计算机控制系统改造与设计解析

"计算机控制系统高金源版（清华大学出版社）习题及部分解答" 这篇资料主要涉及的是计算机控制系统的学习和应用，包括多个习题及部分解答，覆盖了计算机控制系统的基本概念、设计方法以及如何将传统的模拟控制系统转化为计算机控制系统。下面我们将深入探讨这些知识点。 1. 计算机控制系统的优点： 与传统的连续模拟控制系统相比，计算机控制系统具有诸多优势。例如，它可以提供更高的精度和稳定性，因为计算机能够执行快速和精确的计算。此外，计算机控制系统可以实现复杂的控制策略，如PID控制、预测控制等，并且易于扩展和修改。另外，它能实现数据记录和故障诊断功能，有利于系统的监控和维护。 2. 分时巡回控制方案： 在同一台计算机控制多个被控参量的情况下，可以采用分时巡回控制方案。这种方案利用计算机的高速处理能力，通过时间片轮转的方式，依次对各个被控设备进行控制，每个设备在特定的时间段内接收指令并执行，从而实现多任务并行处理。 3. 模拟系统转化为计算机控制系统： 题目中给出了模拟式雷达天线俯仰角位置伺服控制系统、水位高度控制系统和机械手控制系统，这些都可以通过增加数据采集装置（如A/D转换器）、控制算法软件和数字输出装置（如D/A转换器）转化为计算机控制系统。转化后的系统能够实现更灵活的控制逻辑，提高系统的响应速度和抗干扰能力。 4. 数字控制在飞机自动驾驶仪中的应用： 连续模拟式的飞机姿态控制系统可以通过数字化改造，将传感器信号数字化，用计算机进行处理，然后通过数字执行机构（如电动舵机）来控制飞机的俯仰角、滚转角和航向角。这样不仅可以提高控制精度，还可以实现更复杂的飞行模式和自动飞行功能。 5. 信号采样与采样信号的拉氏变换： 信号采样是数字控制系统的基础，通过理想采样开关将连续信号转化为离散信号。对于不同类型的输入信号，其采样表达式和拉氏变换会有所不同。例如，指数信号、正弦信号的采样表达式和它们的拉氏变换都需要根据采样定理进行计算。 6. 采样信号的拉氏变换闭合形式： 已知连续信号的拉氏变换，可以推导其采样信号的拉氏变换。这通常涉及到采样定理和Z变换的概念，通过将连续时间的信号转换为离散时间信号，再进行拉氏变换。 以上是对习题中涉及的计算机控制系统相关知识点的详细解析。这些内容对于理解计算机控制系统的基本原理和设计方法至关重要，同时也为学习者提供了实践应用的思路和方法。