计算机控制系统试题解析与设计方案分析

本文主要讨论了计算机控制系统中的几个问题，包括计算机控制系统的方框图及各单元的作用、数字PID位置型和增量型控制算法的计算式及比较、数字PID中采样周期T的选择因素、采用零阶保持器设计无纹波系统的方法、使用达林算法设计数字控制器并计算输出响应和控制信号序列、动态矩阵控制算法的适用条件和对模型时域长度N的要求、计算机控制网络的特点以及控制网络与信息网络的区别。 首先，在计算机控制系统方框图中，各个单元起到不同的作用。例如，传感器单元用于采集被控对象的数据，执行器单元用于控制被控对象的动作，控制器单元用于对传感器数据进行处理并生成控制信号，用户界面单元用于与用户进行交互等。 接下来，本文介绍了数字PID控制算法的位置型和增量型计算式，并比较了两种算法的优缺点。位置型PID控制算法根据当前与目标值之间的误差进行计算，具有简单易懂、参数调整方便等优点；而增量型PID控制算法根据当前与上一时刻的误差变化率进行计算，具有对截断误差的较好抑制等优点。 在数字PID中，采样周期T的选择需要考虑多个因素，包括被控对象的动态响应速度、噪声抑制能力、计算机处理能力等。合适的采样周期可以保证控制系统的稳定性和性能。 接着，根据给定的被控对象的传递函数、采样周期和零阶保持器，本文介绍了设计最少拍无纹波系统的方法，并计算了输出响应和控制信号序列。 另外，针对给定的被控对象的脉冲传函、采样周期和要求的数字控制器D(z)，本文使用达林算法进行了设计，并计算了输出响应和控制信号序列。 然后，本文解释了动态矩阵控制算法只能适用于渐近稳定的对象的原因，并介绍了对模型时域长度N的要求。若N取得太小，可能会造成控制系统的不稳定或性能下降等问题。 最后，本文详细说明了计算机控制网络的特点，包括分布式、实时性要求高等，同时也指出了控制网络与信息网络的区别，比如控制网络更加注重实时性和可靠性，而信息网络更加注重数据传输和存储等方面。 综上所述，本文全面讨论了计算机控制系统中的几个问题，涵盖了方框图、PID控制算法、采样周期选择、无纹波系统设计、动态矩阵控制算法、计算机控制网络等各个方面。对于学习和研究计算机控制系统的人员来说，本文提供了一份详尽的参考资料。