計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)基礎(chǔ)2023補(bǔ)考試題

哈工大2023年春季學(xué)期

班號(hào)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)根底試題

姓名

題號(hào)一二三四五七八九十總分

分?jǐn)?shù)

-)同類型同階次的顯式與隱式計(jì)算機(jī)仿真算法有哪些優(yōu)

缺點(diǎn)。(6)

注

意

行

為

規(guī)

范

二)系統(tǒng)描述方程為：以，)=/(%?),“(/)),其中為系統(tǒng)狀

態(tài)變量，“⑺為來(lái)自實(shí)物系統(tǒng)的輸入變量。在以下兩種

遵仿真算法中，那個(gè)適用于實(shí)時(shí)半實(shí)物仿真計(jì)算，并說(shuō)明理

守由。⑹

h

考1)—X/M+24(9/加+1+19.力〃fm-\+fm-2)

場(chǎng)X*Xhk

m+l=m+2

紀(jì)

律2)h

^2=/Uffl+-^pWW+l/2)

加=0,1,2,…

主管

領(lǐng)

導(dǎo)

審

核

簽

字

第1頁(yè)(共6頁(yè))

三）設(shè)系統(tǒng)的微分方程為，y+2y^u,式中y為輸出量,為輸入

量。試導(dǎo)出系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)方程。（8）

四）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型為:

S

G(s)=

53+252+6

試導(dǎo)出系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)方程。［8）

五）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型為:

4

生=G(sJ=

25+3

試用根匹配法確定該系統(tǒng)的離散傳遞函數(shù)，并寫出其離散系統(tǒng)的差分

方程。（系統(tǒng)采樣周期為7=0.1）（15）

六）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型為:

Y(s)4

=G(s)=

X(s)5(25+3)

試用雙線性變換法確定該系統(tǒng)的離散傳遞函數(shù)，并寫出其離散

系統(tǒng)的差分方程。（系統(tǒng)采樣周期為7=0.1）（12〕

七）系統(tǒng)方程為：文+10光=0試用顯式二階Adams法求其數(shù)值解（取

仿真步距口=0.1,0<Z<0.3,=（15）

八)y=-y,試用梯形數(shù)值積分法寫出解的差分方程，并討論積分

步長(zhǎng)應(yīng)在什么范圍內(nèi)數(shù)值積分是穩(wěn)定的？說(shuō)明仿真算法產(chǎn)生誤

差的原因。(15)

九)系統(tǒng)如圖所示。該系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制。控制器的脈沖傳遞函

數(shù)為：

0=也=3

e(z)z-1

被控制對(duì)象為一階慣性系統(tǒng)G(s)=l/(s+l)。采用零階保持器

3,(s)=匕J,T為采樣周期。試寫出系統(tǒng)輸入與輸出的差分

S

方程。〔系統(tǒng)采樣周期T與連續(xù)系統(tǒng)的積分步長(zhǎng)取相同)(15)

l)s域到Z域的映射關(guān)系變換式：

z=eIs或5=—Inz

T

其中T為采樣周期。

2)雙線性變換公式：z=

1-75/2

其中T為采樣周期。

3)顯式二階Adams法公式：

招用=4+方[23￡”—16工1+5￡一]

Fm=

4)Z變換的終值定理

limx(ri)-x(oo)-lim[(z-l)X(z)]

nfgz-1

4)S變換的終值定理：lim%?)=%(oo)=limsX(s)

5—>0

常用函數(shù)的拉氏變換表

序號(hào)/⑺”>0)產(chǎn)(S)

15⑺1

￡

2

S

1

3t

§2

常用序列的Z變換表

序號(hào)%(〃)(n>0)X⑵收斂域

1久〃)1|取0

Z

2u(n)慟>1