卓頂精文2019計算機(jī)仿真技術(shù)與CAD習(xí)題答案

@卓頂精文第0章結(jié)論0-1什么是仿真？它所遵循的基本原則是什么？答：仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的，以計算機(jī)和其他專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗，并借助專家經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對試驗結(jié)果進(jìn)行分析和研究，進(jìn)而做出決策的一門綜合性的試驗性科學(xué)。它所遵循的基本原則是相似原理。0-2仿真的分類有幾種？為什么？答：依據(jù)相似原理來分：物理仿真、數(shù)學(xué)仿真和混合仿真。物理仿真：就是應(yīng)用幾何相似原理，制作一個與實(shí)際系統(tǒng)相似但幾何尺寸較小或較大的物理模型（例如飛機(jī)模型放在氣流場相似的風(fēng)洞中）進(jìn)行實(shí)驗研究。數(shù)學(xué)仿真：就是應(yīng)用數(shù)學(xué)相似原理，構(gòu)成數(shù)學(xué)模型在計算機(jī)上進(jìn)行研究。它由軟硬件仿真環(huán)境、動畫、圖形顯示、輸出打印設(shè)備等組成?；旌戏抡嬗址Q數(shù)學(xué)物理仿真，它是為了提高仿真的可信度或者針對一些難以建模的實(shí)體，在系統(tǒng)研究中往往把數(shù)學(xué)仿真、物理仿真和實(shí)體結(jié)合起來組成一個復(fù)雜的仿真系統(tǒng)，這種在仿真環(huán)節(jié)中有部分實(shí)物介入的混合仿真也稱為半實(shí)物仿真或者半物理仿真。0-3比較物理仿真和數(shù)學(xué)仿真的優(yōu)缺點(diǎn)。答：在仿真研究中，數(shù)學(xué)仿真只要有一臺數(shù)學(xué)仿真設(shè)備（如計算機(jī)等） ，就可以對不同的控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗和研究，而且，進(jìn)行一次仿真實(shí)驗研究的準(zhǔn)備工作也比較簡單，主要是受控系統(tǒng)的建模、控制方式的確立和計算機(jī)編程。數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗所需的時間比物理仿真大大縮短，實(shí)驗數(shù)據(jù)的處理也比物理仿真簡單的多。與數(shù)學(xué)仿真相比，物理仿真總是有實(shí)物介入，效果直觀逼真，精度高，可信度高,具有實(shí)時性與在線性的特點(diǎn)；但其需要進(jìn)行大量的設(shè)備制造、安裝、接線及調(diào)試工作，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高，耗時過長，靈活性差，改變參數(shù)困難，模型難以重用，通用性不強(qiáng)。0-4簡述計算機(jī)仿真的過程。答：第一步：根據(jù)仿真目的確定仿真方案根據(jù)仿真目的確定相應(yīng)的仿真結(jié)構(gòu)和方法，規(guī)定仿真的邊界條件與約束條件。第二步：建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型對于簡單的系統(tǒng)，可以通過某些基本定律來建立數(shù)學(xué)模型。而對于復(fù)雜的系統(tǒng)，則必須利用實(shí)驗方法通過系統(tǒng)辯識技術(shù)來建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型是系統(tǒng)仿真的依據(jù)，所以，數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性是十分重要。

@卓頂精文第三步：建立仿真模型即通過一定算法對原系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散化處理，就連續(xù)系統(tǒng)言，就是建立即通過一定算法對原系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散化處理，就連續(xù)系統(tǒng)言，就是建立相應(yīng)的差分方程。第四步：編制仿真程序?qū)τ诜菍?shí)時仿真，可用一般高級語言或仿真語言。對于快速的實(shí)時仿真，往往需要用匯編語言。第五步：進(jìn)行仿真實(shí)驗并輸出仿真結(jié)果通過實(shí)驗對仿真系統(tǒng)模型及程序進(jìn)行校驗和修改， 然后按系統(tǒng)仿真的要求輸出仿通過實(shí)驗對仿真系統(tǒng)模型及程序進(jìn)行校驗和修改， 然后按系統(tǒng)仿真的要求輸出仿0-5什么是CAD技術(shù)？