2024年大學(xué)試題(計算機科學(xué))-計算機仿真技術(shù)筆試歷年真題薈萃含答案

2024年大學(xué)試題(計算機科學(xué))-計算機仿真技術(shù)筆試歷年真題薈萃含答案（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.參考題庫(共30題)1.什么是仿真？它所遵循的基本原則是什么？2.已知系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式為，計算步長h=0.1，輸入信號u=1（t0）試采用歐拉法，四階龍格－庫塔法計算th時對應(yīng)的y值。3.系統(tǒng)是由（）、（）、（）的若干部分（要素）結(jié)合在一起形成的具有特定功能和運動規(guī)律的有機整體。4.計算機仿真的三個基本活動是（）、（）、（）。5.仿真的可信性評估包括哪幾方面？為什么要進行可信性評估？6.函數(shù)文件中函數(shù)名稱和文件名可以不同。7.編寫函數(shù)文件myfunction.m，求任意矩陣的均方根值，且當矩陣aa=[1，2，3；3，4，5]時，完成在MATLABCOMMAND窗口下的調(diào)用。8.設(shè)隨機變量x是[a，b]上均勻分布的隨機變量，即 試用反變換方法產(chǎn)生x。 9.仿真是指用（）代替（）進行實驗和研究。10.什么叫柔性體？一般在何種情況下須考慮機構(gòu)中的柔性？11.系統(tǒng)建模的途徑有哪幾種？12.對于一個穩(wěn)定的微分方程，經(jīng)過轉(zhuǎn)換得到的差分方程的計算結(jié)果（）是穩(wěn)定的，不同的數(shù)值積分方法的計算穩(wěn)定性（）相同。13.已知采樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下： 試利用采樣控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真方法，求當采樣周期T=0.1s，且初始狀態(tài)為零時，離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。14.已知兩子系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為 試利用MATLAB求兩子系統(tǒng)串聯(lián)和并聯(lián)時系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。15.在MATLAB中，變量名區(qū)分字母的大小寫，但是MATLAB提供的標準函數(shù)名以及命令名必須用小寫字母。16.計算機仿真的定義、類型、作用？17.相似的常用方法有（）、（）、（）、（）。18.簡述計算機仿真的基本步驟。19.已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，試寫出系統(tǒng)可控、不可觀測，可觀測，不可控，不可控、不可觀測的動態(tài)方程。20.簡述who指令和whos指令的區(qū)別。21.已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)，試采用雙線性變換法求解系統(tǒng)差分方程，計算步長h＝0.1s22.比較物理仿真和數(shù)學(xué)仿真的優(yōu)缺點。23.數(shù)值積分法中，計算步長越小，總誤差越小。24.借助于有限元軟件創(chuàng)建柔性構(gòu)件（采用ADAMS/Flex方法）與直接應(yīng)用ADAMS軟件創(chuàng)建柔性構(gòu)件（采用DiscreteFlexibleLink法）的區(qū)別是什么？25.定制用戶菜單的作用是什么？26.離散系統(tǒng)27.已知系統(tǒng)矩陣，至少用兩種方法求狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。28.設(shè)系統(tǒng)微分方程為。式中，u和y分別為系統(tǒng)輸入和輸出量。試列寫可控標準型（即矩陣A為友矩陣）及可觀測標準型（即矩陣A為友矩陣轉(zhuǎn)置）狀態(tài)空間表達式。29.求二元函數(shù)方程組：sin（x-y）=0，cos（x+y）=0的解。30.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：寫出判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的程序第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案:仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計算機技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的，以計算機和其他專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實或假想的系統(tǒng)進行試驗，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)果進行分析和研究，進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。2.參考答案: 3.參考答案:相互聯(lián)系；相互制約；相互依存4.參考答案:系統(tǒng)建模；仿真建模；仿真實驗5.