中南大学考试试卷
20122013学年下学期时间110分钟
2013年6月17日
计算机控制技术
课程48学时3学分考试形式：开卷总分100分占总评成绩70
专业年级：自动化、电气、探控10级
注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、分析题（2小题，每题10分，共20分）
1．水箱水位自动控制系统如图1示，水从进水管流入（没有控制阀），出水通过可以调节的阀门流出。画出用数字PID算法保持液位稳定的程序框图。
图1水箱水位自动控制系统示意图2．已知A点信号如图2所示，假设采样周期T1s，画出B点、C点的信号图形。如果采用周期T05秒画出C点波形图（要求标明xt的数值和时间坐标）。
图2二、简答题（每题5分，共25分）1、滤波的作用是什么？有哪些常用的滤波方法？2、简述计算机控制系统的工作步骤。3、试分析孔径误差产生的原因。4、硬件总体方案设计主要包含哪几个方面的内容？
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f5、FCS对DCS的变革包括哪几方面？三、若加工第二象限直线OA，起点O－40，终点A06。要求：1按逐点比较法插补进行列表计算：2作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。（10分）四、某温度测量系统，其测量范围为01000℃，温度变送器输出电压信号为01V，如果要求分辨出4℃温度，应选用多少位的AD转换器？假设AD转换的模拟量输入范围为05V，变送器的信号如果直接接AD，这时AD实际能分辨温度是多少？要达到AD理想的分辨率要将变送器的信号放大多少倍？如果当某时刻的采样值为6BH时，其测量的温度值是多少？（要求写出计算步骤）（15分）五、已知被控对象的状态方程和输出方程为：
0010xk1xkuk02031
yk11xk
试设计预报状态观测器，将其极点配置到1201j02。（10分）六、已知被控对象在单位阶跃信号（即rt1t）作用下，输出响应如图3所示。设采样周期T06s。
图31、求被控对象的传递函数Gs和广义的被控对象的脉冲传递函数Gz；2、针对单位阶跃输入信号设计最少拍无纹波系统的控制器Dz；3、计算输出响应yk，控制信号uk和误差ek序列，画出它们对时间变化的波形。（20分）
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f计算机控制技术试题答案
一、分析题（2小题，每题10分，共20分）1．答：系统结构图
设水位的采样值为h，设定值为ph。
Kp为比例系数、Ki为
积分系数、Kd为微分系数。
uk控制器输出值，
Umax为最大值，由于没
有进水最小设为0。
Up为最终控制r