1、3.用长除法或Z反变换法或迭代法求闭环系统的单位阶跃响应。4.已知低通数字滤波器,求D（z）的带宽m;并求当输入E（z）为阶跃信号时数字滤波器的控制算法。取采样周期T=2ms。5.设系统如图所示，试求:系统的闭环脉冲传递函数。判定系统的稳定性。分别求系统对单位阶跃输入和单位斜坡输入时的稳态误差。6.设函数的La氏变换为，试求它的Z变换F（z）。7.数字控制系统如图所示,求当K=10,T=1s,a=1时，分别求当输入为单位阶跃、单位斜单位抛物线函数时的稳态误差。8.已知单位负反馈系统的开环脉冲传递函数为 Gk（z）=K（0.1z+0.08）/（z-1）（z-0.7）,问当K为何值时系统稳定。9.
2、已知系统单位负反馈的开环传递函数为:问:K为何值时系统稳定?10.已知单位反馈系统的广义对象的Z传递函数为: ,试按最少拍无波纹设计原则设计单位阶跃输入时,计算机的调节模型D（z）,并求其控制算法。11.已知连续系统的传递函数G（s）=（s+1）/s（s+2）试用冲击不变法求其等效的Z传递函数.12.已知离散系统的Z传递函数：,试求离散系统的状态方程和输出方程。13.已知离散系统的Z传递函数：14.已知离散系统的差分方程为 输出为y（k），试写出它们的状态方程和输出方程.15.已知离散系统的状态空间表达式，初始状态X（0）=0试求系统的Z传递函数:。16.已知,写出与它相对应的PID增量型数字
3、控制算法。（T=1s）17.已知广义对象的z传递函数： HG（z）=（z+0.5）/（z-0.9）（z-0.4）,取采样周期T=1s,试设计PI调节器D（z）=Kp+Ki/（1-z-1）,使速度误差ess=0.1,取采样周期T=1s。并求控制算法u（kT）？D（z）=U（z）/E（z）。18.已知被控对象的传递函数;G（s）=1/s（s+2）,采用零阶保持器,取采样周期T=0.1,试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器。19.已知单位负反馈系统被控对象的传递函数：G（s）=2/ （s+2）,采用零阶保持器,取采样周期T=1s,试设计单位阶跃作用下的最少拍调节器D（z）,并求其调节时间ts,控制算法
4、u（kT）。7参考答案1.答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分:计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 主机:通常包括中央处理器（CPU）和内存储器（ROM，RAM），它是控制系统的核心。内存储器中预先存入了实现信号输入、运算控制和命令输出的程序，这些程序就是施加被控对象的调节规律。外部设备:操作台，又称为人机联系设备, 通常包括CRT显示器和键盘、专用的操作显示面板或操作显示台等。打印和制表装置：主要包括有打印机相绘图机。
5、磁盘设备：一般称为外存储器，它兼有输入和输出两种功能，用来存放程序和数据存储器的后备存储设备。通信设备；报警设备：用来显示被控对象的非正常工作状态。过程输入输出设备计算机与被控对象是用过程输入输出，它在两者之间进行信息传递和变换。二、软件部分：软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。2.解：用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 计算机采用的信号是数字信号，因此为了信号匹配，在计算机与被控对象之间采用模数转换器（AD）和数模转换器（DA），以实现两种信号之间的相互转换。计算机控制系统的优点（1）控制规律灵活，可以在线修改。（2）可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标
6、.（3）抗干扰能力强，稳定性好。（4）可以得到比较高的控制精度。（5）能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。（6）便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度.（7）促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。3.解：保持器的原理是，根据现在时刻或过去时刻输入的离散值用常数、线性函数或抛物函数数形成输出的连续值。它的插值公式:m代表阶保持器。通常m0和m1分别称为零阶保持器和一阶保持器。零阶保持器的幅频特性和相频特性有如下特性：（1）低通特性：保持器的输出随着信号频率的提高，幅值迅速衰减。（2）相位滞后持性：信号经过零阶保持器会产生相位滞后，它对控制系统的稳定性是不利的。
7、4.解：PID调节器的控制作用有以下几点：（1）比例系数Kp，直接决定控制作用的强弱，加大Kp可以减少系统的稳态误差，提高系统的动态响应速度. 过大会使动态质量变坏，引起被控制量振荡甚至导致闭环系统不稳定（2）在比例调节的基础上加上积分控制可以消除系统的稳态误差，因为只要存在偏差，它的积分所产生的控制量总是用来消除稳态误差的，直到积分的值为零，控制作用才停止。但它将使系统的动态过程变慢，而且过强的积分作用会使系统的超调量增大，从而使系统的稳定性变坏；（3）微分的控制作用是跟偏差的变化速度有关的。微分控制能够预测偏差产生超前的校正作用。它有助于减少超调,改善系统的动态性能。改进型数字PID有：积
8、分分离算法, 遇限停止积分法,不完全微分算法, 微分项的输入滤波, 不对设定值产生微分作用,具有不灵敏区的PID算法5.解：在计算机控制系统中，通常既有连续信号也有离散信号，这些信号一般是指信息流,而不是能量流.既:（1）连续模拟信号：时间和信号的幅值都是连续的。（2）阶梯模拟信号：时间是连续的，信号的幅值是阶梯形的。（3）采样信号：时间是离散的，信号的幅值是连续的脉冲信号。（4）数字信号：信号的时间以及幅值都是离散的，且幅值经过了量化处理。6.答：用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分.内存储器中预先存入了实现信号输入、运算
9、控制和命令输出的程序，这些程序就是施加被控对象的调节规律。计算机采用的信号是数字信号，因此为了信号匹配，在计算机与被控对象之间采用模数转换器（AD）和数模转换器（DA），以实现两种信号之间的相互转换。模拟调节器一般可以是电气的，机械的，气动的，液压的等元器件组成；其控制量均为时间的连续函数。1.解：K=0 y（0）=0K=1 y（T）=0.1K=2 y（T）=0.14Y（kT）=0.37y（kT-T）+0.53r（kT）+0.1R（kT-T） r（kT）=1 k0y（）=lim（z-1）（0.53z+0.1）/（z-0.37）z/（z-1）=1 Z1 令： D（z）频率特性： 零频值：由此得：
10、 系统稳定。 a. b. 6.解：7.解：1单位阶跃输入：ess=0 2单位斜坡阶跃输入：ess=0.1 3单位抛物线输入：ess= 8.解： 9.解：特征方程： 由舒尔科恩得：系统不稳定。 10.解：11.解： .12. 解： 13.解： 14. 解： 15.解： 16.解：用双线性变换： 17.解：Kp=3.6 Ki=0.4 18.解： 19.解： HG（z）= ZH（s）G（s）=（1-z-1 ）Z2/（s（s+2）=0.865 z-1/（1-0.135 z-1 ）Ge（z）=1- z-1 Gc（z）= z-1 D（z）=（1.156-0.156 z-1 ）/（1- z-1 ） =U（z）/E（z） Y（z）=Gc（z）R（z）= z-1 /（1- z-1 ）= z-1 + z-2+ z-3 + ts=1（秒） U（kT）=U（kT-T）+1.156e（kT）-0.156e（kT-T）
