路控制器D2(z)的輸出37pP1952.被控對象的傳遞函數(shù)為

采樣周期T=0.1s，采用零階保持器。按極點配置方法設計狀態(tài)反饋控制規(guī)律L，使閉環(huán)系統(tǒng)的極點配置在Z平面處，求L和u(k)。38ppt課件P1952.被控對象的傳遞函數(shù)為38ppt課件解：1、建立狀態(tài)空間方程，離散化39ppt課件解：1、建立狀態(tài)空間方程，離散化39ppt課件2、可控性分析且F非奇異，狀態(tài)完全可控，因此可任意配置閉環(huán)極點3、極點配置40ppt課件2、可控性分析且F非奇異，狀態(tài)完全可控，因此可任意配置閉環(huán)極比較系數(shù)，可得令L＝[l1,l2]，則系統(tǒng)的閉環(huán)持征多項式41ppt課件比較系數(shù)，可得令L＝[l1,l2]，則系統(tǒng)的閉環(huán)持征多項式43.在第2題中，進行全狀態(tài)直接反饋，但只有測到一個狀態(tài)變量，現(xiàn)設計一個狀態(tài)觀測器（預報觀測器），極點配置在試求觀測器的增益矩陣。解：1、能觀測性分析狀態(tài)完全能觀測，因此可任意配置觀測器極點42ppt課件3.在第2題中，進行全狀態(tài)直接反饋，但只有測到一個狀態(tài)變量2、觀測器極點配置43ppt課件2、觀測器極點配置43ppt課件因此預報觀測器為44ppt課件因此預報觀測器為44ppt課件P2182.某熱處理爐溫度變化范圍為0~1350°C，經(jīng)溫度變送器變換為1~5V電壓送至ADC0809，ADC0809的輸入范圍為0~5V。當t=kT時，ADC0809的轉(zhuǎn)換結果為6AH，問此時的爐內(nèi)溫度為多少度？解：45ppt課件P2182.某熱處理爐溫度變化范圍為0~1350°C，經(jīng)代入公式，得46ppt課件代入公式，得46ppt課件4.某爐溫度變化范圍為0~1500°C，要求分辨率為3°C，溫度變送器輸出范圍為0~5V。若A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍為0~5V，則求A/D轉(zhuǎn)換器的字長應為多少位？若A/D轉(zhuǎn)換器的字長不變，現(xiàn)在通過變送器零點遷移而將信號零點遷移到600°C，此時系統(tǒng)對爐溫變化的分辨率為多少？解：1、方法一47ppt課件4.