控制系統(tǒng)數(shù)字仿真復(fù)習(xí)題

1、1. 數(shù)值積分法中，其計(jì)算精度p=2的算法是：A.歐拉法 B. 梯形法 C.四階一龍格庫塔法D.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. h（2 3）B.Re1h C.h 21 D. h Re3.關(guān)于MATLAB言中，變量的命名錯(cuò)誤的是:以上都不是【 】1|Re【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(biāo)點(diǎn)符號(hào);C. 變量長度應(yīng)不大于63個(gè)；D. 字母不區(qū)分大小寫。4. 在MATLA工作空間中，表示圓周率的特殊變量是：A. pi B. ans C. iD. eps【C 】D.循環(huán)【A】5. figure命令的作用是：6.將系統(tǒng)傳遞函數(shù)形式變換

2、為零極點(diǎn)形式的命令是:A. 繪圖B.關(guān)閉當(dāng)圖形行窗口 C.打開新的圖形窗口A. tf2zp B. ss2tf C. ss2zp D. zp2tf7. 給圖形添加?xùn)鸥竦拿钍?D. gridC. hold on8. hold命令的作用是:A.給圖形添加?xùn)鸥馚. 圖形窗口保持C.關(guān)閉圖形D.去除圖形柵格9. 繪制系統(tǒng)零極點(diǎn)圖的命令是:D. sgridA. stepB. pzmap C. rlocus10. 某系統(tǒng)傳遞函數(shù)為 G語句step(G)的執(zhí)行結(jié)果為A.繪制系統(tǒng)的根軌跡圖B.繪制系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)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(yīng)曲線11. 數(shù)值積分法中，歐拉法的計(jì)算精

3、度是：【D】A. 4 B. 3 C. 2 D. 112. 要保證四階一龍格庫塔法的穩(wěn)定性，其步長要滿足的條件是:A. h1(23)B.Re1Re1C. (c) h 2 亠 D.| Re_1_| Re13. 數(shù)值積分法中，是恒定穩(wěn)定的算法是:A.歐拉法B.梯形法C.四階一龍格庫塔法D. 以上都不是14. MATLAB，以下常用的操作命令中，哪個(gè)為清除命令窗口的內(nèi)容：【】A. dir B. close C. clcD. load15繪制控制系統(tǒng)根軌跡的命令是：【C】A. stepB. pzmap C. rlocus D. sgrid16將系統(tǒng)零極點(diǎn)形式變換為傳遞函數(shù)形式的命令是：【D】A. tf2

4、zp B. ss2tf C. ss2zp D. zp2tf17在線形圖型格式的設(shè)置中，字符b表示什么顏色：【A】A.藍(lán)色B.黑色C.黃色D.紅色18某系統(tǒng)的函數(shù)關(guān)系式為1:y -，繪制x在0至10之間變化的圖形，正確的x3 2x 4是：【B】A. fplot(1/(x*3-2*x+4) ,0 10)B. fplot(1/(x.A3-2*x+4) ,0 10)C. plot(1/(x.A3-2*x+4) ,0 10)D. plot(1/(x*3-2*x+4) ,0 10)19. 繪制系統(tǒng)奈氏曲線的命令是:A. stepB. pzmap C. nyq uist D. sgrid20. 某系統(tǒng)傳遞函

5、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(diǎn)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(yīng)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(jì)算精度p= 。3、繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線的命令是 ? ? step ? ?。4、 在線形圖型格式的設(shè)置中，字符r表示什么顏色? ? 紅色 ？。5、在MATLA中，plot命令用于? ?繪制二維圖形？。6 margin(G)的含義是?計(jì)算系統(tǒng)的相角裕度和幅值裕度？。7、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有傳遞函數(shù)、微分方程和狀態(tài)空間表達(dá)式8 MATLAB clf用于 清除圖形窗口上的舊圖形。9、MATLAB勺

6、含義為。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012、數(shù)值積分法中，計(jì)算精度 p=2的是梯形法。13、繪制系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)曲線的命令是 ? implus ? ?。14、 仿真的三要素是實(shí)際系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型和 計(jì)算機(jī)o15、 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有狀態(tài)空間表達(dá)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o17、 在保證計(jì)算穩(wěn)定性及計(jì)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(shè)置中，字符 b表示什么顏色? 藍(lán)色 ？ ？ o19、MATLAB clf用于清除圖形窗口上的舊圖形20、 系統(tǒng)仿真有三個(gè)基本的活

7、動(dòng)是模型建立、模型變換和仿真實(shí)驗(yàn)1、什么是仿真？仿真所遵循的基本原則是什么？答：仿真就是利用模型（物理模型或數(shù)學(xué)模型）代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(xué)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(shí)要考慮的因素很多，如精度、計(jì)算速度、數(shù)值解的穩(wěn)定性等等。計(jì)算精度包括初始誤差，舍入誤差和截?cái)嗾`差，通常掌握的原則是：在保證計(jì)算穩(wěn)定性及計(jì)算精度的要求下，盡可能選較大的仿真步長。計(jì)算速度，為加快計(jì)算速度，在確定積分方法和保證計(jì)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(shí)間數(shù)值計(jì)算的穩(wěn)定性3、數(shù)字仿真包括哪幾個(gè)要素？其關(guān)系如何？答：實(shí)際系統(tǒng)

