控制系统数字仿真与CAD习题

控制系统计算机仿真及辅助设计

课程上机作业

1月5日上机作业一：

2-1 思考题：

（1）数学模型的微分方程，状态方程，传递函数，零极点增益和部分分式五种形式，各有什么特点？

（3）控制系统建模的基本方法有哪些？他们的区别和特点是什么？

（4）控制系统计算机仿真中的“实现问题”是什么含意？

（5）数值积分法的选用应遵循哪几条原则？

（1）微分方程是直接描述系统输入和输出量之间的制约关系，是连续控制系统其他数学模型表达式的基础。状态方程能够反映系统内部各状态之间的相互关系，适用于多输入多输出系统。传递函数是零极点形式和部分分式形式的基础。零极点增益形式可用于分析系统的稳定性和快速性。利用部分分式形式可直接分析系统的动态过程。

（2）不同的控制系统的分析和设计方法，只适用于特定的数学模型形式。

（3）控制系统的建模方法大体有三种：机理模型法，统计模型法和混合模型法。机理模型法就是对已知结构，参数的物理系统运用相应的物理定律或定理，经过合理的分析简化建立起来的各物理量间的关系。该方法需要对系统的内部结构和特性完全的了解，精度高。统计模型法是采用归纳的方法，根据系统实测的数据，运用统计规律和系统辨识等理论建立的系统模型。该方法建立的数学模型受数据量不充分，数据精度不一致，数据处理方法的不完善，很难在精度上达到更高的要求。混合法是上述两种方法的结合。

（4）“实现问题”就是根据建立的数学模型和精度，采用某种数值计算方法，将模型方程转换为适合在计算机上运行的公式和方程，通过计算来使之正确的反映系统各变量动态性能，得到可靠的仿真结果。

（5）数值积分法应该遵循的原则是在满足系统精度的前提下，提高数值运算的速度和并保证计算结果的稳定。

2-2.用matlab语言求下列系统的状态方程、传递函数、零极点增益、和部分分式形式的模型参数，并分别写出其相应的数学模型表达式：

(1) G（s）=

32

432

72424

10355024

s s s

s s s s

+++

++++

(2) Equation Section (Next)

.

X=

2.25 -5 -1.25 -0.54

2.25 -4.25 -1.25 -0.252

0.25 -0.5 -1.25 -12

1.25 -1.75 -0.25 -0.75 0

X

????

????

????

+????

????

????

u

y=[0 2 0 2] X

解：

（1）

程序代码如下：

clear;

clc;

num=[1 7 24 24];

den=[1 10 35 50 24];

[Z,P,K]=tf2zp(num,den);

[A,B,C,D]=zp2ss(Z,P,K);

[R,P1,H]=residue(num,den);

G1=tf(num,den)

G2=zpk(Z,P,K)

G3=ss(A,B,C,D)

程序的输出结果如下：

Transfer function:

s^3 + 7 s^2 + 24 s + 24

---------------------------------

s^4 + 10 s^3 + 35 s^2 + 50 s + 24

Zero/pole/gain:

(s+1.539) (s^2 + 5.461s + 15.6)

-------------------------------

(s+4) (s+3) (s+2) (s+1)

a =

x1 x2 x3 x4 x1 -3 -1.414 0 0

x2 1.414 0 0 0

x3 1 1.088 -7 -3.464

x4 0 0 3.464 0

x1 1

x2 0

x3 0

x4 0

c =

x1 x2 x3 x4 y1 1 1.088 -1.539 1.038

d =

u1

y1 0

Continuous-time model.

（2）

程序代码如下：

clear;

clc;

A=[2.25 -5 -1.25 -0.5

2.25 -4.25 -1.25 -0.25

0.25 -0.5 -1.25 -1

1.25 -1.75 -0.25 -0.75];

B=[4

2

2

0];

C=[0 2 0 2];

D=0;

[num,den]=ss2tf(A,B,C,D);

[Z,P,K]=ss2zp(A,B,C,D);

[R,P1,H]=residue(num,den);

G1=tf(num,den)

G2=zpk(Z,P,K)

G3=ss(A,B,C,D)

程序输出结果如下：

Transfer function:

4 s^3 + 14 s^2 + 22 s + 15

--------------------------------------

s^4 + 4 s^3 + 6.25 s^2 + 5.25 s + 2.25

Zero/pole/gain:

4 (s+1.5) (s^2 + 2s + 2.5)

--------------------------

(s+1.5)^2 (s^2 + s + 1)

a =

x1 x2 x3 x4

x1 2.25 -5 -1.25 -0.5

x2 2.25 -4.25 -1.25 -0.25

x3 0.25 -0.5 -1.25 -1

x4 1.25 -1.75 -0.25 -0.75

b =

u1

x1 4

x2 2

x3 2

x4 0

c =

x1 x2 x3 x4

y1 0 2 0 2

d =

u1

y1 0

Continuous-time model.

2-3.用欧拉法求下面系统的输出响应y(t)在0≤t≤1上，h=0.1时的数值。

=-=

',(0)1

y y y

要求保留4位小数，并将结果与真解()t

=比较。

y t e-

解：

程序代码如下：

clear;

clc;

h=0.1;

y=1;

disp('欧拉法求得值为：');

for i=0:h:1

m=y;

disp(y);

y=m-m*h;

end

disp('真解为：');

for i=0:h:1

y=exp(-i);

disp(y);

输出结果如下：

2-4用二阶龙格库塔法求解2-3的数值解，并于欧拉法求得的结果比较。

解：

程序代码如下：

clear;

clc;

h=0.1;

y=1;

disp('二阶龙格库塔法求得值为：');

for i=0:h:1

disp(y);

k1=-y;

k2=-(y+k1*h);

y=y+(k1+k2)*h/2;

end

disp('欧拉法求得值为：');

y=1;

for i=0:h:1

m=y;

disp(y);

y=m-m*h;

end

程序输出结果如下：

2-5．用四阶龙格-库塔法求解题2-3数值解，并与前两题结果相比较。

解：

程序代码如下：

clc;

h=0.1;

y=1;

disp('四阶龙格库塔法求得值为：'); for i=0:h:1

disp(y);

k1=-y;

k2=-(y+k1*h/2);

k3=-(y+k2*h/2);

k4=-(y+k3*h);

y=y+(k1+2*k2+2*k3+k4)*h/6; end

程序结果如下：

2-6．已知二阶系统状态方程为

.

