计算机控制系统改造与习题解答

"计算机控制系统习题及部分解答.pdf" 是一本关于计算机控制系统的习题集，包含了一些关于如何将传统控制系统转化为计算机控制系统的题目，并提供了部分解答。这本书旨在帮助学习者理解和掌握计算机控制系统的设计和应用。 在计算机控制系统中，与传统的连续模拟控制系统相比，有以下几个显著的优点： 1. **精度高**：计算机可以执行精确的计算，从而提高控制的精度，尤其对于复杂的控制算法，如PID、预测控制等。 2. **灵活性强**：通过编程，可以轻松地改变控制策略，适应不同的工况或优化目标。 3. **自适应能力**：可以集成自适应控制算法，根据系统参数的变化自动调整控制参数。 4. **数据记录与分析**：计算机可以实时记录和存储大量数据，便于后期分析和故障诊断。 5. **扩展性好**：通过网络，一台计算机可以控制多个设备，实现分布式控制。 针对题目中的具体问题，例如： 1-2 题目要求设计一个分时巡回控制方案，可以采用多任务调度的方式，将CPU时间划分为多个时间片，依次执行各个被控对象的控制算法。这通常通过操作系统中的时间片轮转调度来实现。 1-3 题目涉及将模拟式的雷达天线伺服控制系统转化为计算机控制，可以通过A/D转换器将模拟信号转变为数字信号，然后由计算机处理，再通过D/A转换器输出控制信号，驱动伺服电机，以实现对雷达天线俯仰角的精确控制。 1-4 对于水位高度控制系统，可以采用类似的改造方法，即通过A/D转换器读取水位传感器的模拟信号，然后计算机根据指令和实际水位差计算控制信号，最后通过D/A转换器驱动电动阀门控制进水量。 1-5 机械手控制系统可以将控制器改为计算机，通过数字信号处理控制电机运动，以实现精确的位置和速度控制。 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转换器输入到计算机，计算机处理后再通过D/A转换器输出控制指令，驱动舵机，实现对飞机姿态的精确控制。 在第2章中，涉及了信号采样理论，这是数字控制系统的基础。采样信号的表达式与原始信号的拉氏变换密切相关，通过对连续信号进行周期性的采样，可以将其转换为离散信号，以便于计算机处理。 这些问题涉及到的计算机控制系统的核心概念包括：采样理论、数字控制、信号转换（A/D和D/A）、多任务调度以及自适应控制等。通过解决这些习题，学生可以深入理解计算机控制系统的运作原理及其在实际系统中的应用。