8、、數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)稱為系統(tǒng)仿真的三要素。將實(shí)際系統(tǒng)抽象為數(shù)學(xué)模型， 此過程也稱為系統(tǒng)辨識(shí)。通過一些仿真算法將系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為仿真模型，以便將模 型放到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理。 通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)算處理， 把實(shí)際系統(tǒng)的特點(diǎn)、 性能等表示出來， 用于指導(dǎo)實(shí)際系統(tǒng)。4、簡述采用計(jì)算機(jī)來實(shí)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(xué)模型可以是機(jī)理建模，也可以采用系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)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(xué)模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能處理的仿真模型。3 ) . 編制控制系統(tǒng)的仿真程序?qū)τ诜菍?shí)時(shí)仿真，可用一般的高級(jí)語言或仿真語言。對(duì)于快速實(shí)時(shí)仿真，往往需要 用匯編

9、語言。4). 在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)并輸出仿真結(jié)果5、簡述數(shù)值積分法的誤差來源。答 1.) 初始誤差在對(duì)系統(tǒng)仿真時(shí)，要采集現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)，而計(jì)算時(shí)要提供初始條件，這樣由于數(shù)據(jù) 的采集不一定很準(zhǔn)，會(huì)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(jì)算機(jī)程序處理和數(shù)值計(jì)算，由于計(jì)算機(jī)的字長有限，不同 檔次的計(jì)算機(jī)其計(jì)算結(jié)果的有效值不一致，導(dǎo)致仿真過程出現(xiàn)舍入誤差。3). 截?cái)嗾`差當(dāng)仿真步距確定后，采用的數(shù)值積分公式的階次將導(dǎo)致系統(tǒng)仿真時(shí)產(chǎn)生截?cái)嗾`差，階 次越高，截?cái)嗾`差越小。通常仿真時(shí)多采用四階龍格庫塔法，其原因就是這種計(jì)算公式 的截?cái)嗾`差較小。6簡述M

10、ATLA的特點(diǎn)。答：1.功能強(qiáng)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(kuò)充能力強(qiáng)5. 語句簡單內(nèi)涵豐富。 6. 強(qiáng)大方便的圖形功能。 7. 功能齊備的自動(dòng)控制軟件工具包7、 什么是物理仿真和數(shù)學(xué)仿真？簡述二者的優(yōu)缺點(diǎn)。答：(1)物理仿真所謂物理仿真就是應(yīng)用幾何相似原理，仿制一個(gè)與實(shí)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。優(yōu)點(diǎn)：直觀、形象，具有實(shí)時(shí)性與在線的特點(diǎn)。缺點(diǎn)：仿真模型構(gòu)成復(fù)雜，投資大、周期長、修改參數(shù)和改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較困難(2)數(shù)學(xué)仿真所謂數(shù)學(xué)仿真就是應(yīng)用數(shù)學(xué)相似原理，按照真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)關(guān)系構(gòu)造系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在數(shù)學(xué)模型上進(jìn)

11、行實(shí)驗(yàn)研究1、用MATLA語句編程求以下框圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。解：g仁tf(2.4 1.2,2 0);g2=tf(0.8 0.2,4 0);g3=tf(1.2,4 1)；g4=tf(0.5,10 1);g5=2.5;g6=1;gg 仁 feedback(g2*g3,g5);G=feedback(g1*gg1*g4,g6)2、某隨動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。已知K140，K20.5，T 0.2，2。試編制仿真程序，繪制階躍響應(yīng)曲線并確定閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)%和ts。解：程序:艙)ggfeedbackfgLg?):G=feedback(40：i=ggl; I);-*-1 stepiGJ+J結(jié)果：a%

12、= 16.o3、已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳函為G(s)K s2 2s 23，編寫仿真程序要求:s(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G(s)H(s)，編寫仿真程序要求:s(s 1)(0.1s 1)繪制系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)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。,試?yán)L制開環(huán)系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖和閉環(huán)系1、設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為g(s) K(s 2)s3、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:G(s) 環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 2s 2 統(tǒng)的根軌跡圖。解: G=tf(1,2,1,2,2);subplot(121);pzmap(G)subplot(122);rlocus(G

13、)2、系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)飛s 裕度和相角裕度。3.52s2 3s 2，試?yán)L制奈氏曲線并求系統(tǒng)的幅值解：G=tf(3.5,1,2,3,2);nyq uist(G)h,r,wg,wc=margi n(G)100(s 4)2s(s 0.5)(s 50)，繪制系統(tǒng)的伯德圖，并判別閉解：k=100;z=-4;p=0,-0 5,-50,-50;G=zpk(z,p,k); bode(G)4、一個(gè)二階系統(tǒng)為G(s)Ks2cs Kc=1 , 2, 4 ,K=1.25 , 2, 29試?yán)L制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)三組不同參數(shù)配合下，同一坐標(biāo)軸里的三條階躍響應(yīng)曲線解：end c=1,2,4; k=1.25,2,29;hold on for j=1:3num=k(j);den=1,c(j),k(j);g=tf( nu m,de n)step(g)hold off5、編程計(jì)算1+2+3 +100的值解: sum=0;for i=1:100sum=sum+i;endsumi6閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(S)S_ 7s 24s 24_試判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。s4 10s335s250s 24解：由M語句輸入：G=tf(1,7,24,24,1,10,35,50,24);roots(G.de n1)