1111210

111

.

22220

2122

2

(0)

;;

(0)

x a a x

x b x

u

x b x x

a a

x

??

????

??????

??

=+=

????

??????

??

??????????

??

??

写出取计算步长为h时，该系统状态变量X=[

12

,x x]的四阶龙格-库塔法递推关系式。

2-7单位反馈系统的开环传递函数已知如下

25100

()( 4.6)( 3.416.35)

s G s s s s s +=

+++

用matlab 语句 、函数求取系统闭环零极点，并求取系统闭环状态方程的可控标准型实现。

解：

程序代码如下：

clear; clc;

num=[5 100]; den1=[1 0]; den2=[1 4.6];

den3=[1 3.4 16.35]; den4=[0 0 0 5 100]; den=conv(den1,den2); den=conv(den,den3); den=den+den4

[Z,P,K]=tf2zp(num,den); P1=roots(den)

P

输出结果如下：

den =

1.0000 8.0000 31.9900 80.2100 100.0000 P1 =

-0.9987 + 3.0091i -0.9987 - 3.0091i -3.0013 + 0.9697i -3.0013 - 0.9697i Z1 =

-20 Z =

-20 P =

-0.9987 + 3.0091i -0.9987 - 3.0091i -3.0013 + 0.9697i -3.0013 - 0.9697i

2-8用matlab 语言编制单变量系统三阶龙格-库塔法求解程序，程序入口要求能接收状态方程各系数阵（A,B,C,D ）,和输入阶跃函数r(t)=R*1(t);程序出口应给出输出量y （t ）的动态响应数值解序列

01,,......,n y y y 。

解：

函数程序代码如下：

function [ y ] = hs( A,B,C,D,R,T,h ) y=0; r=R;

x=[0;0;0;0]; N=T/h;

for t=1:1:N k1=A*x+B*R;

k2=A*(x+h*k1/3)+B*R;

y=C*x+D*R;

end

将程序保存为名为hs的文件，用以求解2-1求解出的A,B,C,D进行验证如下：>> hs(A,B,C,D,1,1,1)

ans =

2.6667

2-10.用式（2-34）梯形法求解试验方程'1

y y

τ

=-，分析对计算步长h有何限制，说明h对数值稳定性的影响。

1月6日上机作业二：

3-1．求解下列线性方程，并进行解得验证：

(1)

7 2 1 -24

9 15 3 -27

-2 -2 11 51

1 3

2 130

x

????

????

????

=

????

-

????

????

,(2)

5 7

6 5 124

7 10 8 7 234

6 8 10 9 336

5 7 9 10 435

1 2 3 4 515

x

???

???

???

???

=

???

???

???

???

96

136

144

140

60

?

?

?

?

?

?

??

由A*X=B得：X=A\B 解：

（1）

程序代码如下：

clear;

clc;

A=[7 2 1 -2

9 15 3 -2

-2 -2 11 5

1 3

2 13];

B=[4

7

-1

0];

x=inv(A)*B

输出结果如下：

x =

0.4979

0.1445

0.0629

-0.0813

（2）

程序代码如下：

clear;

clc;

A=[ 5 7 6 5 1

7 10 8 7 2

6 8 10 9 3

5 7 9 10 4

1 2 3 4 5];

B=[24 96

34 136

15 60]; x=inv(A)*B

输出结果如下： x =

1.0000 4.0000 1.0000 4.0000 1.0000 4.0000 1.0000 4.0000

1.0000 4.0000

3-2．进行下列计算，给出不使用for 和while 等循环语句的计算方法。 （1）63

2

i

i k ==

∑

(2)求出y=x*sin(x) 在0

解： （1）

程序代码如下：

clear; clc; a1=1; q=2; n=64;

sum=a1*(1-q^n)/(1-q)

输出结果如下：

sum =

1.8447e+019

（2）

先画出0

x=0:0.1:100; y=x.*sin(x); plot(x,y) xlabel('x'); ylabel('y');

图形如下：

可以看出sin(x)在峰值时y 也是在峰值位置，即每个点的峰值为

)31,..,1,0(2

=+k k ππ

3-3．绘制下面的图形。

（1）sin(1/t),-1

代码如下：

t=-1:0.01:1; y=sin(1./t); plot(t,y); xlabel('t'); ylabel('y');

输出图形如下：

（2）

代码如下：

clear;

clc;

t=-1:0.01:1;

y=1-(cos(7*t)).^3; plot(t,y);

xlabel('t');

ylabel('y');

输出图形如下：

3-4．已知元件的实验数据如下，拟合这一数据，并尝试给出其特性方程。

解：

程序代码如下：

clear;

clc;

x=[ 0.0100 1.0100 2.0100 3.0100 4.0100 5.0100 6.0100 7.0100 8.0100 9.0100];

y=[ 2.5437 7.8884 9.6242 11.6071 11.9727 13.2189 14.2679 14.6134 15.4045 15.0805 ];

P=polyfit(x,y,3);

xi=0:0.01:9.01;

yi=polyval(P,xi);

plot(x,y,'o',xi,yi,'*');

plot(x,y,xi,yi);

xlabel('x');

ylabel('y');

输出结果如下：

3-5．分别使用解微分方程方法、控制工具箱、simulink 求解具有如下闭环传递函数的系统的阶跃响应。432

10

()8364010

s s s s s φ=

++++ 解：

Simulink 中建立如下系统

阶跃响应图像如下：

num=[6 26 6 20]; den=[1 3 4 2 2]; step(num,den,10);

输出波形如下

3-6．已知系统的闭环传递函数

32

432

626620

()

3422

s s s

s

s s s s

φ

+++

=

++++

，试分析该系统的稳定性。

解：

画出系统零极点图代码如下：

num=[6 26 6 20];

den=[1 8 36 40 10]; pzmap(num,den)

输出结果为：

可以看出系统的几点都在左半平面中，所以该系统为稳定系统。

3-8．某小功率随动系统动态结构如下图所示，已知： 120120.01,0.05,1,300,1,0.08.

