大學(xué)試題(計(jì)算機(jī)科學(xué))-計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)筆試（2018-2023年）真題摘選含答案

長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海。大學(xué)試題(計(jì)算機(jī)科學(xué))-計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)筆試（2018-2023年）真題摘選含答案（圖片大小可自由調(diào)整）卷I一.參考題庫(kù)(共30題)1.歐拉法的遞推公式、特點(diǎn)及數(shù)值求解應(yīng)用？2.凡是系統(tǒng)的輸入量是（）的連續(xù)函數(shù)，無(wú)論其輸出量是連續(xù)單調(diào)函數(shù)或是單值或是多值的函數(shù)，均稱這個(gè)系統(tǒng)是連續(xù)系統(tǒng)。用（）表示的系統(tǒng)可以是非線性或線性系統(tǒng)，而對(duì)于（）表示的系統(tǒng)，只適用于單輸入－單輸出的線性定常系統(tǒng)，所以表示有一定的局限性。3.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(shí)間。4.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(pán)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。 5.比較物理仿真和數(shù)學(xué)仿真的優(yōu)缺點(diǎn)。6.用請(qǐng)兩種方法將傳遞函數(shù)表示的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間模型；7.產(chǎn)生隨機(jī)變量的常用方法有（）、（）、（）和（）。8.為使仿真的結(jié)果被證實(shí)是真實(shí)可靠的，也就是結(jié)果是可信的，仿真所遵循的基本原則是相似原理：（）、（）和（）。9.試比較數(shù)值積分法與離散相似法的區(qū)別。10.已知線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)方程為 試?yán)肧imulink求u（t）為單位階躍函數(shù)時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)方程的解。11.在SIMULINK中，簡(jiǎn)述建立子系統(tǒng)的方法。12.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(jì)算步長(zhǎng)h＝0.1s13.已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，試采用四階龍格－庫(kù)塔法求系統(tǒng)輸出響應(yīng)。 14.應(yīng)用ADAMS進(jìn)行虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程是什么？15.求二元函數(shù)方程組：sin（x-y）=0，cos（x+y）=0的解。16.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：寫(xiě)出判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的程序17.已知系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式為，計(jì)算步長(zhǎng)h=0.1，輸入信號(hào)u=1（t0）試采用歐拉法，四階龍格－庫(kù)塔法計(jì)算th時(shí)對(duì)應(yīng)的y值。18.簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)仿真的過(guò)程。19.為什么說(shuō)計(jì)算步長(zhǎng)與截?cái)嗾`差和舍入誤差有關(guān)？如何選取合理的計(jì)算步長(zhǎng)？20.離散事件仿真研究的一般步驟是什么？21.什么是產(chǎn)品全生命周期？22.利用input（）函數(shù)修改下圖所給程序ex3_1.m，將其中給定的參數(shù)r，numo，deno，numh和denh利用鍵盤(pán)輸入，使其變?yōu)檫B續(xù)控制系統(tǒng)面向傳遞函數(shù)的通用數(shù)字仿真程序。 23.在設(shè)置工作環(huán)境時(shí)設(shè)置了WorkingGrid，WorkingGrid的作用是什么？24.在進(jìn)行機(jī)構(gòu)參數(shù)化建模時(shí)，首先創(chuàng)建了若干Point，請(qǐng)問(wèn)Point與Marker有何不同？25.函數(shù)文件中函數(shù)名稱和文件名可以不同。26.求以下方程組邊值問(wèn)題的解。Df=3f+4g，Dg=-4f+3g，f（0）=0，g（0）=127.用圖來(lái)表示建模與仿真的基本組成與相互關(guān)系（即仿真三要素），并加以說(shuō)明。28.分布交互仿真29.編寫(xiě)函數(shù)文件myfunction.m，求任意矩陣的均方根值，且當(dāng)矩陣aa=[1，2，3；3，4，5]時(shí)，完成在MATLABCOMMAND窗口下的調(diào)用。30.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 試用MATLAB建立其狀態(tài)空間表達(dá)式。卷I參考答案一.參考題庫(kù)1.參考答案: 特點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單，計(jì)算工作量小，且為單步顯式法，可自啟動(dòng)，但精度較低。 Ym+1=ym+f（tm，ym）h2.參考答案:時(shí)間t；微分方程；傳遞函數(shù)3.參考答案: 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=0：0.01：10； [y，x，t]=step（numc，denc，t）； plot（x，y）； delta=max（y）-1； ifdelta>0 disp（[‘最大超調(diào)量為：’，num2str（delta*100），’%’]）； [val1，t1]=max（y）； [val2，t2]=min（abs（y（1：t1）-1））； tr=t2*0.01； disp（[‘系統(tǒng)上升時(shí)間為：’，num2str（tr），’秒’]）； else disp（‘系統(tǒng)無(wú)超調(diào)’）； end4.