MOOC 計算機控制系統(tǒng)-北京交通大學 中國大學慕課答案

MOOC計算機控制系統(tǒng)-北京交通大學中國大學慕課答案第1周第1章計算機控制導論。單元測試1、問題：習題1.1:計算機控制系統(tǒng)已經得到了廣泛應用，從數字計算機參與系統(tǒng)的控制方式可分為直接數字控制(DDC)、計算機監(jiān)督控制(SCC)和分散型計算機控制系統(tǒng)(DCS)。下列說法錯誤的是：選項：A、DDC是將計算機取代常規(guī)的模擬式控制器而直接對生產過程或被控對象直接控制；B、DCS是將控制系統(tǒng)分成若干個獨立的局部子系統(tǒng)，用以完成被控過程的自動控制任務；C、DCS是針對某一生產過程或被控對象，產生最佳設定值，并將其自動作為執(zhí)行級DDC的設定控制目標值；D、SCC是針對某一生產過程或被控對象，產生最佳設定值，并將其自動作為執(zhí)行級DDC的設定控制目標值；E、在分散控制基礎上進一步發(fā)展形成了集散型綜合控制系統(tǒng)，“控制要分散，管理要集中”的實際需要推動集散型計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展；正確答案:【DCS是針對某一生產過程或被控對象，產生最佳設定值，并將其自動作為執(zhí)行級DDC的設定控制目標值；】2、問題：習題1.2下面關于計算機控制系統(tǒng)表述錯誤的是：選項：A、嚴格來說，計算機控制系統(tǒng)不是時不變系統(tǒng)。系統(tǒng)對同樣外作用的響應，在不同時刻研究、觀察時可能是不同的。所以，它的特性與時間有關；B、對于計算機控制系統(tǒng)而言，當輸入為正弦信號時，其穩(wěn)態(tài)響應與輸入信號頻率和采樣周期有關；C、計算機控制系統(tǒng)特征可以用連續(xù)控制理論解釋，但還有很多現象是不能用連續(xù)系統(tǒng)理論加以解釋的；D、嚴格來說，一個穩(wěn)定的連續(xù)時不變系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)的時間是無限的，所以所有計算機控制系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)的時間也是無限的；E、由于A/D或D/A變換器、計算機內存及計算器的字長是有限的，由于數字字長有限，在某些情況下，將會使計算機控制系統(tǒng)響應產生極限環(huán)振蕩；正確答案:【嚴格來說，一個穩(wěn)定的連續(xù)時不變系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)的時間是無限的，所以所有計算機控制系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)的時間也是無限的；】3、問題：習題1.3計算機控制系統(tǒng)有兩種工程設計方法，下面說法正確的是：()選項：A、拉普拉斯變換方法和傅里葉變換方法B、連續(xù)域設計離散化方法和拉普拉斯變換方法C、直接數字域(離散域)設計和時域設計方法D、連續(xù)域設計離散化方法和直接數字域(離散域)設計方法E、時域設計方法和采樣方法正確答案:【連續(xù)域設計離散化方法和直接數字域(離散域)設計方法】4、問題：習題1.4下面關于計算機控制系統(tǒng)中的A/D字長說法正確的是：()選項：A、A/D的字長對計算機控制系統(tǒng)沒有影響；B、A/D的字長對計算機控制系統(tǒng)有一些影響，但不會影響控制性能C、如果A/D的字長選擇不合適有可能會使計算機控制系統(tǒng)產生極限環(huán)振蕩D、如果采樣周期滿足要求，A/D字長對系統(tǒng)沒有影響E、A/D字長可自由選擇正確答案:【如果A/D的字長選擇不合適有可能會使計算機控制系統(tǒng)產生極限環(huán)振蕩】5、問題：習題1.5計算機廣泛應用于計算機控制系統(tǒng)的原因有多種，下列說法錯誤的是：()選項：A、計算機計算能力越來越強B、計算機成本越來越低C、計算機控制器比人工控制的效果一定更好D、計算機中的算法更容易修改E、計算機控制系統(tǒng)可以實現控制和管理的協(xié)調正確答案:【計算機控制器比人工控制的效果一定更好】6、問題：習題1.6下列哪種現象是對控制系統(tǒng)有益的:()選項：A、采樣引起的差拍現象B、計算機控制系統(tǒng)的有限調節(jié)時間現象C、計算機控制系統(tǒng)有限字長引起的振蕩現象D、大采樣周期引起的振蕩現象E、采樣所引入的干擾現象正確答案:【計算機控制系統(tǒng)的有限調節(jié)時間現象】7、問題：習題1.7下面關于DCS系統(tǒng)說法錯誤的是：()選項：A、DCS系統(tǒng)采用分散控制的原理B、DCS系統(tǒng)從上到下分成生產管理級、控制管理級和過程控制級等，形成分布式控制C、控制管理級通過協(xié)調過程控制器的工作實現生成過程的動態(tài)優(yōu)化D、過程控制級完成制動生產計劃和工藝流程管理E、DCS可以將PLC作為核心設備正確答案:【過程控制級完成制動生產計劃和工藝流程管理】8、問題：習題1.8計算機控制系統(tǒng)的組成包括：()選項：A、A/D、D/A、傳感器、執(zhí)行器和計算機B、傳感器、執(zhí)行器和計算機C、傳感器、執(zhí)行器、計算機和通信網絡D、A/D、D/A、濾波器和計算機E、傳感器、濾波器和執(zhí)行電機正確答案:【A/D、D/A、傳感器、執(zhí)行器和計算機】第3周，第3章計算機控制系統(tǒng)的數學描述-單元測試1、問題：習題3.1用Z變換法求解差分方程，已知輸入信號選項：，初始條件r(0)=0:C(k)=().A、B、C、D、E、正確答案:【】2、問題：習題3.2已知以下離散系統(tǒng)的差分方程為:求該系統(tǒng)的脈沖傳遞函數：（）選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】3、問題：習題3.3:求脈沖傳遞函數F(z)=z/(z-0.5)的Z的反變換為（）。選項：A、0.5tB、t/0.5C、0.5TD、E、正確答案:【】4、問題：習題3.4:確定函數選項：的初值和終值。A、初值為1，終值為2B、初值為2，終值為1C、初值為0.5，終值為1D、初值為1，終值為0.5E、初值為1，終值為1正確答案:【初值為1，終值為2】5、問題：習題3.5:用z變換定義求下列脈沖序列的z變換:()選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】6、問題：習題3.6:定義為單位階躍函數，則零階保持器的時域表達式為：()選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】7、問題：習題3.7求連續(xù)函數合形式)：()選項：的采樣信號的拉普拉斯變換式(寫成閉A、B、C、D、E、正確答案:【】8、問題：習題3.8求連續(xù)函數的采樣信號的拉普拉斯變換式(寫成閉合形式)：()選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】9、問題：習題3.9求函數選項：的Z變換：(A)A、B、C、D、E、正確答案:【】第4周，第4章計算機控制系統(tǒng)分析1單元測試1、問題：4-3已知Z平面上的點置，設采樣周期T=0.1s。s平面坐標表示為（）。選項：，試求其映射至s平面上的位A、B、C、D、E、正確答案:【】2、問題：4-5已知離散系統(tǒng)閉環(huán)特征方程分別為(1)(2)(3),系統(tǒng)的穩(wěn)定性情況是（）。選項：A、三個系統(tǒng)都穩(wěn)定B、（1）不穩(wěn)定，（2）（3）穩(wěn)定C、（1）（3）不穩(wěn)定，（2）穩(wěn)定D、（2）不穩(wěn)定，（1）（3）穩(wěn)定E、（1）（2）不穩(wěn)定，（3）穩(wěn)定正確答案:【（1）不穩(wěn)定，（2）（3）穩(wěn)定】3、問題：4-6已知系統(tǒng)的結構圖如題圖4-6所示，其中k=1,T=0.1s，輸入r(t)=t，試用穩(wěn)態(tài)誤差系數法求穩(wěn)態(tài)誤差，并分析誤差系數與T的關系。下面各選項中，正確的選項是（）。圖4-6選項：A、穩(wěn)態(tài)誤差是0.5；誤差系數和采樣周期無關B、穩(wěn)態(tài)誤差是0.5；誤差系數和采樣周期成正比C、穩(wěn)態(tài)誤差是1；誤差系數和采樣周期無關D、穩(wěn)態(tài)誤差是1；誤差系數和采樣周期成正比正確答案:【穩(wěn)態(tài)誤差是1；誤差系數和采樣周期無關】4、問題：4-7汽車行駛速度控制系統(tǒng)的結構圖如題圖4-7所示。（1）設，試判斷干擾力矩為單位階躍信號時所產生的穩(wěn)態(tài)誤差（依圖直接判斷）。（2）若，求使系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍。（3）若該系統(tǒng)為連續(xù)系統(tǒng)時，求使系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍。下面各選項中，正確的選項是（）。習題4-7汽車行駛速度控制系統(tǒng)的結構圖選項：A、,;B、;;;C、;;;D、;E、;正確答案:【,;】5、問題：4-8已知單位反饋離散系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數為使得系統(tǒng)穩(wěn)定，k與T應滿足關系式（）。