參考答案:可信性評估包括：模型校核（Verification）、模型驗證（Validation）、模型確認（Accreditation），即VV&A可信性研究的目標是找出某種指標或方法來衡量這種相似程度，以便為真實系統(tǒng)的試驗和生產(chǎn)提供充分可信的依據(jù)。6.參考答案:錯誤7.參考答案: functionrs=myfunction(a) [m,n]=size(a) sum=0 fori=1:m forj=1:n sum=sum+a(i,j) end end rs=sqrt(sum/m/n) 在命令窗中輸入aa=[1,2,3;3,4,5]，然后執(zhí)行rs=myfunction(aa)即可。8.參考答案: 由f（x）得到的x的分布函數(shù) 9.參考答案:模型；實際系統(tǒng)10.參考答案: 柔性體：是相對于剛體的概念，它強調(diào)了可變形性，至于應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可以是線彈性，也可以是粘彈性或者彈塑料等。柔性體包括了彈性體。 有一部分機構(gòu)，構(gòu)件的剛度降低彈性增加情況下，需在運動過程中對“柔性”加以考慮。11.參考答案: 演繹法：對于白盒系統(tǒng)，利用一些已知的基本定理，經(jīng)過分析和演繹導(dǎo)出系統(tǒng)模型（也叫理論建模）； 歸納法：黑盒或灰盒系統(tǒng)，如果允許直接進行實驗性觀測，可假設(shè)模型并通過實驗對假設(shè)的模型加以驗證和修正；如果是黑盒系統(tǒng)且又不允許直接實驗觀測的系統(tǒng)，可采用數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計歸納的方法來假設(shè)模型（也叫系統(tǒng)辨識建模）。 混合法：實際上采用單一的途徑建模很難獲得有效的結(jié)果，通常是采用混合的途徑。12.參考答案:不一定；也不13.參考答案: 程序清單如下： clear ts=0.1； [num，den]=c2dm（1，[1，3，2]，ts，’zoh’）； u_1=0；u_2=0；y_1=0；y_2=0； e_1=0；e_2=0；r=1； kp=input（‘kp=’）； ki=input（‘ki=’）； kd=input（‘kd=’）； E=input（‘E=’）； fork=1：200 t（k）=k*ts； e（k）=r-y_1； u（k）=u_1+kp*（e（k）-e_1）+ki*e（k）+kd*（e（k）-2*e_1+e_2）； y（k）=-den（2）*y_1-den（3）*y_2+num（1）*u（k）+num（2）*u_1+num（3）*u_2； u_2=u_1；u_1=u（k）； e_2=e_1；e_1=e（k）； y_2=y_1；y_1=y（k）； end plot（t，y）14.參考答案: 15.參考答案:錯誤16.參考答案: 計算機仿真（ComputerSimulation）定義：借助高速、大存儲量數(shù)字計算機及相關(guān)技術(shù)，對復(fù)雜真實系統(tǒng)的運行過程或狀態(tài)進行數(shù)字化模擬的技術(shù)。 計算機仿真的分類： ①根據(jù)計算機分類：模擬計算機仿真、數(shù)字計算機仿真、模擬數(shù)字混合計算機仿真 ②根據(jù)仿真時鐘與實際時鐘的比例關(guān)系實時仿真、欠實時仿真、超實時仿真 ③根據(jù)系統(tǒng)模型的特性連續(xù)系統(tǒng)仿真、離散事件系統(tǒng)仿真17.參考答案:模式；模糊；組合；坐標變換18.參考答案:（1）根據(jù)仿真目的確定仿真方案；（2）建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；（3）選擇合適仿真方法，建立仿真模型；（4）編寫仿真程序并進行程序調(diào)試；（5）進行仿真實驗；（6）仿真結(jié)果分析。19.參考答案: 20.參考答案:W.ho命令用于查詢變量名；W.hos命令可以查看所有變量的大小。21.參考答案: 22.參考答案: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（如計算機等），就可以對不同的控制系統(tǒng)進行仿真實驗和研究，而且，進行一次仿真實驗研究的準備工作也比較簡單，主要是受控系統(tǒng)的建模、控制方式的確立和計算機編程。數(shù)學(xué)仿真實驗所需的時間比物理仿真大大縮短，實驗數(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，物理仿真總是有實物介入，效果直觀逼真，精度高，可信度高，具有實時性與在線性的特點；但其需要進行大量的設(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。23.參考答案:錯誤24.參考答案:直接應(yīng)用ADAMS軟件創(chuàng)建柔性構(gòu)件（采用DiscreteFlexibleLink法）只能創(chuàng)建簡單柔性體，借助于有限元軟件創(chuàng)建柔性構(gòu)件（采用ADAMS/Flex方法）可以考慮比較復(fù)雜柔性體的彈性，在ADAMS/View中創(chuàng)建出復(fù)雜柔性體，進而有效提高機械系統(tǒng)的仿真精度。25.參考答案:定制用戶菜單欄的作用：將用戶化定制的有關(guān)命令統(tǒng)一放在定制的用戶菜單，方便用戶調(diào)用。26.參考答案:一個系統(tǒng)的狀態(tài)如果隨著時間成間斷或突然的改變，則稱該系統(tǒng)為離散系統(tǒng)27.參考答案: 28.