計(jì)算機(jī)控制技術(shù)階段性作業(yè)

1、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 課程作業(yè)3（共 3 次作業(yè)）學(xué)習(xí)層次：專升本 涉及章節(jié)：第5章第7章1、什么是最少拍系統(tǒng)？有什么不足之處？2、大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是什么? 3、什么是振鈴現(xiàn)象？振鈴是如何引起的？如何消除？4、試說明計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)干擾的來源。舉出三種抗電源干擾的措施。5、試說明計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸入輸出通道的編址方式及其特點(diǎn)。6、CPU對(duì)過程通道有哪些常用的控制方式？7、被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為 采樣周期T=1s，采用零階保持器，針對(duì)單位速度輸入函數(shù)，設(shè)計(jì)： (1)最少拍控制器； (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。8、設(shè)，如何消除振鈴現(xiàn)象？9、設(shè)被

2、控對(duì)象的傳遞函數(shù)為 ，希望閉環(huán)傳遞函數(shù)為，試用大林算法設(shè)計(jì)數(shù)字控制器，并畫出閉環(huán)系統(tǒng)框圖。參考答案1、答：最少拍控制系統(tǒng)是在最少的幾個(gè)采樣周期內(nèi)達(dá)到在采樣時(shí)刻輸入輸出無誤差的系統(tǒng)。最少拍系統(tǒng)的不足之處：只對(duì)所針對(duì)的典型輸入有較理想的響應(yīng)，對(duì)不同輸入適應(yīng)性不強(qiáng)；有波紋。2、答：大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是要設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器，使閉環(huán)傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個(gè)純滯后環(huán)節(jié)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)的串聯(lián)，其中純滯后環(huán)節(jié)的滯后時(shí)間與被控對(duì)象的純滯后時(shí)間完全相同，這樣就能保證使系統(tǒng)不產(chǎn)生超調(diào)，同時(shí)保證其穩(wěn)定性。整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為其中為整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的慣性時(shí)間常數(shù)。 3、答：振鈴現(xiàn)象：數(shù)字控制器的輸出產(chǎn)生以為周期的大幅度波

3、動(dòng)。振鈴現(xiàn)象的產(chǎn)生原因：控制量中含有單位圓內(nèi)左半平面接近的極點(diǎn)。離越近，振鈴幅度也越大。單位圓內(nèi)右半平面的零點(diǎn)會(huì)加劇振鈴現(xiàn)象，而右半平面的極點(diǎn)會(huì)削弱振鈴現(xiàn)象。振鈴現(xiàn)象的消除辦法：找出中引起振鈴現(xiàn)象的極點(diǎn)（附近的極點(diǎn)），然后令該極點(diǎn)的，這樣振鈴極點(diǎn)被消除。根據(jù)終值定理，這樣處理不影響穩(wěn)態(tài)輸出。4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)干擾的來源有以下幾個(gè)方面：（1）惡劣的供電條件；（2）嚴(yán)重的噪聲環(huán)境；（3）此外，還有來自空間的干擾，如太陽及其它天體輻射的電磁波，廣播電臺(tái)或通訊發(fā)射臺(tái)發(fā)出的電磁波，周圍電氣設(shè)備如電機(jī)、變壓器、中頻爐、可控硅逆變電源等發(fā)出的電干擾和磁干擾，氣象條件、空中雷電、甚至地磁場(chǎng)的變化也會(huì)引起干擾。

4、這些空間輻射干擾有時(shí)會(huì)使計(jì)算機(jī)不能正常工作。抑制電源噪聲干擾的主要措施有以下幾個(gè)方面： (1) 電源變壓器的屏蔽； (2) 交流穩(wěn)壓器； (3) 隔離變壓器； (4) 低通濾波器； (5) 采用分散獨(dú)立功能塊供電。5、答：（1）過程通道與存儲(chǔ)器獨(dú)立編址方式 將存儲(chǔ)器地質(zhì)空間和過程通道地址空間分開設(shè)置，互不影響；地址總線配合存儲(chǔ)器操作信號(hào)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器的訪問控制，地址總線與I/O操作信號(hào)配合則可訪問過程通道；實(shí)現(xiàn)這種編址方式的CPU分別有存儲(chǔ)器訪問和I/O訪問的指令及相應(yīng)的控制信號(hào)。（2）過程通道與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址方式把所有的I/O端口都當(dāng)作存儲(chǔ)單元一樣對(duì)待，對(duì)I/O端口進(jìn)行輸入輸出操作跟對(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫操作方式相同，只是地址不同。6、答：常用的控制方式有三種：程序查詢方式；中斷控制方式；直接存儲(chǔ)器存取(DMA)方式。7、 (1)最少拍控制器可以寫出系統(tǒng)的廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)將T=1S代入，有由于輸入r(t)=t，則(2)系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)則當(dāng)輸入為單位速度信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)輸出序列Z變換為y(0)=0,y(1)=0,y(2)=2T,y(3)=3T,