c T T K K K K ======

若系统输入分别为()1(),,[1()1(1.5)]sr sr sr t t t t θθθ===-，适用simulink 分析系统的输出()sc t θ

分别如何？

（1）输入为1（t ）

:

输出为：

（2）输入为t 时：

输出：

（3）输入为l(t)-l(t-1.5)时：

1月7日上机作业三：

4-2设典型闭环结构控制系统如图4-47所示，当阶跃输入幅值 20R =时，用sp4_1.m 求取输出()y t 的响应。

)

解： 代码为：

控制系统数字仿真

现代工程控制理论 实验报告 实验名称：控制系统数字仿真技术 实验时间： 2015/5/3 目录 一、实验目的 (2) 二、实验容 (3)

三、实验原理 (3) 四、实验方案 (6) 1、分别离散法； (6) 2、整体离散法； (7) 3、欧拉法 (9) 4、梯形法 (9) 5、龙格——库塔法 (10) 五、实验结论 (11) 小结： (14) 一、实验目的 1、探究多阶系统状态空间方程的求解； 2、探究多种控制系统数字仿真方法并对之进行精度比较；

二、 实验容 1、 对上面的系统进行仿真，运用分别离散法进行分析； 2、 对上面的系统进行仿真，运用整体离散法进行分析； 3、 对上面的系统进行仿真，运用欧拉法进行分析； 4、 对上面的系统进行仿真，运用梯形法进行分析； 5、 对上面的系统进行仿真，运用龙泽——库塔法进行分 析； 6、 对上面的几种方法进行总计比较，对他们的控制精度分 别进行分析比较； 三、 实验原理 1、 控制系统状态空间方程整体离散法的求解； 控制系统的传递函数一般为 x Ax Bu Y Cx Du ? =+=+ 有两种控制框图简化形式如下： KI 控制器可以用框图表示如下：

惯性环节表示如下： 高阶系统(s)(1)n K G T = +的框图如下 对于上面的框图可以简写传递函数 x Ax Bu Y Cx Du ? =+=+ 根据各环节间的关系可以列写出式子中出现的系数A 、B 、C 和D ，下面进行整体离散法求传递函数的推导

00 ()0 ...*()...()(t)(0)...*(t)(0)(t)(0)()(0)At At At At At t t At t t A AT t AT A At t t At At A At A t x Ax Bu e e x e Ax e Bu d e x dt Bue dt dt e x Bue dt e x x Bue d e x x e e Bue d x x e Bue d t KT x kT x e τ ττ τττττ ? -? -----------=+=+=?=?=+=+?=+==????? ?①①得②③ ③得令()0 (1)(1)[(1)]0 (1)[(1)]0 ...(1)[(1)](0)...*(1)()(1)T (1)()()() ,kT A kT A kT k T A k T A k T AT k T AT A k T kT T T AT At AT At AT Bue d t K T x k T x e Bue d e x k e x k Bue d k t x k e x k e Budt e x k e Bdt u k e ττττττ τ?-+?++-++-+=++=+-+-=+-=+=+=+?Φ=? ? ? ??④ 令⑤ ⑤④得令令0 (1)()(1) T At m m e Bdt x k x k x k Φ=+=Φ?+Φ?+?得 这样，如果知道系数，就可以知道高阶系统的传递函数和状态空间方程。 2、 在控制系统的每一个环节都加一个采样开关，构成分别 离散法求解系统的状态空间方程； 采样开关其实是一个零阶保持器

控制系统数字仿真-上海交通大学

上海市高等教育自学考试 工业自动化专业（独立本科段）（B080603）控制系统数字仿真 (02296) 自学考试大纲 上海交通大学自学考试办公室编上海市高等教育自学考试委员会组编 2013年

I、课程的性质及其设置的目的和要求 （一）本课程的性质与设置的目的 “控制系统数字仿真”是利用数字计算进行各种控制系统分析、设计、研究的有力工具，是控制系统工程技术人员必须掌握的一门技术。 本课程是工业自动化专业的专业课程，也是一门理论和实际紧密结合的课程。 通过本课程的学习，学生能掌握系统仿真的基本概念、基本原理及方法；掌握基本的仿真算法及能用高级编程语言在微机上编程实现，学会使用常用的仿真软件。为学习后继课程、从事工程技术工作、科学研究以及开拓性技术工作打下坚实的基础。 （二）本课程的基本要求 1．要求掌握系统、模型、仿真的基本概念，这是学好仿真这门课程的概念基础。 2．掌握常用的连续系统数学仿真算法及能用某种高级编程语言上机实现。 3．初步掌握利用微机来分析、设计、研究控制系统的方法与仿真技术。 （三）本课程与相关课程的联系 先修课程：自动控制原理、现代控制理论基础、高级编程语言。

II、课程内容与考核目标 第1章概论 （一）学习目的和要求 通过本章学习，了解系统的概念，系统的分类方法及特点，仿真的应用目的。了解模型的基本概念，熟悉模型的分类方法及特点。掌握仿真的基本概念，仿真的分类方法及特点。熟悉仿真的一般步骤，仿真技术的应用，熟悉计算机仿真的三要素及基本活动。 （二）课程内容 第一节系统、模型与仿真 1.系统 2.模型 3.仿真 4.仿真科学与技术的发展沿革 第二节系统仿真的一般知识 1.相似理论 2.基于相似理论的系统仿真 3.系统仿真的类型 4.系统仿真的一般步骤 第三节仿真科学与技术的应用 1.仿真在系统设计中的应用 2.仿真在系统分析中的应用 3.仿真在教育与训练中的应用 4.仿真在产品开发及制造过程中的应用 第四节当前仿真科学与技术研究的热点 1.网络化仿真技术 2.复杂系统/开放复杂巨系统的建模与仿真

