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1、导读一、填空题（每题1分,共20分）二、判断题（每题1分,共10分）三、选择题（每题2分,共40分）四、简答题（每题4分,共20分）五、开放题（每题5分，共10分）串级控制系统安装运用知识考题一、填空题1 .串级控制系统中，两个PID控制器连接在一起的方式是答：级联2 .在串级控制系统中，副控制器通常是用来控制 o答：主控制器控制对象的某个输入3 .在串级控制系统中，主控制器的偏差信号来自于 o答：被控对象输出与给定值之间的差值4 .在串级控制系统中，副控制器的偏差信号来自于 o 答：主控制器的输出和给定值之间的差值A.比例控制B.积分控制C.比例积分控制D.比例微分控制答案：C16.副控制器
2、通常采用的控制模式是：A.比例控制B.积分控制C.比例积分控制D.比例微分控制答案：D17.串级控制系统的主要作用是：A.降低系统稳定性B.提高系统稳定性C.降低系统性能D.提高系统噪声答案：B18.串级控制系统中，若主控制器为位置式PID控制器，则副控制器可选用：A.速度式PID控制器B.位置式PID控制器C.位置式PI控制器D.位置式PD控制器答案：A19.在串级控制系统中，反馈信号对控制效果的影响是：A.反馈信号越多，控制效果越好B.反馈信号越少，控制效果越好C反馈信号的数量与控制效果没有必然联系D.反馈信号与控制效果之间存在负相关关系答案：C20.串级控制系统通常需要进行的参数调节是：
3、A主控制器和副控制器的PID参数的调节B.控制对象的传递函数的调节C.反馈信号的滤波器参数的调节D.机械臂控制系统中末端执行器的力量控制参数的调节答案：A四、简答题L请简述串级控制系统的基本原理。答：串级控制系统是指在一个闭环控制系统中，嵌套另一个闭环控制系统，使得 该系统的整体控制性能优于单独使用一个闭环控制系统。串级控制系统由主控制 器和副控制器组成，其中主控制器负责控制对象的位置、速度或加速度等，而副 控制器负责主控制器的输出，以及控制对象的输入。主控制器和副控制器之间通 过反馈信号进行交互和协调，以达到优化系统的动态响应和稳态误差的目的。2 .请简述串级控制系统的优点。答：串级控制系统
4、的主要优点是提高了闭环控制系统的性能，具体表现为：(1) 提高了系统的动态响应；(2)减小了系统的稳态误差；(3)提高了系统的鲁棒性；(4)在处理时间常数差异明显的复杂对象时具有优势；(5)适用于需要快速响 应和较为精确的控制。3 .请简述主控制器和副控制器之间的关系。答：主控制器和副控制器是串级控制系统的两个主要部分，它们之间通过反馈信 号交互和协调。主控制器负责控制对象的位置、速度或加速度等，副控制器则负 责主控制器的输出以及控制对象的输入。主控制器和副控制器的输出信号需要进 行协调，以达到优化系统的动态响应和稳态误差的目的。4 .请简述如何进行串级控制系统中的参数调节。答：串级控制系统中
5、的参数调节需要针对主控制器和副控制器的PID参数进行。 在实际应用中，一般可以采用试验与调整的方法，即依据实际应用的场景，选定 一个综合性能指标，比如超调量、调节时间等，然后通过实验调整PID参数，不 断优化调节效果，直到满足指标要求为止。此外，也可以采用先进的自动调节算 法，如基于模型参考自适应控制(MRAC)或神经网络控制等方法进行。5 .请简述如何进行串级控制系统的安装。答：串级控制系统的安装需要注意以下几个方面：(1)选用合适的控制算法，如 比例积分控制等；(2)选用合适的传感器和执行器；(3)确定合适的控制方式, 包括开环控制和闭环控制，以及主控制器和副控制器的控制模式；(4)进行参
6、数 调节，以达到最佳控制效果；(5)合理布置系统结构，包括控制器、传感器和执 行器等的位置安排；(6)选择合适的控制器接口和通讯协议。五、开放题L如何进行串级控制系统的故障诊断和排除？答：串级控制系统的故障诊断和排除需要从以下几个方面入手：(1)排查硬件故 障，在传感器、执行器和控制器等方面进行逐一检查；(2)进行系统模拟和实验 验证，排除软件故障；(3)对系统逐步化简，进行单元测试，确定出具体故障点。2.请简述串级控制系统的应用场景。答：串级控制系统适合在需要快速响应和较为精确的控制场合使用，特别是在处 理时间常数差异明显的复杂对象时具有优势。常见的应用包括机械臂控制、航空 航天工业中的导航