選項：要A、B、C、D、E、正確答案:【】6、問題：已知K的取值范圍()選項：，則穩(wěn)定時A、B、C、D、E、正確答案:【】7、問題：已知單位反饋離散系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數為求使系統(tǒng)穩(wěn)定時的K與T的關系（）選項：，A、B、C、D、E、正確答案:【】8、問題：某一計算機控制系統(tǒng)的結構如圖所示，當采樣周期T＝0.5ｓ時，使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍是（）選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】第5周第4章計算機控制系統(tǒng)分析2單元測試1、問題：4-9給定題圖4-9所示系統(tǒng)，（1）試求使系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍；（2）令采樣周期T趨于0，求k值的范圍（3）若將該系統(tǒng)作為連續(xù)系統(tǒng)，確定k值的范圍。下面各選項中，正確的選項是（）。4-9習題離散系統(tǒng)結構圖選項：題圖A、;;;B、;;C、;;;D、;E、;正確答案:【;;】2、問題：4-10給定系統(tǒng)如題圖4-10所示，設指令輸入動輸入,擾,，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差如何？（）,,當題圖4-10系統(tǒng)結構圖選項：A、系統(tǒng)不穩(wěn)定B、系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差是0.33C、系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差是0D、系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差是0.36E、系統(tǒng)不穩(wěn)定，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差是0.99正確答案:【系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差是0】3、問題：4-11開環(huán)脈沖傳遞函數）選項：的脈沖響應表達式是（A、B、C、D、E、正確答案:【】4、問題：4-12如題圖4-12所示的火星漫游車控制系統(tǒng)，若0.1s及1s，使系統(tǒng)穩(wěn)定的k值范圍是（）。題圖4-12,分別為選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】5、問題：計算機控制系統(tǒng)如下圖所示，設拋物線函數時的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差（），試求當輸入為單位選項：A、0B、0.1C、0.5D、2E、正確答案:【】6、問題：求如圖所示系統(tǒng)對單位階躍輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差（）選項：A、0B、0.31C、0.23D、3.5E、正確答案:【0】7、問題：計算機控制系統(tǒng)的框圖如下，求當輸入信號為單位斜坡時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（）選項：A、0B、0.1C、0.5D、1E、正確答案:【1】8、問題：考慮下圖所示計算機控制系統(tǒng)，設采樣周期T＝0.2ｓ，試求閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的k范圍（）選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】第6周第5章計算機控制系統(tǒng)的經典設計方法1單元測試1、問題：習題5.1:已知連續(xù)傳遞函數，采樣周期T=1s，若采用向前差分法將其離散化，求出其Z域的極點，并說明其穩(wěn)定性。（）選項：A、,穩(wěn)定B、,不穩(wěn)定,穩(wěn)定C、D、,不穩(wěn)定E、,不穩(wěn)定正確答案:【,不穩(wěn)定】2、問題：習題5.2:設連續(xù)傳遞函數為：點匹配法使之離散化，令T=1s。