计算机控制系统试题及答案2.pdf

计算机控制系统是一种先进的自动化技术，它将计算机技术与传统的控制系统相结合，以提高系统的灵活性、精确性和自动化程度。相较于连续控制系统，计算机控制系统有以下显著特点： 1. 灵活性和适应性强：控制算法由计算机程序实现，修改控制逻辑只需要更改程序，无需改动硬件，方便应对不同工况和需求。 2. 支持复杂控制策略：计算机可以执行模拟电路无法完成的复杂计算和控制任务，如预测控制、最优控制等。 3. 多通道控制：一个数字控制器可以通过分时复用方式同时控制多个被控对象，实现多变量控制。 4. 控管一体化：计算机控制系统常用于分散控制系统(DCS)和计算机网络，便于集成控制与管理功能，提升企业自动化水平。 计算机控制系统的一般控制过程包括： 1. 数据采集：实时监测被控对象的参数，并将数据传输至计算机。 2. 控制决策：计算机根据预设的控制算法计算出控制量。 3. 执行控制：将控制信号实时发送给执行机构，调整被控对象的行为。 在计算机控制系统中，信号通常有以下类型： 1. 连续信号：在整个时间轴上连续，幅值可能连续也可能不连续。 2. 模拟信号：连续时间且幅值连续的信号，是连续信号的一种特殊情况。 3. 离散信号：仅在特定时间点上有定义，时间上离散。 4. 采样信号：时间上离散、幅值连续的信号，属于离散信号的一个子集。 5. 数字信号：时间和幅值均离散，且幅值经过量化处理。 线性定常离散系统的稳态误差不仅取决于系统本身结构和参数，还与输入序列的形式、幅值以及采样周期选择有关。增量型PID控制算法的优势在于： 1. 输出为控制增量，减少误动作影响。 2. 计算量小，节省内存和计算时间。 3. 手动-自动切换时冲击小，过渡平滑。 调整PID参数通常采用试凑法： 1. 先整定比例系数，观察系统响应，直至获得快速且超调小的曲线。 2. 如果需要积分作用，增加积分时间系数，逐步消除静差，同时考虑动态性能。 3. 若动态性能仍不满意，加入微分项，调整比例系数和积分时间系数，试凑最佳参数。 对偶原理指出，系统的能控性与能观测性在对偶系统间存在等价关系，即一个系统完全能控则其对偶系统完全能观测，反之亦然。 嵌入式系统相对于通用计算机，具有以下特性： 1. 内核小巧。 2. 系统精简，针对性强。 3. 高实时性和可靠性。 4. 智能化和网络化。 5. 专用性强，需要专门的开发工具和环境。 防止尖峰干扰的方法包括： 1. 远离干扰源。 2. 使用硬件设备，如压敏电阻、超级隔离变压器、均衡器等。 3. 在大功率设备上采取抑制措施减少干扰产生。 4. 应用“看门狗”技术监控系统状态，防止异常。 硬件故障冗余系统是指在系统出现故障时，冗余硬件能够接管并保持系统正常运行，以提高系统的可用性和稳定性。