參考答案: 5.參考答案:在仿真研究中，數(shù)學(xué)仿真只要有一臺(tái)數(shù)學(xué)仿真設(shè)備（如計(jì)算機(jī)等），就可以對(duì)不同的控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和研究，而且，進(jìn)行一次仿真實(shí)驗(yàn)研究的準(zhǔn)備工作也比較簡(jiǎn)單，主要是受控系統(tǒng)的建模、控制方式的確立和計(jì)算機(jī)編程。數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間比物理仿真大大縮短，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理也比物理仿真簡(jiǎn)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(shí)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(jià)較高，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，靈活性差，改變參數(shù)困難，模型難以重用，通用性不強(qiáng)。6.參考答案: 7.參考答案:反變換法；組合法；卷積法；接受——拒絕法8.參考答案:幾何相似；環(huán)境相似；性能相似9.參考答案: 數(shù)值積分法：比較成熟，精度較高，計(jì)算公式復(fù)雜，計(jì)算量大，適合離線仿真； 離散相似法：計(jì)算公式簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，速度快，精度較數(shù)值積分法低，適合在線仿真。10.參考答案: 11.參考答案: 方法1：使用subsystem塊，然后添加所需要的模塊，增加輸入輸出端口即可； 方法2：在模塊窗口菜單選項(xiàng)中選擇[Edit>>CreatSubsystem]用一個(gè)子系統(tǒng)模塊代替選中的模塊組。12.參考答案: 13.參考答案: 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(shí)間Tf=’）； h=input（‘計(jì)算步長(zhǎng)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）；14.參考答案: 15.參考答案: 16.參考答案: [num，den]=tfdata（gs，’v’）； temp=roots（den）； temp1=find（real（temp）>=0）； n=length（temp）； ifn~=0 disp（’unstable’） elsedisp（’stable’） end17.參考答案: 18.參考答案: 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(duì)于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，可以通過(guò)某些基本定律來(lái)建立數(shù)學(xué)模型。而對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，則必須利用實(shí)驗(yàn)方法通過(guò)系統(tǒng)辯識(shí)技術(shù)來(lái)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。 第三步：建立仿真模型即通過(guò)一定算法對(duì)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(shí)仿真，可用一般高級(jí)語(yǔ)言或仿真語(yǔ)言。對(duì)于快速的實(shí)時(shí)仿真，往往需要用匯編語(yǔ)言。第五步：進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)并輸出仿真結(jié)果通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真系統(tǒng)模型及程序進(jìn)行校驗(yàn)和修改，然后按系統(tǒng)仿真的要求輸出仿真結(jié)果。19.參考答案: 計(jì)算步長(zhǎng)的選取影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)步長(zhǎng)選取太大時(shí)，數(shù)值積分會(huì)使得各種誤差傳遞出去。 合理選取計(jì)算步長(zhǎng)：首先要保證計(jì)算穩(wěn)定。其次要求有一定的計(jì)算精度。20.參考答案: 1）系統(tǒng)建模及模型改進(jìn) 2）確定仿真算法 3）建立仿真模型 4）設(shè)計(jì)仿真程序，運(yùn)行仿真程序，仿真模型的檢驗(yàn)與改進(jìn) 5）仿真結(jié)果輸出處理 6）仿真分析21.參考答案:產(chǎn)品全生命周期：從產(chǎn)品研究、產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試驗(yàn)、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品使用到產(chǎn)品最終報(bào)廢的過(guò)程22.參考答案: 23.參考答案: WorkingGrid作用：就是把繪圖平面變成坐標(biāo)圖紙形式，便于繪圖時(shí)捕捉到精確點(diǎn)。24.參考答案:Marker和Point都是點(diǎn)但是兩者又有不同之處：Marker具有獨(dú)立的方向性，隨零件和運(yùn)動(dòng)副的加入而產(chǎn)生，可作為零件或運(yùn)動(dòng)副位置的控制變量，格式為：.model_1.Part_1.marker_1。Point不具獨(dú)立的方向性，常用作進(jìn)行參數(shù)化建模的控制點(diǎn)，或者是空間位置標(biāo)記點(diǎn)。一般通過(guò)TableBuilder進(jìn)行修改。