控制系统数字仿真题库

控制系统数字仿真题库 一、填空题 1. 定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。 3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。 4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。 8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，其中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。 9、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述 系统内在规律的模型称为数学模型。 10．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是微分方程和差分方程。 11．系统模型根据描述变量的函数关系可以分类为线性模型和非线性模型。12 仿真模型的校核是指检验数字仿真模型和数学模型是否一致。 13．仿真模型的验证是指检验数字仿真模型和实际系统是否一致。 14．计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。 15．系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验。 16．系统仿真根据模型种类的不同可分为：物理仿真、数学仿真和数学-物理混合仿真。17．根据仿真应用目的的不同，人们经常把计算机仿真应用分为四类，分别为： 系统分析、系统设计、理论验证和人员训练。18．计算机仿真是指将模型在计算机上进行实验的过程。 19. 仿真依据的基本原则是:相似原理。 20. 连续系统仿真中常见的一对矛盾为计算速度和计算精度。 21．保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置。 22．零阶保持器能较好地再现阶跃信号。 23. 一阶保持器能较好地再现斜坡信号。 24. 二阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()。 25．三阶隐式阿达姆斯算法的截断误差为:O()。 26．四阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()。 27．根据计算稳定性对步长h是否有限制，数值积分算法可以分为二类，分别是：条

控制系统数字仿真题库

控制系统数字仿真题库 填空题 1.定义一个系统时，首先要确定系统的；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的，系统对边界以外环境的作用称为系统的。 1.定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以外环境的作用称为系统的输出。 2．系统的三大要素为：、和。 2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。 3．人们描述系统的常见术语为：、、和 3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。 4．人们经常把系统分成四类，分别为：、、和 4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：和。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为： 和。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。 7. 系统是指相互联系又相互作用的的有机组合。 7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。 8．根据模型的表达形式，模型可以分为和数学模型二大类，期中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：和。8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，期中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。 9．连续时间集中参数模型的常见形式为有三种，分别为：、和。 9．连续时间集中参数模型的常见形式为有三种，分别为：微分方程、状态方程和传递函数。 10、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为，用数学表达式来描述系 统内在规律的模型称为。 10、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统 内在规律的模型称为数学模型。 11．静态模型的数学表达形式一般是方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是方程和方程。 11．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数

控制系统数字仿真第二章习题答案

控制系统数字仿真与CAD第二章习题答案 2-1 思考题： （1）数学模型的微分方程，状态方程，传递函数，零极点增益和部分分式五种形式，各有什么特点？ （2）数学模型各种形式之间为什么要互相转换？ （3）控制系统建模的基本方法有哪些？他们的区别和特点是什么？ （4）控制系统计算机仿真中的“实现问题”是什么含意？ （5）数值积分法的选用应遵循哪几条原则？ 答：（1）微分方程是直接描述系统输入和输出量之间的制约关系，是连续控制系统其他数学模型表达式的基础。状态方程能够反映系统内部各状态之间的相互关系，适用于多输入多输出系统。传递函数是零极点形式和部分分式形式的基础。零极点增益形式可用于分析系统的稳定性和快速性。利用部分分式形式可直接分析系统的动态过程。 （2）不同的控制系统的分析和设计方法，只适用于特定的数学模型形式。 （3）控制系统的建模方法大体有三种：机理模型法，统计模型法和混合模型法。机理模型法就是对已知结构，参数的物理系统运用相应的物理定律或定理，经过合理的分析简化建立起来的各物理量间的关系。该方法需要对系统的内部结构和特性完全的了解，精度高。统计模型法是采用归纳的方法，根据系统实测的数据，运用统计规律和系统辨识等理论建立的系统模型。该方法建立的数学模型受数据量不充分，数据精度不一致，数据处理方法的不完善，很难在精度上达到更高的要求。混合法是上述两种方法的结合。 （4）“实现问题”就是根据建立的数学模型和精度，采用某种数值计算方法，将模型方程转换为适合在计算机上运行的公式和方程，通过计算来使之正确的反映系统各变量动态性能，得到可靠的仿真结果。 （5）数值积分法应该遵循的原则是在满足系统精度的前提下，提高数值运算的速

控制系统数字仿真自考题型举例与解答

控制系统数字仿真 题型举例与总复习 一、填空题 A类基本概念题型 1、系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。 2、定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。 3、系统的三大要素为：实体、属性和活动。 4、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。 5、相似原理用于仿真时，对仿真建模方法的三个基本要求是稳定性、准确性和快速性。 6、根据模型种类不同，系统仿真可分为三种：物理仿真、数字仿真和半实物仿真。 7、按照系统模型特征分类，仿真可分为连续系统仿真及离散事件系统仿真两大类。 8、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为数学模型。 9、计算机仿真是指将模型在计算机上进行试验的过程。 10、系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验，计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。 11、如果某数值计算方法的计算结果对初值误差和计算误差不敏感，则称该计算方法是稳定的。 12、数值积分法步长的选择应遵循的原则为计算稳定性及计算精度。 13、采样数值积分方法时有两种计算误差，分别为截断误差和舍入误差。 14、三阶隐式啊达姆氏算法的截断误差为O(?4)，二阶龙格-库塔法的局部截断误差为O(?3)，四阶龙格-库塔法的局部截断误差为O(?5)。 15、在判定数值积分方法的稳定域时，使用的测试方程为y?=μy。 16、龙格-库塔法的基本思想是用几个点上函数值的线性组合来避免计算函数的高阶导数，提高数值计算的精度。 17、连续系统仿真中常见的一对矛盾为计算速度和计算精度。 18、离散相似法在采样周期的选择上应当满足采样定理。 19、保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置，零阶保持器能较好地再现阶跃信号，一阶保持器能较好地再现斜坡信号。 20、实际信号重构器不可能无失真地重构信号，具体表现为信号重构器会对被重构的信号产生相位的滞后和幅度的衰减。 21、一般将采样控制系统的仿真归类为连续系统仿真。 22、在控制理论中，由系统传递函数来建立系统状态方程的问题被称为“实现问题”。 23、常用的非线性环节包括:饱和非线性、失灵非线性、迟滞回环非线性。

