計算機控制試題及答案姓名：____________________

一、選擇題（每題[X]分，共[X]分）

1.計算機控制系統中，以下哪一項不是控制對象？（）

A.機械裝置

B.電氣設備

C.傳感器

D.人工操作

2.下列哪種控制器在計算機控制系統中應用最為廣泛？（）

A.模擬控制器

B.數字控制器

C.模擬-數字混合控制器

D.特殊控制器

3.在計算機控制系統中，反饋控制的基本原理是（）

A.控制器輸出與期望輸出進行比較

B.控制器輸出與實際輸出進行比較

C.控制器輸出與輸入信號進行比較

D.控制器輸出與控制器自身狀態進行比較

4.以下哪種算法不屬于PID控制算法？（）

A.比例控制

B.積分控制

C.微分控制

D.線性控制

5.在計算機控制系統中，以下哪種信號轉換方式最為常用？（）

A.模擬信號-模擬信號

B.模擬信號-數字信號

C.數字信號-模擬信號

D.數字信號-數字信號

二、填空題（每題[X]分，共[X]分）

1.計算機控制系統主要由_______、_______、_______和_______等部分組成。

2.PID控制算法中的P、I、D分別代表_______控制、_______控制和_______控制。

3.在計算機控制系統中，反饋控制系統的特點是_______和_______。

4.數字控制器相比模擬控制器的主要優點是_______和_______。

5.在計算機控制系統中，信號轉換方式中最為常用的是_______信號轉換。

四、簡答題（每題[X]分，共[X]分）

1.簡述計算機控制系統的基本組成及其作用。（[X]分）

2.解釋什么是閉環控制系統，并說明其優點。（[X]分）

3.簡要介紹數字控制器的基本工作原理。（[X]分）

五、計算題（每題[X]分，共[X]分）

1.已知一個計算機控制系統，其傳遞函數為G(s)=K/(s+1)，其中K為常數。求系統的穩態誤差系數Kp。（[X]分）

2.一個計算機控制系統采用PID控制器，其參數為Kp=2，Ki=1，Kd=0.5。求在單位階躍輸入下，系統的超調量和調整時間。（[X]分）

六、論述題（每題[X]分，共[X]分）

1.論述計算機控制技術在工業自動化中的應用及其優勢。（[X]分）

2.分析計算機控制系統中常見故障及其排除方法。（[X]分）

試卷答案如下：

一、選擇題答案及解析：

1.C.傳感器

解析：控制對象是指控制系統所控制的物理實體，如機械裝置、電氣設備等，而傳感器是用于檢測和反饋系統狀態的元件，不屬于控制對象。

2.B.數字控制器

解析：數字控制器在現代計算機控制系統中應用最為廣泛，因為它可以精確地實現復雜的控制算法，且易于編程和調整。

3.B.控制器輸出與實際輸出進行比較

解析：反饋控制的基本原理是通過比較控制器輸出與實際輸出之間的差異，然后根據這個差異來調整控制器的輸出，以達到期望的控制效果。

4.D.線性控制

解析：PID控制算法包括比例控制、積分控制和微分控制，它們都是基于線性原理設計的，而線性控制是一種更廣泛的控制概念。

5.B.模擬信號-數字信號

解析：在計算機控制系統中，由于計算機處理的是數字信號，因此需要將模擬信號轉換為數字信號進行處理。

二、填空題答案及解析：

1.控制對象、控制器、執行機構、反饋裝置

解析：計算機控制系統由這四個基本部分組成，它們共同協作完成控制任務。

2.比例控制、積分控制、微分控制

解析：PID控制器中的P、I、D分別代表比例控制、積分控制和微分控制，它們是PID控制算法的核心。

3.穩定性、準確性

解析：反饋控制系統的特點是具有穩定性和準確性，因為它能夠通過比較實際輸出和期望輸出之間的差異來不斷調整控制策略。

4.精度高、易于調整

解析：數字控制器相比模擬控制器具有更高的精度和更易于調整的特點，這使得它在計算機控制系統中得到了廣泛應用。

四、簡答題答案及解析：

1.計算機控制系統主要由控制對象、控制器、執行機構和反饋裝置組成。控制對象是指需要控制的物理實體，控制器負責根據控制策略生成控制信號，執行機構根據控制信號執行具體的操作，反饋裝置用于檢測系統的實際狀態并與期望狀態進行比較。

2.閉環控制系統是指控制器的輸出信號與系統的實際輸出信號進行比較，根據比較結果調整控制器的輸出，形成一個閉環的控制回路。其優點包括：提高系統的穩定性和準確性，能夠適應外部干擾和負載變化，實現精確控制。

3.數字控制器的基本工作原理是將輸入的模擬信號轉換為數字信號，然后通過數字信號處理器進行計算和處理，最后將處理結果轉換為模擬信號輸出，以驅動執行機構完成控制任務。

五、計算題答案及解析：

1.Kp=1

解析：穩態誤差系數Kp是系統在單位階躍輸入下的穩態誤差與輸入信號之比。由于傳遞函數為G(s)=K/(s+1)，當s=0時，G(s)=K，因此Kp=K=1。

2.超調量=33.3%，調整時間=2秒

解析：根據PID控制器的參數，可以計算出超調量和調整時間。超調量是系統響應達到最終值前超過最終值的最大百分比，調整時間是系統響應從初始值達到最終值所需的時間。

六、論述題答案及解析：

1.計算機控制技術在工業自動化中的應用及其優勢包括：提高生產效率和質量，降低生產成本，實現遠程控制和自動化管理，提高系統的穩定性和可靠性，適