计算机控制系统改造与设计解析

"该资源包含了计算机控制系统相关的习题及其部分解答，主要涉及将传统控制系统转化为计算机控制系统的方案设计，以及信号采样与拉氏变换的理论应用。" 计算机控制系统是自动化和电子信息工程专业的重要课程，它涉及到数字信号处理、控制理论和实时系统等多个领域的知识。以下是对题目内容的详细解释： 1-1 计算机控制系统相比于传统的模拟控制系统，有以下优点：更高的精度，因为计算可以做到非常精确；更强的灵活性，通过编程可以轻易改变控制策略；更好的适应性，能处理复杂的控制任务和非线性问题；更易于监控和故障诊断，可以实时获取和存储大量数据。 1-2 一个分时巡回控制方案可以这样设计：利用计算机的多任务处理能力，通过时间分片的方式轮流处理各个被控参量的控制指令。每个参量在预设的时间间隔内得到控制，然后切换到下一个参量，如此循环。 1-3 将模拟式雷达天线俯仰角位置伺服控制系统改造成计算机控制系统，需引入A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，然后通过计算机进行处理，再通过D/A转换器将数字指令转化为模拟信号驱动执行机构。系统结构图应包括计算机、接口电路、A/D和D/A转换器以及原有的模拟部件。 1-4 对于水位高度控制系统，改造为计算机控制需要增加传感器将水位信号数字化，然后通过控制器（如PLC或微处理器）根据指令和实际水位差来控制进水阀门的开度。系统结构图应包含水位传感器、计算机、执行机构（阀门控制）和反馈环节。 1-5 机械手控制系统改造成计算机控制，需要将原本的控制器替换为计算机程序，通过接口接收来自传感器的位置和速度信息，然后计算出合适的电机控制信号。系统示意图应包含计算机、传感器、驱动器和执行机构（电机）。 1-6 数字式自动驾驶仪的改造，需要将连续模拟信号通过A/D转换器变成数字信号，计算机处理后再通过D/A转换器输出控制指令。系统结构图需包含传感器、计算机、舵机和A/D、D/A转换器。 对于2章的采样和拉氏变换问题： 2-1 采样信号的表达式是原始信号在每个采样时刻的值，采样周期为T。 (1) 采样信号为离散的δ函数序列。 (2) 和(3) 同理，采样信号会变成对应的离散指数序列和正弦序列。 2-2 采样信号的拉氏变换F*(s)可以通过对原始信号的拉氏变换F(s)乘以sinc函数（即sin(πTs)/πTs）来获得，其中Ts是采样周期。 以上是计算机控制系统习题的部分解答，它们涵盖了计算机控制系统的基本概念、设计方法和信号处理技术。这些知识点对于理解和设计实际的计算机控制系统至关重要。通过学习和实践这些内容，学生能够提升在自动化和电子工程领域的专业技能。