控制系统数字仿真与CAD第一二章习题答案

1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？ 答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助专家经验知识，统汁数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科学。 它所遵循的基本原则是相似原理。 1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区別？各有什么特点？ 答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，il?算。它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全而性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。 仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。 1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？ 答：通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与让算机。由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题：将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。 1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？o 答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的下?扰，模拟仿真较数字仿真精度低 但模拟仿真具有如下优点： （1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。 （2）仿真速度极快，失真小，结果可信度髙。 （3）能快速求解微分方程。模拟汁算机运行时0运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原 系统的复杂程度无关。 （4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进行非实时仿真。 （5）易于和实物相连。 1-5什么是CAD技术？控制系统CAD可解决那些问题？ 答：CAD技术，即计算机辅助设计（Computer Aided Design），是将计算机高速而精确的计算能力, 大容量存储和数据的能力与设讣者的综合分析，逻辑判断以及创造性思维结合起来，用以快速设计进程，缩短设计周期，提髙设计质量的技术。 控制系统CAD可以解决以频域法为主要内容的经典控制理论和以时域法为主要内容的现代控制理论。此外，自适应控制，自校正控制以及最优控制等现代控制测略都可利用CAD技术实现有效的分析与设计。 1-6什么是虚拟现实技术？它与仿真技术的关系如何？ 答：虚拟现实技术是一种综合了计算机图形技术，多媒体技术，传感器技术，显示技术以及仿真技术等多种学科而发展起来的高新技术。 1-7什么是离散系统？什么是离散事件系统？如何用数学的方法描述它们？ 答：本书所讲的“离散系统”指的是离散时间系统，即系统中状态变量的变化仅发生在一组离散时刻上的系统*它一般采用差分方程.离散状态方程和脉冲传递函数来描述。 离散事件系统是系统中状态变量的改变是由离散时刻上所发生的事件所驱动的系统。这种系统的输入输出是随机发生的，一般采用概率模型来描述。 1-8如图1-16所示某卫星姿态控制仿真实验系统，试说明： （1）若按模型分类，该系统属于那一类仿真系统？ （2）图中“混合汁算机”部分在系统中起什么作用？ （3）与数字仿真相比该系统有什么优缺点？ 答：（1）按模型分类，该系统属于物理仿真系统“ （2）混合计算机集中了模拟仿真和数字仿真的优点，它既可以与实物连接进行实时仿真，计算一些复杂函数，又可以对控制系统进行反复迭代讣算。其数字部分用来模拟系统中的控制器，而模拟部分用于模拟控制对象。（4）与数字仿真相比，物理仿真总是有实物介入，效果逼真，精度高，具有实时性与在线性的特点, 但其构成复杂，造价较髙，耗时过长，通用性不强。

控制系统数字仿真大作业.

《控制系统数字仿真》课程 大作业 姓名： 学号： 班级： 日期： 同组人员：

目录 一、引言 (2) 二、设计方法 (2) 1、系统数学模型 (2) 2、系统性能指标 (4) 2.1 绘制系统阶跃响应曲线、根轨迹图、频率特性 (4) 2.2 稳定性分析 (6) 2.3 性能指标分析 (6) 3、控制器设计 (6) 三、深入探讨 (9) 1、比例-微分控制器(PD) (9) 2、比例-积分控制（PI） (12) 3、比例-微分-积分控制器（PID） (14) 四、设计总结 (17) 五、心得体会 (18) 六、参考文献 (18)

一、引言 MATLAB语言是当今国际控制界最为流行的控制系统计算机辅助设计语言，它的出现为控制系统的计算机辅助分析和设计带来了全新的手段。其中图形交互式的模型输入计算机仿真环境SIMULINK，为MATLAB应用的进一步推广起到了积极的推动作用。现在，MATLAB语言已经风靡全世界，成为控制系统CAD领域最普及、也是最受欢迎的软件环境。 随着计算机技术的发展和应用，自动控制理论和技术在宇航、机器人控制、导弹制导及核动力等高新技术领域中的应用也愈来愈深入广泛。不仅如此，自动控制技术的应用范围现在已发展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会领域中，成为现代社会生活中不可或缺的一部分。随着时代进步和人们生活水平的提高，在人类探知未来，认识和改造自然，建设高度文明和发达社会的活动中，控制理论和技术必将进一步发挥更加重要的作用。作为一个自动化专业的学生，了解和掌握自动控制的有关知识是十分必要的。 利用MATLAB软件及其SIMULINK仿真工具来实现对自动控制系统建模、分析与设计、仿真，能够直观、快速地分析系统的动态性能和稳态性能，并且能够灵活的改变系统的结构和参数，通过快速、直观的仿真达到系统的优化设计，以满足特定的设计指标。 二、设计方法 1、系统数学模型 美国卡耐尔基-梅隆大学机器人研究所开发研制了一套用于星际探索的系统，其目标机器人是一个六足步行机器人，如图(a)所示。该机器人单足控制系统结构图如图(b)所示。 要求： （1）建立系统数学模型； （2）绘制系统阶跃响应曲线、根轨迹图、频率特性； （3）分析系统的稳定性，及性能指标； （4）设计控制器Gc(s)，使系统指标满足：ts<10s,ess=0,，超调量小于5%。

吉大春学期控制系统数字仿真在线作业一答案样本

吉大16春学期《控制系统数字仿真》在线作业一 一、单选题( 共 15 道试题, 共 30 分。) 1. 数值积分法中, 其计算精度p=2的算法是( ) 。 A. 欧拉法 C. 四阶—龙格库塔法 D. 以上都不是 满分: 2 分 2. i=2; a=2i;b=2*i;c=2*sqrt(-1);程序执行后; a, b, c的值分别是( ) 。 A. a=4,b=4,c=2.0000i B. a=4,b=2.0000i, c=2.0000i D. a=2.0000i,b=2.0000i,c=2.0000i 满分: 2 分 3. 下列哪条指令是求矩阵的行列式的值( ) 。 A. inv B. diag

D. eig 满分: 2 分 4. CAD软件中我们一般都用( ) 单位来做图以达到最佳的效果。 A. 米 B. 厘米 D. 分米 满分: 2 分 5. 在CAD命令输入方式中以下不可采用的方式有( ) 。 A. 点取命令图标 B. 在菜单栏点取命令 C. 用键盘直接输入 满分: 2 分 6. 角度x=[30 45 60], 计算其正弦函数的运算为( ) 。 A. SIN( deg2rad(x))

B. SIN(x) C. sin(x) 满分: 2 分 7. 绘制系统奈氏曲线的命令是( ) 。 A. step B. pzmap D. sgrid 满分: 2 分 8. 已知a=2:2:8, b=2:5, 下面的运算表示式中, 出错的为( ) 。 A. a'*b B. a.*b D. a-b 满分: 2 分 9. 下列哪个变量的定义是不合法的( ) 。