格式為：.model_1.part_1.point_1。25.參考答案:錯(cuò)誤26.參考答案: 27.參考答案: 系統(tǒng)是研究的對(duì)象，模型是系統(tǒng)的抽象，仿真是對(duì)模型的實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)上： “系統(tǒng)建?！报D―系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)范疇 “仿真建?！报D―即針對(duì)不同形式的系統(tǒng)模型研究其求解算法 “仿真實(shí)驗(yàn)”――檢驗(yàn)（Verification）―“仿真程序”的檢驗(yàn) 致效（Validation）――將仿真結(jié)果與實(shí)際系統(tǒng)的行為進(jìn)行比較 現(xiàn)代仿真技術(shù)：將仿真活動(dòng)擴(kuò)展到上述三個(gè)方面，并將其統(tǒng)一到同一環(huán)境中。 系統(tǒng)建模 基本定律及系統(tǒng)辨識(shí)等方法計(jì)算機(jī)程序化 用仿真方法確定實(shí)際系統(tǒng)的模型 基于模型庫(kù)的結(jié)構(gòu)化建模 采用面向?qū)ο蠼＃∣bject-OrientedModeling）方法，在類庫(kù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)模型拼合與重用 仿真建模 許多新算法和新軟件 模型與實(shí)驗(yàn)分離技術(shù)，即模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)（datadriven） 仿真問(wèn)題分為兩部分：模型與實(shí)驗(yàn) 模型又分為兩部分：參數(shù)模型和參數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)；將實(shí)驗(yàn)框架與仿真運(yùn)行控制區(qū)，實(shí)驗(yàn)框架定義一組條件，輸出函數(shù)的定義也與仿真模型分離開(kāi)來(lái)28.參考答案:分布交互仿真（DistributedInteractiveSimulation，簡(jiǎn)稱DIS）系統(tǒng)是應(yīng)用仿真理論、仿真計(jì)算機(jī)（或其他仿真設(shè)備）、通信網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)等構(gòu)造的逼真的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，進(jìn)行作戰(zhàn)任務(wù)的演練、指揮員訓(xùn)練、大規(guī)模武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估等活動(dòng)的先進(jìn)的仿真技術(shù)29.參考答案: 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。30.參考答案: 卷II一.參考題庫(kù)(共30題)1.虛擬現(xiàn)實(shí)2.離散事件系統(tǒng)有（）、（）、（）等基本要素。3.什么是實(shí)時(shí)仿真？什么情況下需要進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真？它在算法上有什么要求？4.已知線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為 且初始狀態(tài)為零，試?yán)盟碾A-龍格庫(kù)塔法求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。5. （1）A（1：3，3）=（） （2）B（2：3）＝（） （3）A’＝（） （4）B.’＝（） （5）A.*B＝（） （6）A*B＝（）6.虛擬樣機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)有哪些？7.寫(xiě)出sys=tf（{-5；[1-56]}，{[1-1]；[110]}）的運(yùn)行結(jié)果。8.系統(tǒng)仿真的定義？9.已知系統(tǒng)矩陣，至少用兩種方法求狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。10.ADAMS生成柔性體的方法有哪兩種（具體介紹兩種方法的步驟）？11.對(duì)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(gè)結(jié)果是復(fù)數(shù)矩陣，為什么？12.簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)仿真的基本步驟。13.什么叫系統(tǒng)？系統(tǒng)具有哪些特點(diǎn)？14.求方程組：x^2+y^2=1，xy=2的解。15.若G（s）=2/｛（s+3）（s+4）｝采用零階保持器將G（s）轉(zhuǎn)換為G（z），采樣周期T＝0.1s，編程得出G（s）與G（z）的階躍響應(yīng)圖。16.什么叫柔性體？一般在何種情況下須考慮機(jī)構(gòu)中的柔性？17.設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)方程為，并設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)可控，試求a，b。18.什么叫數(shù)學(xué)建模？19.編程實(shí)現(xiàn)用Euler法求初值問(wèn)題的數(shù)值解，設(shè)方程如下：du/dt=√u+5u，且u（0）=1，t=[0，10]，并取步長(zhǎng)h=0.1。20.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(yùn)動(dòng)規(guī)律的有機(jī)整體。21.串聯(lián)校正主要包括（）、（）、（）。22.分別闡述函數(shù)ss（）、tf（）和zpk（）的功能23.離散系統(tǒng)24.系統(tǒng)仿真實(shí)質(zhì)上包括（）、（）、（）三個(gè)基本要素。25.根據(jù)模型不同可以把控制系統(tǒng)仿真分為（）、（）、（）。26.