控制系統(tǒng)數(shù)字仿真復(fù)習(xí)題

1、1 .數(shù)值積分法中，其計(jì)算精度p=2的算法是A.歐拉法B.梯形法C.四階一龍格庫(kù)塔法D.以上都不是13.數(shù)值積分法中，是恒定穩(wěn)定的算法是:【B2 .要保證歐拉法算法的穩(wěn)定性，其步長(zhǎng)要滿足的條件是:1A.h 二(23) lRe',1B. h < 4-Re兒C. h-2|ReI3 .關(guān)于MATLAB語(yǔ)言中，變量的命名錯(cuò)誤的是:A.必須以字母開頭；B.可以由字母、數(shù)字和下劃線混合組成，不能包含有標(biāo)點(diǎn)符號(hào);C.變量長(zhǎng)度應(yīng)不大于63個(gè);D.字母不區(qū)分大小寫。4.在MATLAB工作空間中，表示圓周率的特殊變量是:5.6.7.A. pi B. ansfigure命令的作用是:C. iD. ep

2、sA.繪圖 B.關(guān)閉當(dāng)圖形行窗口C.打開新的圖形窗口D.循環(huán)將系統(tǒng)傳遞函數(shù)形式變換為零極點(diǎn)形式的命令是:A. tf2zp B. ss2tf給圖形添加?xùn)鸥竦拿钍?C.ss2zp D. zp2tfA. figureB. hold off8.9.C. hold onhold命令的作用是:A.給圖形添加?xùn)鸥馛.關(guān)閉圖形繪制系統(tǒng)零極點(diǎn)圖的命令是:A. stepB. pzmap10.某系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G,語(yǔ)句A.繪制系統(tǒng)的根軌跡圖C.繪制系統(tǒng)的奈氏曲線D.B.D.grid圖形窗口保持去除圖形柵格C. rlocusD. sgridstep(G)的執(zhí)行結(jié)果為B.D.繪制系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)曲線繪制系統(tǒng)的單位階躍

3、響應(yīng)曲線11 .數(shù)值積分法中，歐拉法的計(jì)算精度是A. 4B. 3C. 2D. 11A. h<(23)國(guó)12 .要保證四階一龍格庫(kù)塔法的穩(wěn)定性，其步長(zhǎng)要滿足的條件是:1B.hM4|Re八1C.(c)h<2ReD.hRe1A.歐拉法B.梯形法C.四階一龍格庫(kù)塔法D.以上都不是14 .MATLAB中，以下常用的操作命令中，哪個(gè)為清除命令窗口的內(nèi)容：【】A.dirB.closeC.clcD.load15 .繪制控制系統(tǒng)根軌跡的命令是：【C】A.stepB.pzmapC.rlocusD.sgrid16 .將系統(tǒng)零極點(diǎn)形式變換為傳遞函數(shù)形式的命令是：【D】A.tf2zpB.ss2tfC.ss2

4、zpD.zp2tf17 .在線形圖型格式的設(shè)置中，字符b表示什么顏色：【A】A.藍(lán)色B.黑色C.黃色D.紅色118 .某系統(tǒng)的函數(shù)關(guān)系式為：y=F,繪制X在0至10之間變化的圖形，正確的是:x3-2x4【B】A.fplot('1/(x*3-2*x+4)',010)B.fplot('1/(x.A3-2*x+4)',010)C.plot('1/(x.A3-2*x+4)',010)D.plot('1/(x*3-2*x+4)',010)19 .繪制系統(tǒng)奈氏曲線的命令是：【C】A.stepB.pzmapC.nyquistD.sgrid20

5、.某系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G,語(yǔ)句pzmap(G)的執(zhí)行結(jié)果為：【B】A.繪制系統(tǒng)的根軌跡圖B.繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖C.繪制系統(tǒng)的奈氏曲線D.繪制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線1、仿真所遵循的原則是物理相似和幾何相似O2、歐拉法的計(jì)算精度p=2o3、繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線的命令是?step?。4、在線形圖型格式的設(shè)置中，字符r表示什么顏色?紅色？o5、在MATLAB,plot命令用于?繪制二維圖形？。6、margin(G)的含義是?計(jì)算系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度？。7、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有傳遞函數(shù)、微分方程和狀態(tài)空間表達(dá)式o8、MATLAB中clf用于清除圖形窗口匕的舊圖形。9、MATLAB勺含義為矩陣實(shí)驗(yàn)室。