（）選項：，試用零極A、B、C、D、E、正確答案:【】3、問題：習題5.3:已知超前校正網絡汀變換進行離散化，其脈沖傳遞函數為：()選項：，采樣周期T=0.1s,試用突斯A、B、C、D、E、正確答案:【】4、問題：習題5.7：已知S平面上相應特征根為，計算特征根所對應的阻尼比和無阻尼自然頻率：()選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】5、問題：習題5.8:計算機控制系統(tǒng)的設計可以采用連續(xù)域—離散化設計方法，下面說法錯誤的是：()選項：A、需要設計抗混疊前置濾波器B、考慮ZOH的相位滯后，根據系統(tǒng)的性能指標和連續(xù)域設計方法，設計數字控制算法等效傳遞函數C、選擇合適的離散化方法，將等效傳遞函數離散化，獲得脈沖傳遞函數，使兩者性能盡量等效；D、檢驗計算機控制系統(tǒng)閉環(huán)性能，若不滿足指標要求需要重新設計；E、若所設計的脈沖傳遞函數D(z)不滿足要求，一般可以通過降低采樣頻率滿足控制指標要求；正確答案:【若所設計的脈沖傳遞函數D(z)不滿足要求，一般可以通過降低采樣頻率滿足控制指標要求；】6、問題：習題5.9:最常用的表征控制器特性的主要指標不包含：()選項：A、零極點個數B、系統(tǒng)的頻帶C、采樣頻率D、相位及幅值裕度E、階躍響應或脈沖響應形狀正確答案:【采樣頻率】7、問題：習題5.10:關于PID算法中積分飽和的說法錯誤的是：()選項：A、因長時間出現偏差或偏差較大，計算出的控制量很大，超出D/A轉換器所能表示的數值范圍，所以出現積分飽和現象；B、當控制量達到飽和后，閉環(huán)控制系統(tǒng)相當于被斷開；C、可以采用積分分離法實現積分飽和抑制；D、可以采用遇限削弱積分發(fā)實現積分飽和抑制；E、可以采用不完全微分PID方法實現積分飽和抑制；正確答案:【可以采用不完全微分PID方法實現積分飽和抑制；】8、問題：習題5.11:下面關于試湊法確定PID參數的說法錯誤的是：()選項：A、A)先調整比例參數；B)C)D)E)B、若穩(wěn)態(tài)誤差不能滿足設計要求，則需加入積分控制；C、在調整積分時間常數時，先把積分時間設定為較小值，并將整定得到的比例參數增大些，然后經過反復調整確定積分時間常數和比例系數；D、若使用PI調節(jié)器消除了穩(wěn)態(tài)誤差，但動態(tài)過程仍不能滿意，則可加入微分環(huán)節(jié)；E、在整定的比例系數和積分時間常數的基礎上，逐步增大微分時間常數，同時相應的改變比例系數和積分常數，逐步試湊以獲得滿意的調節(jié)效果；正確答案:【在調整積分時間常數時，先把積分時間設定為較小值，并將整定得到的比例參數增大些，然后經過反復調整確定積分時間常數和比例系數；】第8周第7章計算機控制系統(tǒng)的組成以及實現技術單元測試1、問題：7-10設12位A/D轉換器的輸入電壓為0~+5V,求出當輸入模擬量為2.5V時的輸出數字量（）選項：A、200HB、400HC、600HD、800HE、850H正確答案:【800H】2、問題：7-13數字濾波與模擬濾波相比，哪個不是數字濾波的優(yōu)點？()選項：A、不涉及硬件設備，可靠性高B、參數修改方便C、一個數字濾波器可以被許多通道“共用”D、當高頻干擾與有用信號一起被采樣時，高頻干擾對系統(tǒng)輸出無影響E、可以對頻率很低的信號實現濾波正確答案:【當高頻干擾與有用信號一起被采樣時，高頻干擾對系統(tǒng)輸出無影響】3、問題：在選擇采樣周期T時，以下哪個說法是錯誤的（）選項：A、要滿足香農定理B、采樣周期要小，使離散接近連續(xù)C、采樣周期應接近對象擾動信號的周期D、對單回路系統(tǒng)而言，采樣周期的下限是使計算機完成采、運算和輸出三件工作所需要的時間E、如果執(zhí)行器的響應速度比較慢，則采樣周期過小將失去意義正確答案:【采樣周期應接近對象擾動信號的周期】4、問題：相比普通軟件，以下關于計算機控制軟件的特點，哪項是錯誤的（）選項：A、計算機控制程序的實時性B、偶然故障的自動恢復C、對模擬量及不合理數據的處理D、模塊化結構程序設計E、計算機控制軟件不允許時間延遲正確答案:【計算機控制軟件不允許時間延遲】5、問題：以下關于計算機控制系統(tǒng)的地線配置，哪項是錯誤的（）選項：A、高頻電路就近多點接地B、低頻電路一點接地C、交流地和信號地可以合并D、數字地和模擬地分開走線，只在一點匯在一起E、信號地以5Ω導體一點入地正確答案:【交流地和信號地可以合并】6、問題：以下關于電源系統(tǒng)的抗干擾措施，哪項是錯誤的（）選項：A、需要考慮給定信號的變化頻率B、需要考慮被控對象的特性C、需要考慮執(zhí)行機構的類型D、與使用的控制算式無關E、需要考慮控制的回路數正確答案:【與使用的控制算式無關】7、問題：采樣周期的選擇需要考慮多種因素，以下哪項是錯誤的（）選項：A、合理配置和使用低通濾波器B、可以不使用交流穩(wěn)壓裝置C、采用抗干擾能力強的開關電源D、采用分布式獨立供電E、采用備用電源或不間斷電源正確答案:【可以不使用交流穩(wěn)壓裝置】8、問題：被測溫度