B. xyz_3 C. abcdef D. x3yz 满分: 2 分 10. AutoCAD中的图层数最多可设置为( ) 。 A. 10层 C. 5层 D. 256层 满分: 2 分 11. 计算机辅助设计的英文缩写是( ) 。 B. CAM C. CAE D. CAT 满分: 2 分

控制系统数字仿真

控制系统数字仿.. 交卷时间：2016-04-01 21:13:58 一、单选题 1. (2分) 列出工作内存中的变量名称以及细节，只需在命令窗口输入________。 ? A. what ? B. who ? C. echo on ? D. whose 得分：0知识点：控制系统数字仿真作业题 答案D解析 2. (2分) 在Simulink中，运行系统仿真的工具栏图标为 ? A. ? B. ? C. ? D. 得分：0知识点：控制系统数字仿真作业题 答案C解析 3. (2分) 设A＝[0 2 3 4;1 3 5 0]，B＝[1 0 5 3;1 5 0 5]则A>=B的结果为________。

? A. ? B. ? C. ? D. 得分：0知识点：控制系统数字仿真作业题 答案B解析 4. (2分) 若B=[3 2 7 4 9 6 1 8 0 5]，则B([end-3:end])为________。 ? A. 3 7 1 ? B. 3 2 7 4 9 9 4 7 2 3 ? C. 3 4 ? D. 1 8 0 5 得分：0知识点：控制系统数字仿真作业题 答案D解析 5. (2分) 执行以下指令之后E,F的值分别为________。 A=[1 2 3; 4 5 6]; B=[3 4 5; 7 8 9]; C=3; E = A+B; F = B+C ? A. E=[4 5 6;7 8 9] F=[6 7 8;10 11 12] ? B. E=[6 7 8;10 11 12] F=[4 5 6;7 8 9] ? C. E=[4 5 6;7 8 9 F=[6 4 5;10 8 9] ? D. E=[4 5 6;7 8 9] F=[3 4 8;7 8 12]

控制系统数字仿真实验报告

控制系统数字仿真实验报告 班级：机械1304 姓名：俞文龙 学号： 0801130801

实验一数字仿真方法验证1 一、实验目的 1.掌握基于数值积分法的系统仿真、了解各仿真参数的影响； 2.掌握基于离散相似法的系统仿真、了解各仿真参数的影响； 3.熟悉MATLAB语言及应用环境。 二、实验环境 网络计算机系统（新校区机电大楼D520），MATLAB语言环境 三实验内容 （一）试将示例1的问题改为调用ode45函数求解，并比较结果。 实验程序如下； function dy = vdp(t,y) dy=[y-2*t/y]; end [t,y]=ode45('vdp',[0 1],1); plot(t,y); xlabel('t'); ylabel('y');

（二）试用四阶RK 法编程求解下列微分方程初值问题。仿真时间2s ，取步长h=0.1。 ?????=-=1 )0(2y t y dt dy 实验程序如下: clear t0=0; y0=1; h=0.1; n=2/h; y(1)=1; t(1)=0; for i=0:n-1 k1=y0-t0^2; k2=(y0+h*k1/2)-(t0+h/2)^2; k3=(y0+h*k2/2)-(t0+h/2)^2;

k4=(y0+h*k3)-(t0+h)^2; y1=y0+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6; t1=t0+h; y0=y1; t0=t1; y(i+2)=y1; t(i+2)=t1; end y1 t1 figure(1) plot(t,y,'r'); xlabel('t'); ylabel('y'); （三）试求示例3分别在周期为5s的方波信号和脉冲信号下的响应，仿真时间20s，采样周期Ts=0.1。

系统建模与仿真习题答案forstudents

第一章习题 1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？ 答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助专家经验知识，统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科学。 它所遵循的基本原则是相似原理。 1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区别？各有什么特点？ 答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，计算。它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。 仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。 1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？ 答: 通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。 1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？。 答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰，模拟仿真较数字仿真精度低 但模拟仿真具有如下优点： （1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。 （2）仿真速度极快，失真小，结果可信度高。 （3）能快速求解微分方程。模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。 （4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进

《自动控制统计算机仿真》习题参考答案

《自动控制系统计算机仿真》习题参考答案 1-1 什么是仿真？ 它的主要优点是什么？它所遵循的基本原则是什么？ 答：所谓仿真，就是使用其它相似的系统来模仿真实的需要研究的系统。计算机仿真是指以数字计算机为主要工具，编写并且运行反映真实系统运行状况的程序。对计算机输出的信息进行分析和研究，从而对实际系统运行状态和演化规律进行综合评估与预测。它是非常重要的设计自动控制系统或者评价系统性能和功能的一种技术手段。 仿真的主要优点是：方便快捷、成本低廉、工作效率和计算精度都很高。它所遵循的基本原则是相似性原理。 1-2 你认为计算机仿真的发展方向是什么？ 答：向模型更加准确的方向发展，向虚拟现实技术，以及高技术智能化、一体化方向发展。向更加广阔的时空发展。 1-3 计算机数字仿真包括哪些要素？它们的关系如何？ 答：计算机仿真的三要素是：系统——研究的对象、模型——系统的抽象、计算机——仿真的工具和手段。它们的关系是相互依存。 2-1 控制算法的步长应该如何选择？ 答：控制算法步长的选择应该恰当。如果步长太小，就会增加迭代次数，增加计算量；如果步长太大，计算误差将显著增加，甚至造成计算结果失真。 2-2 通常控制系统的建模有哪几种方法？ 答：1）机理建模法；2）实验建模法；3）综合建模法。 2-3 用欧拉法求以下系统的输出响应()y t 在0≤t ≤1上，0.1h =时的数值解。 0y y +=&， (0)0.8y = 解：输入以下语句 绘制的曲线图