6、10、繪制系統(tǒng)根軌跡的命令式是?rlocus?o11、仿真所遵循的原則是幾何相似和物理相似。12、數(shù)值積分法中，計(jì)算精度p=2的是 梯形法。13、繪制系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)曲線的命令是?implus?14、仿真的三要素是實(shí)際系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)15、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有狀態(tài)空間表達(dá)式、微分方程和傳遞函數(shù)16、數(shù)值積分法中，恒穩(wěn)的算法是梯形法。17、在保證計(jì)算穩(wěn)定性及計(jì)算精度的要求下，盡可能選較大的仿真步長(zhǎng)。18、在線形圖型格式的設(shè)置中，字符b表示什么顏色?藍(lán)色？。19、MATLAB中clf用于清除圖形窗口上的舊圖形20、系統(tǒng)仿真有三個(gè)基本的活動(dòng)是模型建立、模型變換和仿真實(shí)驗(yàn)1、什么是仿真？仿真所遵

7、循的基本原則是什么？答：仿真就是利用模型(物理模型或數(shù)學(xué)模型)代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。仿真所遵循的基本原理是相似原理，即幾何相似和數(shù)學(xué)相似。2、簡(jiǎn)答數(shù)值積分法的選擇原則是什么？答：選擇積分方法時(shí)要考慮的因素很多，如精度、計(jì)算速度、數(shù)值解的穩(wěn)定性等等。計(jì)算精度包括初始誤差，舍入誤差和截?cái)嗾`差，通常掌握的原則是：在保證計(jì)算穩(wěn)定性及計(jì)算精度的要求下，盡可能選較大的仿真步長(zhǎng)。計(jì)算速度，為加快計(jì)算速度，在確定積分方法和保證計(jì)算精度和穩(wěn)定的條件下，盡量選用較大的步長(zhǎng)，以縮短積分時(shí)間。數(shù)值計(jì)算的穩(wěn)定性3、數(shù)字仿真包括哪幾個(gè)要素？其關(guān)系如何？答：實(shí)際系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)稱為系統(tǒng)仿真的三要素。將實(shí)際系統(tǒng)抽

8、象為數(shù)學(xué)模型，此過(guò)程也稱為系統(tǒng)辨識(shí)。通過(guò)一些仿真算法將系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為仿真模型，以便將模型放到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理。通過(guò)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算處理，把實(shí)際系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能等表示出來(lái)，用于指導(dǎo)實(shí)際系統(tǒng)。4、簡(jiǎn)述采用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)仿真的過(guò)程。答：1).建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型可以是機(jī)理建模，也可以采用系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)的方法，或者兩者結(jié)合起來(lái)的方法建模。2) .建立控制系統(tǒng)的仿真模型將系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能處理的仿真模型。3) .編制控制系統(tǒng)的仿真程序?qū)τ诜菍?shí)時(shí)仿真，可用一般的高級(jí)語(yǔ)言或仿真語(yǔ)言。對(duì)于快速實(shí)時(shí)仿真，往往需要用匯編語(yǔ)言04) .在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)并輸出仿真結(jié)果5、簡(jiǎn)述數(shù)值積分法的誤差來(lái)

9、源。答1.)初始誤差在對(duì)系統(tǒng)仿真時(shí)，要采集現(xiàn)場(chǎng)的原始數(shù)據(jù)，而計(jì)算時(shí)要提供初始條件，這樣由于數(shù)據(jù)的采集不一定很準(zhǔn)，會(huì)造成仿真過(guò)程中產(chǎn)生一定的誤差，此類誤差稱為初始誤差。2 .)舍入誤差目前，系統(tǒng)仿真大都采用計(jì)算機(jī)程序處理和數(shù)值計(jì)算，由于計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)有限，不同檔次的計(jì)算機(jī)具計(jì)算結(jié)果的有效值不一致，導(dǎo)致仿真過(guò)程出現(xiàn)舍入誤差。3 ).截?cái)嗾`差當(dāng)仿真步距確定后，采用的數(shù)值積分公式的階次將導(dǎo)致系統(tǒng)仿真時(shí)產(chǎn)生截?cái)嗾`差，階次越高，截?cái)嗾`差越小。通常仿真時(shí)多采用四階龍格一庫(kù)塔法，其原因就是這種計(jì)算公式的截?cái)嗾`差較小。6簡(jiǎn)述MATLAB勺特點(diǎn)。答：1.功能強(qiáng)大，適用范圍廣。2.編程效率高。3.界面友好用戶使用方便

