1、西安工程大學碩士研究生課程考試試題課程編號：學 院：電信學院考試科目：計算機控制系統年 級：一年級說 明：所有答案必須寫在答題冊上 , 否則無效 . 共 1 頁 第 1 頁 共 12 題，選作 10 題，共 100分.開卷 .1 簡述 SHANNON 采樣定理 .（4 分） 在離散時間實時控制系統中使用香農采樣定理時應注意哪些問題？為什么？（6 分）2 Z變換是如何定義的？（ 5 分） 對離散時間動態系統進行分析和設計時，為什么要使用 Z 變換？（ 5 分） 513 已知差分方程 x（k 2） x（k 1） x（k） r（k），其中 r（k）=1，k0，x（0）=1，x（1）=2 66試由迭代

2、法求其全解的前 5 項（ 2分）； 分別由古典法求其零輸入解（ 3分）、零狀態解（ 3 分），以及全解（ 2分）.4 試求上題差分方程的 Z 變換傳遞函數（ 3分），并由 Z變換法求其全解 .（7 分）5 已知某控制器的連續時間模型為G(s) 10040以采樣間隔 Ts=1ms 對其離散化，求得相應 G（z）；（5 分） 對你所使用的離散化方法的優缺點進行簡要討論 .（5 分） 6 接上題，若連續時間被控對象為P(s) 48s(3160s 1)對其進行離散時間數字控制時，需要使用零階保持器嗎，為什么？（ 3 分） 畫出由 G（s）對 P（s）進行閉環單位負反饋控制的系統動態結構框圖 .（3 分

3、） 判斷該閉環單位負反饋系統的穩定性 .（4 分）7 對上題的被控對象 P（s）按離散時間有限拍控制設計時， 可否實現階躍輸入無紋波設計？（ 3 分） 可否實現斜坡輸入無紋波設計？（ 3 分） 為什么？ （4 分）8 一個離散時間系統為s（k 2） 3s（k 1） 2s（k） u（k）令x(k) x1(k)s(k) , y(k) s( k) ，寫出該系統的實現； ( 6 分)x2 (k) s(k 1)判斷該系統狀態能觀性；能觀性有什么工程意義？（ 4 分） 9 一個離散時間系統為x(k 1)10判斷其狀態能達性；能達性有什么工程意義？（ 4 分）設計狀態反饋陣 L，使得閉環系統的極點分別為 0

4、.5和 0.2.（6分）10 大林算法的要點是什么？（ 10分）11 什么是離散時間控制系統的振鈴現象？ （5 分）如何消除振鈴現象？ （5 分）12 談談學習本課程后的收獲和感想？ （僅限于對課程內容和對學習方法的理解） （10分）命題人：學科負責人簽字：出題日期：課程編號：學 院：電信學院共 1 頁 第 1 頁1 s2 c，詳略 .（ 4 分）SHAANON 定理的結論是對無始無終的時域信號得出的 始的，且只有當前時刻之前可用 Z 變換是按羅朗級數定義的（ 有理分式形式，便于數學處理 1，2，2.5，11/4，23/8，.，零輸入解（ 3 分）：23.實時控制時，時域信號都是有 .因此，實

5、際上要選取 s2 c.（ 6 分） 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。5 分），定義 Z 變換可使復雜的時域信號序列成為統一的 .（5 分） 聞創溝燴鐺險愛氌譴凈。（2分）4xzi(k) 10 21 kzi 2零狀態解求法： 先求得單位脈沖響應為1122h(k)913k,k 0 ；18 31 1(k 1),k 0 ，則單位階躍序列 r（k） 輸入下的響應為（ 3分）1k3 122xzs(k) h(k)* r(k)9 31 1(k 1),k 0 ，全解為，(2 分)x(k) xzi (k) xzs(k)1 k 1 k10 910 2 9 33 12 219 13 1(k 1)1,1k322k131 k 1,

6、32 ,k0k1k0(z 0.5)(z 0.333) ，(3 分)；西安工程大學碩士研究生課程考試試題考試科目：計算機控制系統年 級：一年級說 明：所有答案必須寫在答題冊上 , 否則無效 .附：答題要點及評分規則2z3zX(z) z(z 0.5)(z 0.5)( z 1) z 1 z 0.5 ，(7 分). x(k) Z 1X(z) 3 (0.5)k 1, k 0命題人：學科負責人簽字：出題日期：西安工程大學碩士研究生課程考試試題考試科目：計算機控制系統課程編號：年 級：一年級學 院：電信學院說 明：所有答案必須寫在答題冊上 , 否則無效 . 共 1 頁 第 1 頁z 515 例子：雙線性變換

7、法：s 2 z12000 z1；G（z）51 49 ；（5 分）Ts z1 z120 z 1方法簡易， G（s）穩定則 G（z）穩定，頻軸畸變較大，穩態增益無畸變 .（5分） 6需要；（3 分）略；（ 3 分）穩定 .（4分）7可以實現階躍輸入無紋波設計； （3 分）也可以實現斜坡輸入無紋波設計； （3 分） 被控對象有一個純積分環節 .（4 分）.0 g 1 ,87 分），PO c 1 0 , rank PO 2 ，所以該系統狀態完全能觀 .（2分）O cF 0 1 O由輸出 y 對狀態的可觀測性，說明內部狀態是否可以通過輸出來探查；例如據此設計狀 態觀測器（ 2 分）.9PC g Fg 0

8、 2 , rank PC 2 ，所以該系統狀態完全能達 .（2 分）13由輸入 u 對狀態的能達性， 說明內部狀態是否可以由輸入操控； 例如通過狀態反饋配置 極點（ 2 分） .z 1 2 det (F gl) zI detl13 l2 z22z2 (4 l2)z (3 l2 2l1) (z 0.5)(z 0.2) z2 0.7z 0.1可得， l 0.2 3.3 ； （6 分）10 大林算法的要點是： Gc（z）中必須包含與被控對象相同的純滯后環節 . 如果被控對 象 G（z）中包含單位圓外零點，則 Gc（z）中必須包含相同的零點 . 如果被控對象 G（z）中 包含接近 Z 平面上的（ -1，0）點的零點，則 Gc（z）中必須包含相同的零點 .（10 分） 殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。11 在數字控制器的輸出端出現的以大約兩拍為周期的大幅振蕩（ 5 分）；設法消除控制器 中在（ -1, 0）附近的極點