參考答案: 29.參考答案: 30.參考答案: [num，den]=tfdata（gs，’v’）； temp=roots（den）； temp1=find（real（temp）>=0）； n=length（temp）； ifn~=0 disp（’unstable’） elsedisp（’stable’） end第2卷一.參考題庫(共30題)1.串聯(lián)校正主要包括（）、（）、（）。2.系統(tǒng)模型的定義、類型及特征？3.二階龍格庫塔法的遞推公式、特點及數(shù)值求解應(yīng)用？4.在進行機構(gòu)參數(shù)化建模時，首先創(chuàng)建了若干Point，請問Point與Marker有何不同？5.ADAMS有哪兩種建模方式？6.數(shù)學(xué)模型的作用主要可從哪兩方面來表達？建模的兩個主要目標又是什么？7.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：寫出求解閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的程序8.數(shù)學(xué)模型的定義是什么？9.計算機仿真技術(shù)與傳統(tǒng)的CAD/CAE/CAM技術(shù)的最大差別在什么地方？10.已知連續(xù)系統(tǒng)的動態(tài)方程為設(shè)采樣周期T=1s，試求離散化動態(tài)方程。11.什么是數(shù)值穩(wěn)定性問題？如何保證計算中的數(shù)值穩(wěn)定性？12.已知系統(tǒng)傳遞函數(shù)，試采用零階保持器方法求解系統(tǒng)差分方程，采樣周期T=0.113.系統(tǒng)性能好壞的評價指標有哪些？14.離散事件系統(tǒng)的定義及特點？15.簡述龍格－庫塔法的基本思想。16.已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，試采用四階龍格－庫塔法求系統(tǒng)輸出響應(yīng)。 17.什么是虛擬樣機技術(shù)？虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用軟件有哪些？18.利用input（）函數(shù)修改下圖所給程序ex3_2.m，將其中給定的參數(shù)r，P，W，W0和Wc利用鍵盤輸入，使其變?yōu)檫B續(xù)控制系統(tǒng)面向結(jié)構(gòu)圖的通用數(shù)字仿真程序。 19.設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，試編程求系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)、最大超調(diào)量和上升時間。20.多媒體仿真21.離散相似法采樣周期的選擇應(yīng)該滿足（）。22.簡述控制系統(tǒng)設(shè)計時四種常用的校正方法。23.已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示，若采用面向結(jié)構(gòu)圖的數(shù)字仿真方法，系統(tǒng)初始狀態(tài)為零，h=0.1。試求系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程。 24.產(chǎn)生隨機變量的常用方法有（）、（）、（）和（）。25.寫出函數(shù)IF、STEP函數(shù)的正確書寫格式，并分別說明各個函數(shù)的含義。26.離散事件系統(tǒng)一般應(yīng)用在什么地方？27.設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為： 若取線性變換陣： 設(shè)新的狀態(tài)變量為，則利用MATLAB求在新狀態(tài)變量下，系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式。28.寫出sys1=ss（sys）的運行結(jié)果。29.什么是CAD技術(shù)？控制系統(tǒng)CAD可解決哪些問題？30. （1）A（1：3，3）=（） （2）B（2：3）＝（） （3）A’＝（） （4）B.’＝（） （5）A.*B＝（） （6）A*B＝（）第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案:串聯(lián)超前校正；串聯(lián)滯后校正；串聯(lián)超前－滯后校正2.參考答案: 系統(tǒng)模型的定義：是指以某種確定的形式（如文字、符號、圖表、實物、數(shù)學(xué)公式等），對系統(tǒng)某一方面本質(zhì)屬性的描述。 系統(tǒng)模型的分類：物理模型、數(shù)學(xué)模型 系統(tǒng)模型的特征： （1）它是現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象或模仿； （2）它是由反映系統(tǒng)本質(zhì)或特征的主要因素構(gòu)成的； （3）它集中體現(xiàn)了這些主要因素之間的關(guān)系。3.參考答案: 特點：與歐拉法比較，算法較復(fù)雜，計算工作量較大，但精度較低。4.參考答案:Marker和Point都是點但是兩者又有不同之處：Marker具有獨立的方向性，隨零件和運動副的加入而產(chǎn)生，可作為零件或運動副位置的控制變量，格式為：.model_1.Part_1.marker_1。Point不具獨立的方向性，常用作進行參數(shù)化建模的控制點，或者是空間位置標記點。