10、。4.擴(kuò)充能力強(qiáng)。5.語(yǔ)句簡(jiǎn)單內(nèi)涵豐富。6.強(qiáng)大方便的圖形功能。7.功能齊備的自動(dòng)控制軟件工具包7、什么是物理仿真和數(shù)學(xué)仿真？簡(jiǎn)述二者的優(yōu)缺點(diǎn)。答：(1)物理仿真所謂物理仿真就是應(yīng)用幾何相似原理，仿制一個(gè)與實(shí)際系統(tǒng)工作原理相同、質(zhì)地相同但幾何尺寸較小的物理模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。優(yōu)點(diǎn)：直觀、形象，具有實(shí)時(shí)性與在線的特點(diǎn)。缺點(diǎn)：仿真模型構(gòu)成復(fù)雜，投資大、周期長(zhǎng)、修改參數(shù)和改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較困難。(2)數(shù)學(xué)仿真所謂數(shù)學(xué)仿真就是應(yīng)用數(shù)學(xué)相似原理，按照真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)關(guān)系構(gòu)造系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在數(shù)學(xué)模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究1、用MATLAB語(yǔ)句編程求以下框圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解：g1=tf(2.41.2,20);g

11、2=tf(0.80.2,40);g3=tf(1.2,41);g4=tf(0.5,101);g5=2.5;g6=1;gg1=feedback(g2*g3,g5);G=feedback(g1*gg1*g4,g6)2、某隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。已知Ki=40,K2=0.5,T=0.2,7=2。試編制仿真程序，繪制階躍響應(yīng)曲線并確定閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)仃和ts解：程序:ggl=feedback(gl:g2)G=feedback(40*ggL1)>'step(G>結(jié)果：7%=16.%j=0.8秒。3、已知單Ks22s2位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳函為G(s)=3,編寫仿真程序要求：s(1)

12、繪制系統(tǒng)根軌跡；(2) 求使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍注：圖形不畫4、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s)=s(s1)(0.1s1),編寫仿真程序要求:繪制系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線和開環(huán)幅相曲線，試求相角裕度和幅值裕度。1、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為解:G=tf(1,2,1,2,2);subplot(121);pzmap(G)subplot(122);rlocus(G)2、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:度。解:G=tf(3.5,1,2,3,2);nyquist(G)G(s);K(S2),試?yán)L制開環(huán)系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖和閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡圖。s2s2G(s)3.5s32s23s2,試?yán)L制奈氏曲線并求系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕

13、h,r,wg,wc=margin(G)3、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:性。G(s)=100(s4)2s(s0.5)(s50),繪制系統(tǒng)的伯德圖，并判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定解：k=100;z=-4；p=0,-0.5,-50,-50;G=zpk(z,p,k);bode(G)一K4、一個(gè)二階系統(tǒng)為G(s)=t-scsKc=1,2,4,K=1.25,2,29試?yán)L制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)三組不同參數(shù)配合下，同一坐標(biāo)軸里的三條階躍響應(yīng)曲線解：endc=1,2,4;k=1.25,2,29;holdonforj=1:3num=k(j);den=1,c(j),k(j);g=tf(num,den)step(g)holdoff5、編程計(jì)算1+2+3-+仙。的值。解：sum=0;fori=1:100sum=sum+i;endsumi326、閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=4s+37s+24s+24_v判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。s10s35s50s24解：由M語(yǔ)句輸入：G=tf(1,7,24,24,1,10,35,50,24);roots(G.den