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與動(dòng)力學(xué)分析的區(qū)別是什么？27.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(xiě)可控標(biāo)準(zhǔn)型（即矩陣A為友矩陣）及可觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)型（即矩陣A為友矩陣轉(zhuǎn)置）狀態(tài)空間表達(dá)式。28.已知連續(xù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程為設(shè)采樣周期T=1s，試求離散化動(dòng)態(tài)方程。29.數(shù)學(xué)模型的作用主要可從哪兩方面來(lái)表達(dá)？建模的兩個(gè)主要目標(biāo)又是什么？30.計(jì)算機(jī)仿真的三個(gè)基本活動(dòng)是（）、（）、（）。卷II參考答案一.參考題庫(kù)1.參考答案:虛擬現(xiàn)實(shí)是用高科技手段構(gòu)造出來(lái)的一種人工環(huán)境，它具有模仿人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感知功能的能力，具有使人可以親身體驗(yàn)沉浸在這種虛擬環(huán)境中并與之相互作用的能力2.參考答案:實(shí)體；活動(dòng)；事件3.參考答案:即仿真時(shí)鐘與實(shí)際時(shí)鐘完全一致，模型仿真的速度與實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的速度相同。當(dāng)被仿真的系統(tǒng)中存在物理模型或?qū)嵨飼r(shí)，必須進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。4.參考答案: 5.參考答案: ；[11]；；；；6.參考答案: 虛擬樣機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)： 1、強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)層次上模擬產(chǎn)品的外觀、功能及特定環(huán)境下的行為； 2、可以輔助物理樣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證和測(cè)試； 3、可以在相同時(shí)間內(nèi)“試驗(yàn)”更多的設(shè)計(jì)方案，從而易于獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 4、用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的全生命周期，并隨著產(chǎn)品生命周期的演進(jìn)而不斷豐富和完善； 5、支持產(chǎn)品的全方位測(cè)試、分析與評(píng)估； 6、減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間產(chǎn)品盡快上市； 7、減少了設(shè)計(jì)費(fèi)用。7.參考答案: 8.參考答案:系統(tǒng)仿真（SystemSimulation）定義：是以相似原理、系統(tǒng)技術(shù)、信息技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)、仿真軟件、仿真器和各種專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究的一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)。9.參考答案: 10.參考答案: A.DAMS生成柔性體的方法： 1、在adams軟件中直接創(chuàng)建柔性體，選擇Build/FlexibleBodies/.... 2、應(yīng)用三維繪圖軟件繪制實(shí)體模型，然后在有限元分析軟件ANSYS中打開(kāi)實(shí)體模型文件進(jìn)行劃分網(wǎng)格，保存后生成mnf文件，最后將mnf文件導(dǎo)入ADAMS中。11.參考答案: 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，”“A^（0.5）表示矩陣的乘方，”“sqrt（A）”只定義在矩陣的單個(gè)元素上，即分別對(duì)矩陣的每個(gè)元素進(jìn)行運(yùn)算，“sqrtm（A）表示對(duì)矩陣（方陣）的超越函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。12.參考答案:（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(xiě)仿真程序并進(jìn)行程序調(diào)試；（5）進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；（6）仿真結(jié)果分析。13.參考答案: 系統(tǒng)：為實(shí)現(xiàn)規(guī)定功能以達(dá)到某一目標(biāo)而構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)的一個(gè)集合體或裝置（部件）。 系統(tǒng)具有以下四個(gè)特點(diǎn)： ①系統(tǒng)是由部件組成的，部件處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； ②部件之間存在著聯(lián)系； ③系統(tǒng)行為的輸出也就是對(duì)目標(biāo)的貢獻(xiàn)，系統(tǒng)各主量和的貢獻(xiàn)大于各主量貢獻(xiàn)之和，即系統(tǒng)的觀點(diǎn)1+1>2； ④系統(tǒng)的狀態(tài)是可以轉(zhuǎn)換的，在某些情況下系統(tǒng)有輸入和輸出，系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是可以控制的。14.參考答案: 15.參考答案: sysc=tf(2,conv([13],[14])); sysd=c2d(sysc,0.1,'zoh'); [num,den]=tfdata(sysd,'v'); [yc,tc]=step(sysc,[0:0.2:30]); dstep(num,d