2-4 用二阶龙格-库塔法对2-3题求数值解，并且比较两种方法的结果。解：输入以下语句绘制的曲线图 经过比较两种方法的结果，发现它们几乎没有什么差别。 3-1 编写两个m文件，分别使用for和while循环语句计算200 3 1 k k =∑。 解：第1个m文件，第2个m文件运行结果都是 3-2 求解以下线性代数方程： 1 2 3 1022 1131 3121 x x x ?????? ?????? = ?????? ?????? ?????? 解：输入语句计算结果 3-3 已知矩阵 013 =121 542 ?? ?? ?? ?? ?? A， 218 =414 332 ?? ?? ?? ?? ?? B 试分别求出A阵和B阵的秩、转置、行列式、逆矩阵以及特征值。

吉大16春学期《控制系统数字仿真》在线作业一答案

吉大16春学期《控制系统数字仿真》在线作业一答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

吉大16春学期《控制系统数字仿真》在线作业一 一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。） 1. 数值积分法中，其计算精度p=2的算法是（）。 A. 欧拉法 C. 四阶—龙格库塔法 D. 以上都不是 满分：2 分 2. i=2; a=2i;b=2*i;c=2*sqrt(-1);程序执行后；a, b, c的值分别是（）。 A. a=4,b=4,c=2.0000i B. a=4,b=2.0000i, c=2.0000i C. a=2.0000i, b=4,c=2.0000i D. a=2.0000i,b=2.0000i,c=2.0000i 满分：2 分 3. 下列哪条指令是求矩阵的行列式的值（）。 A. inv B. diag C. det D. eig 满分：2 分 4. CAD软件中我们一般都用（）单位来做图以达到最佳的效果。 A. 米 B. 厘米 C. 毫米 D. 分米 满分：2 分 5. 在CAD命令输入方式中以下不可采用的方式有（）。

A. 点取命令图标 B. 在菜单栏点取命令 C. 用键盘直接输入 D. 利用数字键输入 满分：2 分 6. 角度x=[30 45 60]，计算其正弦函数的运算为（）。 A. SIN（deg2rad(x)） B. SIN(x) C. sin(x) D. sin(deg2rad(x)) 满分：2 分 7. 绘制系统奈氏曲线的命令是（）。 A. step B. pzmap C. nyquist D. sgrid 满分：2 分 8. 已知a=2:2:8, b=2:5，下面的运算表达式中，出错的为（）。 A. a'*b B. a.*b C. a*b D. a-b 满分：2 分 9. 下列哪个变量的定义是不合法的（）。 A. abcd-3 B. xyz_3 C. abcdef D. x3yz

控制系统数字复习题2汇总

控制系统数字仿真复习题2 一．选择题 1．设A=[3.000,5.0000,0.5000;0.8660,81.0000,7.0000;1.5000,5.0000,1.0000]，运行命令A(1,6)=1后，则A(2,5)= 。 （A）1 （B）0 （C）-1 （D）+ 2．设exm=[ 456 2 873 2 579 55 21 687 54 488 8 13 65 4567 88 98 21 5 456 68 4589 654 5 987 5488 10 9 6 33 77] 则size(exm，2)结果为。 （A）2 （B）5 （C）6 （D）1 3．运行下列命令后A1=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];A2=A1'; A3=cat(1,A1,A2)，系统输出结果为。 （A）1 2 3 1 4 7 4 5 6 2 5 8 7 8 9 3 6 9 （B）1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 4 7 2 5 8 3 6 9 （C）1 2 3 4 5 6 7 8 9 （D）1 4 7 2 5 8 3 6 9 4．能够产生2行4列的0～1分布的随机矩阵的命令为。 （A）zeros（2，4）（B）ones（2，4）（C）rand（2，4）（D）randn（2，4）

5．能够产生3行4列的单位矩阵的命令为。 （A）eye（3，4）（B）diag（3，4）（C）ones（3，4）（D）zeros（3，4） 6．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，提取B阵的第1行，第2行的第1,3,5个元素的命令为。 （A）B(1,2:[1,3,5]) （B）B([1:2],[1,3,5])（C）B([1:2],1:3:5)) （D）B(1:2;[1,3,5]) 7．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，提取B阵的第三行和第一行全部元素的命令为。 （A）B([3,1],:) （B）B(3,1,:) （C）B(:,3,1) （D）B(:,[3,1]) 8．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，下列命令使得B阵的第一行和第三行第2，4个元素为0。 （A）B([2,4],[1,3])=zeros(2) （B）B([1:3],[2:4])=zeros(2) （C）B([1,3]:[2,4])=zeros(2) （D）B([1,3],[2,4])=zeros(2) 9．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，下列命令能够获得B阵的第一行中小于5的子向量。 （A）L=B(1,:)<5 （B）L=B(1,B(1,:)<5) （C）L=B(:,1)<5 （D）L=B(B(:,1)<5,1) 10．将A矩阵逆时针旋转90°的命令为。 （A）A’（B）rot90(A,2) （C）rot90(A,1) （D）rot90(A’) 二．简答题 1．什么是系统的定义？ 2．什么是“代数环”。 3．简述m文件中命令文件和函数文件的区别。 三．判断题，正确的在括号内打“√”，错误的打“╳”，并改正错误结论重新阐述。1．（）Matlab中参与逻辑运算的操作数不一定必须是逻辑类型的变量或常量，其他类型的数据也可以进行逻辑运算，但运算结果一定是逻辑类型的数据。 改： 2．（）执行命令文件时，文件中的指令或者命令按照出现在命令文件中的顺序依次执行。 改： 3．（）feedback函数可通过将系统输出反馈到系统输入构成闭环系统，开环系统的输入/输出仍然是闭环系统的输入/输出 改：