變化范圍是0～1000℃，要求誤差不超過0.4，應選用分辨率為多少位的A/D轉換器（）選項：A、4B、8C、12D、14E、16正確答案:【12】9、問題：以下哪種濾波器不是計算機控制系統(tǒng)常用的噪聲濾波方法（）選項：A、平均值濾波B、中值濾波C、帶阻濾波D、限幅濾波E、慣性濾波正確答案:【帶阻濾波】10、問題：無論是內部干擾還是外部干擾，都能通過某種途徑作用于系統(tǒng)，但不包括哪種途徑（）選項：A、傳導耦合B、靜電耦合C、公共阻抗耦合D、光電耦合E、電磁耦合正確答案:【光電耦合】第7周第5章計算機控制系統(tǒng)的經典設計方法2單元測試1、問題：習題5.4:已知計算機控制系統(tǒng)的連續(xù)被控對象為，采樣周期T=0.1s，將G(s)變換至域：()選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】2、問題：習題5.5:試用零極點匹配法求控制器的等效離散控制器。()選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】3、問題：習題5.6:已知某連續(xù)控制器的傳遞函數為：，試用雙線性變換法求出相應的數字控制器的脈沖傳遞函數D(z)，其中T=1s。()選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】4、問題：習題5.12:增量式PID的表達式為：（）選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】5、問題：習題5.13:下面關于增量式PID的說法錯誤的是：()選項：A、增量式PID比較安全，因為一旦計算機出現故障，輸出控制指令為零時，執(zhí)行機構的位置仍可保持前一步的位置，不會給被控對象帶來較大的擾動；B、計算時不需要進行累加，僅需最近幾次誤差的采樣值；C、增量式PID控制器可以從位置式PID控制器變換得到；D、增量式PID的控制效果比位置PID控制控制效果好；E、執(zhí)行機構的實際位置需要用計算機以外的其他硬件(如步進電機)實現；正確答案:【增量式PID的控制效果比位置PID控制控制效果好；】6、問題：習題5.14:控制系統(tǒng)的時域控制指標不包括：()選項：A、上升時間;B、峰值時間；C、超調量；D、調節(jié)時間；E、采樣時間；正確答案:【采樣時間；】7、問題：習題5.15:假設系統(tǒng)的特征根為算公式錯誤的是：()選項：，下面的計A、超調量B、上升時間C、峰值時間D、調節(jié)時間(5%誤差帶)E、單位階躍響應為正確答案:【上升時間】8、問題：習題5.16：下面關于控制系統(tǒng)開環(huán)頻域性能指標說法錯誤的是：()選項：A、低頻段的形狀及幅值大小充分反映了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其結論與連續(xù)系統(tǒng)類似；B、中頻段的形狀主要反映系統(tǒng)動態(tài)特性要求；C、系統(tǒng)的動態(tài)性能通常以開環(huán)系統(tǒng)的截止頻率、相位穩(wěn)定裕度、幅值穩(wěn)定裕度及其在附近幅頻特性的斜率要求來描述；D、高頻段反映系統(tǒng)抑制高頻噪音的能力；E、通常要求開環(huán)頻率特性高頻度幅值衰減要慢.正確答案:【通常要求開環(huán)頻率特性高頻度幅值衰減要慢.】第2周第2章計算機控制系統(tǒng)的信號分析2單元測試1、問題：2-1已知f（t)的拉氏變換式F(s)，試求采樣信號的拉氏變換式F*(s)（寫成閉合形式）。選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】2、問題：2-2已知f（t)的拉氏變換式F(s)，試求采樣信號的拉氏變換式F*(s)（寫成閉合形式）。選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】3、問題：2-3已知信號x=sin(t)和y=sin(4t)，若ws=1,3,4，試選擇正確的各采樣信號的x(kT)及y(kT)為（）。選項：A、B、C、D、E、正確答案:【】4、問題：2-4若數字計算機的輸入信號為，試根據采樣定理選擇合適的采樣周期T為（）,設信號中的最高頻率為定義為選項：.A、50B、100C、200D、500E、1000正確答案:【200】5、問題：2-5若加到采樣-零階保持器上，采樣周期，該保持器選項：rad/s處有一輸出分量，其幅值與相位分別為()A、B、C、D、E、正確答案:【】6、問題：2-6已經采樣周期T=0.5s，在系統(tǒng)截止頻率rad/s，計算零階保持器所產生的相移為（）選項：A、B、C、-0.5radD、E、正確答案:【-0.5rad#】7、問題：設一個