控制系統(tǒng)CAD可解決哪些問題？答：CAD技術(shù)，即計算機(jī)輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign)，是將計算機(jī)高速而精確的計算能力、大容量存儲和數(shù)據(jù)處理能力與設(shè)計者的綜合分析、邏輯判斷以及創(chuàng)造性思維結(jié)合起來，以加快設(shè)計進(jìn)程、縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量的技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)CAD可以解決以頻域法為主要內(nèi)容的經(jīng)典控制理論和以時域法為主要內(nèi)容的現(xiàn)代控制理論。此外，自適應(yīng)控制、自校正控制以及最優(yōu)控制等現(xiàn)代控制策略都可利用CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效的分析和設(shè)計。@卓頂精文第1章 仿真軟件——MATLAB1-1對于矩陣A=[12;34],MATLAB以下四條命令：A「(0.5);A"(0.5);sqrt(A);sqrtm(A)所得結(jié)果相同嗎？它們中哪個結(jié)果是復(fù)數(shù)矩陣，為什么？答：A「(0.5)=[1.00001.4142;1.73212.0000] ;A"(0.5)=[0.5537+0.4644i0.8070-0.2124i;1.2104-0.3186i1.7641+0.1458i];sqrt(A)=[1.00001.4142;1.73212.0000] ;sqrtm(A)=[0.5537+0.4644i0.8070-0.2124i;1.2104-0.3186i1.7641+0.1458i];其中，“A「(0.5)”表示向量的乘方，“AX0.5)”表示矩陣的乘方，“sqrt(A)”只定義在矩陣的單個元素上，即分別對矩陣的每個元素進(jìn)行運(yùn)算， “sqrtm(A)”表示對矩陣(方陣)的超越函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。1-4求二元函數(shù)方程組：sin(x-y)=0,cos(x+y)=0的解。答：〉〉[x,y]=solve(，sin(x-y)=0，,，cos(x+y)=0，,，x，,，y，)x=-1/4*pi1/4*piy=-1/4*pi1/4*pi1-5求函數(shù)y(t)=exp(-t)*|sin[cost]|的最大值(0<=t<inf)o答：>>f=，(-1)*exp(-(abs(x)))*abs(sin(cos(abs(x))))，;>>x=fminsearch(f,0),ymax=exp(-(abs(x)))*abs(sin(cos(abs(x))))x=0ymax=0.84151-6設(shè)D2y-3Dy+2y=x,y(0)=1,Dy(0)=0，求y(0.5)的值。答：>>f='D2y-3*Dy+2*y=x';g=dsolve(f,'y(0)=1,Dy(0)=0','x');x=0.5;y=eval(g)y=0.6100@卓頂精文1-7求方程cos(t)-2*exp(-0.1t)=0.5t的解。答：>>t1=solve('cos(t)c2*exp(-0.1*t)=0.5*t','t');t=eval(t1)t=0.83291-8求方程組：x"2+y"2=1,xy=2的解。答：>>[x,y]=solve(，x"2+y"2=1，,，x*y=2，,，x，,，y，)x=-1/2*(1/2*5-(1/2)+1/2*i*3X1/2)/3+1/4*5-(1/2)+1/4*i*3X1/2)-1/2*(1/2*5-(1/2)-1/2*i*3X1/2)/3+1/4*5-(1/2)-1/4*i*3X1/2)-1/2*(-1/2*5-(1/2)+1/2*i*3X1/2)/3-1/4*5-(1/2)+1/4*i*3X1/2)-1/2*(-1/2*5-(1/2)-1/2*i*3X1/2)/3-1/4*5-(1/2)-1/4*i*3X1/2)y=1/2*5-(1/2)+1/2*i*3X1/2)1/2*5-(1/2)-1/2*i*3X1/2)-1/2*5-(1/2)+1/2*i*3X1/2)-1/2*5-(1/2)-1/2*i*3X1/2)1-9求f(kT)=kexp(-akT)的Z變換表達(dá)式。答：>>symsktz;f=k*exp(-a*t);F=ztrans(f,t,z)f=k*z/exp(-a)/(z/exp(-a)-1)1-10求一階微分方程Dx=ax+by(t),x(0)=x0的解。答：>>f=，Dx=a*x+b*y，;x=dsolve(f,，x(0)=x0，,，t，)x=-b*y/a+exp(a*t)*(b*y+x0*a)/a1-12求以下方程組邊