控制系统数字仿真 要点

词汇表 1. 解析法：就是运用已经掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析、计算。它是一种纯理论上的试验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。 2. 实验法：对于已经建立的实际系统，利用各种仪器仪表及装置，对系统施加一定类型的信号，通过测取系统的响应来确定系统性能的方法。 3. 仿真分析法：就是在模型的基础上所进行的系统性能分析与研究的实验方法，它所遵循的基本原则是相似原理。 4. 模拟仿真：采用数学模型在计算机上进行的试验研究称之为模拟仿真。 5. 数字仿真：采用数学模型，在数字计算机上借助于数值计算的方法所进行的仿真试验称之为数字仿真。 6. 混合仿真：将模拟仿真和数字仿真结合起来的仿真方法。 7. 数值计算：有效使用数字计算机求数学问题近似解的方法与过程。数值计算主要研究如何利用计算机更好的解决各种数学问题，包括连续系统离散化和离散形方程的求解，并考虑误差、收敛性和稳定性等问题。 8. 病态问题：闭环极点差异非常大的控制系统叫做病态系统，解决这类系统的问题就叫病态问题。 9. 显式算法：在多步法中，若计算第k+1次的值时，需要的各项数据均是已知的，那么这种算法就叫做显式算法。 10. 隐式算法：在多步法中，若计算第k+1次的值时，又需要用到第k+1次的值，即算式本身隐含着当前正要计算的量，那么这种算法就叫做隐式算法。 11. 数值稳定性：数值积分法求解微分方程，实质上是通过差分方程作为递推公式进行的。在将微分方程离散为差分方程的过程中，有可能将原本稳定的系统变为不稳定系统。如果某个数值计算方法的累积误差不随着计算时间无限增大，则这种数值方法是稳定的，反之是不稳定的。 12. 实体：就是存在于系统中的具有实际意义的物体。 13. 属性：就是实体所具有的任何有效特征。 14. 活动：系统内部发生的任何变化过程称之为内部活动；系统外部

控制系统数字仿真-模拟题

控制系统数字仿真模拟题 一.单选题 1.运行下列命令后A1=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];A2=A1';A3=cat(1,A1,A2),系统输出结果为________. A.123147 4 562587 89369 B.1 234 567891 472 583 69 C.1 23456789 D.147 2 58369 [答案]:B 2.可将两个状态空间系统按下图所示方式进行组合,得到的系统为 1111122222111112222200000000x a x b u x a x b u y c x d u y c x d u ??????????=+??????????????????????????????=+???????????????????? && 的命令为________. A.［a,b,c,d ］＝append(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2) B.［a,b,c,d ］＝parallel(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2） C.［a,b,c,d ］＝series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2） D.［a,b,c,d ］＝feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2） [答案]:A 3.可以将模块按照顺时针进行旋转的快捷键为________. A.ctrl+r B.ctrl+y C.alt+r D.alt+y [答案]:A 4.将混路器组成的总线信号依照原来的构成方法分解成多路信号或传输到相应的模块中去

的模块为________. A. B. C. D. [答案]:C 5.下列符号中可以引导注释行的是________. A.& B.@ C.$ D.% [答案]:D 6.若A= 412 303 214 -- ?? ?? -?? ?? -?? ,则C=(A>0)&(A<3)的结果为:________. A.001 001 011 B.001 000 010 C.111 110 110 D.001 110 010 [答案]:B 7.MA TLAB系统中若要使系统选择short和shortE中最好的表示,则采用命令________. A.short B.shortE C.shortG D.longE [答案]:C

控制系统数字复习题3

控制系统数字仿真复习题3 一．选择题 1．能够产生3行4列的单位矩阵的命令为 。 （A ）eye （3，4） （B ）diag （3，4） （C ）ones （3，4） （D ）zeros （3，4） 2．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，提取B 阵的第1行，第2行的第1,3,5个元素的命令为 。 （A ）B(1,2:[1,3,5]) （B ）B([1:2],[1,3,5])（C ）B([1:2],1:3:5)) （D ）B(1:2;[1,3,5]) 3．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，提取B 阵的第三行和第一行全部元素的命令为 。 （A ）B([3,1],:) （B ）B(3,1,:) （C ）B(:,3,1) （D ）B(:,[3,1]) 4．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，下列 命令使得B 阵的第一行和第三行第2，4个元素为0。 （A ）B([2,4],[1,3])=zeros(2) （B ）B([1:3],[2:4])=zeros(2) （C ）B([1,3]:[2,4])=zeros(2) （D ）B([1,3],[2,4])=zeros(2) 5．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，下列 命令能够获得B 阵的第一行中小于5的子向量。 （A ）L=B(1,:)<5 （B ）L=B(1,B(1,:)<5) （C ）L=B(:,1)<5 （D ）L=B(B(:,1)<5,1) 6．将A 矩阵逆时针旋转90°的命令为 。 （A ）A ’ （B ）rot90(A,2) （C ）rot90(A,1) （D ）rot90(A ’) 7．下列命令中可以创建起始值为0，增量值为0.5，终止值为10的等差数列的是 。 （A ）a ＝0:0.5:10 （B ）a ＝linspace(0,10,0.5) （C ）linspace(0,10,10)（D ）logspace(0,1,11) 8．设x= [2 3 4 5;1 2 2 1]；y=[0 1 1;1 1 0;0 0 1;1 0 0]；运行下列命令中不会出现错误的是 。 （A ）x+y （B ）x/y （C ）x*y （D ）y*x 9．将多项式)1()4()22(2 ++++s s s s 展开的命令中正确的是 。 （A ）conv([1,2,2],conv([4,1],[1,1])) （B ）conv([2,2,1],conv([4,1],[1,1])) （C ）conv([2,2,1],conv([1,4],[1,1])) （D ）conv([1,2,2],conv([1,4],[1,1])) 10．执行下列程序后，Matlab 系统返回结果为 。 a ＝’this is a string ’ isstr(a) （A ）1 （B ）0 （C ）16 （D ）13 二．名词解释及简答题 1．系统的三个属性是什么？请解释其具体含义。 2．试利用图形表示仿真的基本内容以及其相互关系。 3．简述传统的设计流程以及基于虚拟样机的设计流程的区别（可用图形表示）。 三．判断题，正确的在括号内打“√”，错误的打“╳”，并改正错误结论重新阐述。 1．（ ）现实性、简洁性、适应性是建立系统模型应该依照的原则。 2．（ ）CAD 技术就是将计算机高速而精确的计算能力、大容量存储和处理实际的能力替代设计者的综合分析、逻辑判断以及创造性思维，用以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量的技术。 3．（ ）虚拟现实分为：仿真性虚拟现实、超越性虚拟现实、幻想性虚拟现实。 4．（ ）MATLAB 中的常量数值是不可以修改的。 5．（ ）在MA TLAB 中LTI 对象模型G 一旦生成，就可以用单一变量名G 来描述系统的数学模型，而不必每次调用系统都输入模型参数组各向量或矩阵数据。