7、控制和自动驾驶控制系统等。5 .在串级控制系统中，反馈信号作为副控制器的输入来自于。答：被控对象输出6 .在串级控制系统中，反馈信号作为主控制器的输入来自于。答：被控对象输出或者经过低通滤波后的信号7 .串级控制系统中，主控制器和副控制器的输出都是。答：控制信号8 .在串级控制系统中，主控制器和副控制器通常使用不同的答：采样周期9 .串级控制系统通常应用于 的控制。答：时间常数差异明显的复杂对象10 .在串级控制系统中，主控制器和副控制器的作用都是 O答：提高闭环控制系统的性能11 .在串级控制系统中，主控制器的作用是减小 的影响。答：被控对象的惯性12 .在串级控制系统中，副控制器的作用是减
8、小的影响。答：主控制器的调节过程中产生的振荡13 .串级控制系统中，主控制器的控制作用量决定于 o答：主控制器的参数设置14 .串级控制系统中，副控制器的控制作用量决定于。答：副控制器的参数设置15 .在串级控制系统中，主控制器和副控制器的参数通常需要进行答：调整16 .串级控制系统的优势是提高了 的动态响应和稳态精度。答：闭环控制系统17 .在串级控制系统中，主控制器和副控制器的反馈信号都是 o答：被控对象输出18 .串级控制系统中，主控制器的输出信号是。答：输入到副控制器的给定值19 .串级控制系统中，副控制器的输出信号是 o 答：输入到被控对象的控制信号20 .串级控制系统中，主控制器和
9、副控制器的输出信号通常需要进行答：协调二、判断题1 .串级控制系统可以提高闭环控制系统的性能。答案：正确2 .在串级控制系统中，主控制器和副控制器的反馈信号有所不同。答案：错误3 .在串级控制系统中，副控制器的作用是减小主控制器的调节过程中产生的振荡。 答案：正确4 .在串级控制系统中，副控制器的控制作用量决定于主控制器的参数设置。答案： 错误5 .串级控制系统的优势是提高了闭环控制系统的静态精度。答案：错误6 .在串级控制系统中，主控制器和副控制器的反馈信号来自于相同的位置。答案： 错误7 .在串级控制系统中，副控制器的输出信号直接作用于被控对象。答案：错误8 .在串级控制系统中，主控制器和
10、副控制器的输出信号需要进行协调。答案：正 确9 .串级控制系统通常应用于电机驱动等时间常数差异明显的复杂对象的控制。答 案：正确10 .在串级控制系统中，副控制器的参数设置对主控制器的控制作用量没有影响。 答案：错误三、选择题1.串级控制系统中，主控制器通常使用的控制模式是什么？A.比例控制B.积分控制C.比例积分控制D.比例微分控制答案：C2.在串级控制系统中，副控制器通常使用的控制模式是什么？A.比例控制B.积分控制C.比例积分控制D.比例微分控制答案：D3 .在串级控制系统中，主控制器的控制作用量是？A.主控制器的输出和给定值之间的差值B.被控对象输出与给定值之间的差值C.主控制器的参数
11、设置D.副控制器的参数设置答案：B4 .在串级控制系统中，副控制器的控制作用量是？A.主控制器的输出和给定值之间的差值B.被控对象输出与给定值之间的差值C.主控制器的参数设置D.副控制器的参数设置答案：A5 .在串级控制系统中，主控制器通常使用哪种反馈信号作为输入?A.被控对象输出B.经过低通滤波后的被控对象输出C.非控制对象输出D.故障诊断模块输出答案：B6 .串级控制系统可以提高什么方面的性能？A.开环控制系统的稳态精度B.闭环控制系统的静态精度C.闭环控制系统的动态响应和稳态精度D.开环控制系统的动态响应和稳态精度答案：C7 .在串级控制系统中，副控制器的输出信号是？A.控制对象的输入8
12、 .控制对象的输出C.主控制器的输入D.主控制器的输出答案：A8 .在串级控制系统中，主控制器和副控制器的输出信号需要进行什么?A.调整B.协调C.交叉验证D.过滤 答案：B9 .在串级控制系统中，副控制器的反馈信号来自于?A.被控对象输出B.主控制器的输出C.故障诊断模块D.非控制对象的输出答案：A10 .串级控制系统的主要优点是什么？A.提局稳态误差B.改善动态响应C.减小计算量D.提高鲁棒性答案：B11 .副控制器的输出信号直接作用于：A.控制对象B.主控制器C.传感器D.执行器12 .串级控制系统中，主控制器的反馈信号一般来自：A.控制对象的输出B控制对象的输入C.主控制器的输出D.副控制器的输出答案：B13 .在串级控制系统中，主控制器和副控制器的输出信号需要做到：A.相等B.相关C协调D.互补答案：C14 .串级控制系统常用于哪种类型的控制对象？A.时间常数差异大的复杂对象B.时间常数相近的简单对象C.非线性系统D.开环系统答案：A15.主控制器通常采用的控制模式是：