一般通過TableBuilder進行修改。格式為：.model_1.part_1.point_1。5.參考答案: A.DAMS軟件的建模方式： （1）應(yīng)用ADAMS2005直接建立幾何模型 （2）應(yīng)用其他三維CAD軟件建立幾何模型，然后通過相應(yīng)的接口導(dǎo)入adams中。6.參考答案: 作用：首先是幫助人們加深對客觀世界的認識。其次是提高人們的決策和對客觀世界的干預(yù)能力。 目標： 1、提高認識 2、提高干預(yù)能力7.參考答案: g1=tf（1，[11]）； g2=tf（[10]，[102]）； g3=tf（1，[100]）； g4=50； g5=tf（[102]，[10014]）； g1temp=series（g1，g2）； g2temp=feedback（g3，g4）； g3temp=series（g1temp，g2temp）； gs=feedback（g3temp，g5，-1）；8.參考答案:數(shù)學(xué)模型：是利用數(shù)學(xué)語言（符號、式子與圖象）模擬現(xiàn)實的模型。9.參考答案: 虛擬樣機技術(shù)與傳統(tǒng)的CAD／CAE／CAM技術(shù)最大的差別在于： 前者是面向系統(tǒng)的設(shè)計／分析／制造、以提高產(chǎn)品整體質(zhì)量和性能并降低開發(fā)與制造成本為目的； 而后者是面向產(chǎn)品零部件的設(shè)計／分析／制造、以提高零、部件的質(zhì)量和性能為目的。10.參考答案: 11.參考答案:所謂數(shù)值穩(wěn)定問題，是指在擾動影響下，其計算過程中誤差的積累是否受到控制的問題。如何保證：選擇合理的計算步長。12.參考答案: 13.參考答案: 系統(tǒng)的好壞可以由以下四點觀察： 目標明確：每個系統(tǒng)（部件）均為一個目標而運動。系統(tǒng)的好壞要看它運行后對目標的貢獻。 因而目標明確是評價系統(tǒng)的第一指標。 結(jié)構(gòu)合理：子系統(tǒng)的聯(lián)接方式組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。聯(lián)接清晰，路徑通暢，冗余少等，以達到合理實現(xiàn)系統(tǒng)目標的目的。 接口清楚：子系統(tǒng)之間有接口，系統(tǒng)和外部的聯(lián)接也有接口，好的接口其定義應(yīng)十分清楚。 能觀能控：通過接口，外界可以輸入信息，控制系統(tǒng)的行為，可以通過輸出觀測系統(tǒng)的行為。 只有系統(tǒng)能觀能控，系統(tǒng)才會有用，才會對目標作出貢獻。14.參考答案: 離散事件系統(tǒng)的定義：是指受事件驅(qū)動、系統(tǒng)狀態(tài)跳躍式變化的動態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)的遷移發(fā)生在一串離散事件點上。 離散事件系統(tǒng)的特點： 1、系統(tǒng)中的狀態(tài)只是在離散時間點上發(fā)生變化，而且這些離散事件點一般是不確定的； 2、系統(tǒng)中的狀態(tài)變化往往無法用數(shù)學(xué)公式表示； 3、描述方式通常為圖、表等接近自然語言的方式； 4、動態(tài)仿真，時間是仿真中的一個關(guān)鍵變量； 5、離散事件系統(tǒng)總包含排隊過程；15.參考答案:龍格－庫塔法基本思想：用幾個點上的函數(shù)值的線性組合來代替泰勒展開式中各階導(dǎo)數(shù)，然后按泰勒級數(shù)展開確定其中的系數(shù)，這樣既可以避免計算高階導(dǎo)數(shù)，又能提高積分的精度及截斷誤差階數(shù)。16.參考答案: 程序清單如下： r=2； [numo，deno]=series（[1，1]，[1，4]，4，[1，3，2]）； [numc，denc]=cloop（numo，deno）； [A，B，C，D]=tf2ss（numc，denc）； Tf=input（‘仿真時間Tf=’）； h=input（‘計算步長h=’）； X=zeros（size（A，1），1）； y=0；t=0； fori=1：Tf/h K1=A*X+B*r； K2=A*（X+h*K1/2）+B*r； K3=A*（X+h*K2/2）+B*r； K4=A*（X+h*K3）+B*r； X=X+h*（K1+2*K2+2*K3+K4）/6； y=[y，C*X]；t=[t，t（i）+h]； end plot（t，y）；17.參考答案: 虛擬樣機（VirtualPrototyping簡稱VP）技術(shù)又稱為機械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù)，是一項計算機輔助工程（CAE）技術(shù)，是建模仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實（VirtualReality）技術(shù)、計算輔助設(shè)計與制造（CAD／CAM）等技術(shù)綜合集成。目前世界范圍內(nèi)流行使用的機械系統(tǒng)的仿真軟件有ADAMS和比利時LMS的DADS（DynamicAnalysisandDesignSystem）動力學(xué)分析和設(shè)計系統(tǒng)軟件。18.參考答案: 19.參考答案: 程序清單如下： [num1，den1]=series（[1]，[1，2]，[3]，[2，1]）； [num2，den2]=series（[num1，den1，[2]，[1，3]]； [numc，denc]=cloop（num2，den2，-1）； t=0：