控制系統(tǒng)數(shù)字仿真復習題

1、1.數(shù)值積分法中，其計算精度p=2的算法是 ： 【 B 】A. 歐拉法 B. 梯形法 C. 四階龍格庫塔法 D. 以上都不是2. 要保證歐拉法算法的穩(wěn)定性，其步長要滿足的條件是： 【 】A. B. C. D. 3.關于MATLAB語言中，變量的命名錯誤的是： 【 D 】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，不能包含有標點符號；C. 變量長度應不大于63個；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： 【 A 】A. pi B. ans C. i D. eps5figure命令的作用是： 【 C 】 A. 繪圖 B. 關閉當圖形行窗口 C.

2、 打開新的圖形窗口D. 循環(huán)6將系統(tǒng)傳遞函數(shù)形式變換為零極點形式的命令是： 【 A 】A. tf2zp B. ss2tf C. ss2zp D. zp2tf7給圖形添加柵格的命令是： 【 D 】A. figure B. hold offC. hold on D. grid8hold命令的作用是： 【 B 】A. 給圖形添加柵格 B. 圖形窗口保持C. 關閉圖形 D. 去除圖形柵格9繪制系統(tǒng)零極點圖的命令是： 【 B 】A. step B. pzmapC. rlocus D. sgrid10某系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G，語句step(G)的執(zhí)行結(jié)果為 : 【 D 】A. 繪制系統(tǒng)的根軌跡圖 B. 繪制系統(tǒng)

3、的單位脈沖響應曲線”C. 繪制系統(tǒng)的奈氏曲線 D. 繪制系統(tǒng)的單位階躍響應曲線11.數(shù)值積分法中，歐拉法的計算精度是 ： 【 D 】A. 4 B. 3 C. 2 D. 112. 要保證四階龍格庫塔法的穩(wěn)定性，其步長要滿足的條件是： 【 】A. B. C. (c) D. 13.數(shù)值積分法中，是恒定穩(wěn)定的算法是： 【 B 】A. 歐拉法 B. 梯形法 C. 四階龍格庫塔法 D. 以上都不是14MATLAB中，以下常用的操作命令中，哪個為清除命令窗口的內(nèi)容： 【 】A. dir B. close C. clc D. load15繪制控制系統(tǒng)根軌跡的命令是： 【 C 】 A. step B. pzma

4、pC. rlocus D. sgrid16將系統(tǒng)零極點形式變換為傳遞函數(shù)形式的命令是： 【 D 】A. tf2zp B. ss2tf C. ss2zp D. zp2tf17在線形圖型格式的設置中，字符b表示什么顏色： 【 A 】A. 藍色 B. 黑色C. 黃色 D. 紅色18某系統(tǒng)的函數(shù)關系式為：，繪制x在0至10之間變化的圖形，正確的是： 【 B 】A. fplot('1/(x*3-2*x+4)',0 10)B. fplot('1/(x.3-2*x+4)',0 10)C. plot('1/(x.3-2*x+4)',0 10)D. plot(&#

5、39;1/(x*3-2*x+4)',0 10)19繪制系統(tǒng)奈氏曲線的命令是： 【 C 】A. step B. pzmapC. nyquistD. sgrid20某系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G，語句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)的單位階躍響應曲線1、仿真所遵循的原則是物理相似和 幾何相似 。2、歐拉法的計算精度p= 2 。3、繪制系統(tǒng)單位階躍響應曲線的命令是    step    。4、在線形圖型格式的設置中，字符r表示什么顏色    紅

6、色  。5、在MATLAB中，plot命令用于   繪制二維圖形   。6、margin(G)的含義是  計算系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度   。7、控制系統(tǒng)的數(shù)學模型有傳遞函數(shù)、微分方程和 狀態(tài)空間表達式 。8、MATLAB中clf用于 清除圖形窗口上的舊圖形 。9、MATLAB的含義為 矩陣實驗室 。10、繪制系統(tǒng)根軌跡的命令式是  rlocus     。11、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，計算精度p=2的是 梯形法 。13、繪制系統(tǒng)單位脈沖響應曲線的

7、命令是  implus     。14、仿真的三要素是實際系統(tǒng)、數(shù)學模型和 計算機 。15、控制系統(tǒng)的數(shù)學模型有狀態(tài)空間表達式、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、在保證計算穩(wěn)定性及計算精度的要求下，盡可能選較 大 的仿真步長。18、在線形圖型格式的設置中，字符b表示什么顏色  藍色     。19、MATLAB中clf用于 清除圖形窗口上的舊圖形 。20、系統(tǒng)仿真有三個基本的活動是模型建立、模型變換和 仿真實驗 1、 什么是仿真？仿真所遵循的基本原則是什么？答：仿真就是利用模

8、型（物理模型或數(shù)學模型）代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究。仿真所遵循的基本原理是相似原理，即幾何相似和數(shù)學相似。2、 簡答數(shù)值積分法的選擇原則是什么?答：選擇積分方法時要考慮的因素很多，如精度、計算速度、數(shù)值解的穩(wěn)定性等等。 計算精度包括初始誤差，舍入誤差和截斷誤差，通常掌握的原則是：在保證計算穩(wěn)定性及計算精度的要求下，盡可能選較大的仿真步長。 計算速度，為加快計算速度，在確定積分方法和保證計算精度和穩(wěn)定的條件下，盡量選用較大的步長，以縮短積分時間。數(shù)值計算的穩(wěn)定性3、 數(shù)字仿真包括哪幾個要素？其關系如何？答：實際系統(tǒng)、數(shù)學模型、計算機稱為系統(tǒng)仿真的三要素。將實際系統(tǒng)抽象為數(shù)學模型，此過程也稱為系統(tǒng)

9、辨識。通過一些仿真算法將系統(tǒng)的數(shù)學模型轉(zhuǎn)換為仿真模型，以便將模型放到計算機上進行處理。通過計算機的運算處理，把實際系統(tǒng)的特點、性能等表示出來，用于指導實際系統(tǒng)。4、 簡述采用計算機來實現(xiàn)控制系統(tǒng)仿真的過程。答：1）.建立控制系統(tǒng)的數(shù)學模型 可以是機理建模，也可以采用系統(tǒng)參數(shù)辨識的方法，或者兩者結(jié)合起來的方法建模。 2）.建立控制系統(tǒng)的仿真模型 將系統(tǒng)的數(shù)學模型轉(zhuǎn)換為計算機能處理的仿真模型。 3）.編制控制系統(tǒng)的仿真程序 對于非實時仿真，可用一般的高級語言或仿真語言。對于快速實時仿真，往往需要用匯編語言。4） .在計算機上進行仿真實驗并輸出仿真結(jié)果 5、簡述數(shù)值積分法的誤差來源。答1.)初始誤差

10、 在對系統(tǒng)仿真時，要采集現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)，而計算時要提供初始條件，這樣由于數(shù)據(jù)的采集不一定很準，會造成仿真過程中產(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)仿真大都采用計算機程序處理和數(shù)值計算，由于計算機的字長有限，不同檔次的計算機其計算結(jié)果的有效值不一致，導致仿真過程出現(xiàn)舍入誤差。 3).截斷誤差 當仿真步距確定后，采用的數(shù)值積分公式的階次將導致系統(tǒng)仿真時產(chǎn)生截斷誤差，階次越高，截斷誤差越小。通常仿真時多采用四階龍格庫塔法，其原因就是這種計算公式的截斷誤差較小。6簡述MATLAB的特點。答：1.功能強大，適用范圍廣。2.編程效率高。3.界面友好用戶使用方便。4.擴充能力強

11、。5.語句簡單內(nèi)涵豐富。6.強大方便的圖形功能。7.功能齊備的自動控制軟件工具包7、 什么是物理仿真和數(shù)學仿真？簡述二者的優(yōu)缺點。答：（1）物理仿真 所謂物理仿真就是應用幾何相似原理，仿制一個與實際系統(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行實驗研究。 優(yōu)點：直觀、形象，具有實時性與在線的特點。 缺點：仿真模型構成復雜，投資大、周期長、修改參數(shù)和改變系統(tǒng)結(jié)構比較困難。 （2）數(shù)學仿真 所謂數(shù)學仿真就是應用數(shù)學相似原理，按照真實系統(tǒng)的數(shù)學關系構造系統(tǒng)的數(shù)學模型，并在數(shù)學模型上進行實驗研究1、用MATLAB語句編程求以下框圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解：g1=tf(2.4 1.2,2 0);g

12、2=tf(0.8 0.2,4 0);g3=tf(1.2,4 1);g4=tf(0.5,10 1);g5=2.5;g6=1;gg1=feedback(g2*g3,g5);G=feedback(g1*gg1*g4,g6)2、某隨動系統(tǒng)結(jié)構圖如圖所示。已知，。試編制仿真程序，繪制階躍響應曲線并確定閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)性能指標和。 3、已知單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳函為 ，編寫仿真程序要求：（1） 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 ，編寫仿真程序要求：繪制系統(tǒng)的開環(huán)對數(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、設系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ，試繪制開

13、環(huán)系統(tǒng)的零極點圖和閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡圖。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： ，試繪制奈氏曲線并求系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度。解：G=tf(3.5,1,2,3,2); nyquist(G) h,r,wg,wc=margin(G)3、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： ，繪制系統(tǒng)的伯德圖，并判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解： k=100;z=-4;p=0,-0.5,-50,-50; G=zpk(z,p,k); bode(G)4、一個二階系統(tǒng)為 c=1，2，4， K=1.25，2，29 試繪制系統(tǒng)對應三組不同參數(shù)配合下，同一坐標軸里的三條階躍響應曲線。解：end c=1,2,4; k=1.25,2,29; hold on for j=1:3 num=k(j); den=1,c(j),k(j); g=tf(num,den) step(g) hold off5、 編程計算1+2+3 ··· +100的值。解： sum=0; for i=1:100 sum=sum+i; end sum i 6、閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 試判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 解： 由M語句輸入: G=tf(1,7,24,24,1,10,35,50,24); roots(G.