2024年大學試題(計算機科學)-計算機仿真技術歷年高頻考點試卷專家薈萃含答案

2024年大學試題(計算機科學)-計算機仿真技術歷年高頻考點試卷專家薈萃含答案（圖片大小可自由調整）第1卷一.參考題庫(共25題)1.ADAMS有哪兩種建模方式？2.求f（kT）=kexp（-akT）的Z變換表達式。3.比較物理仿真和數學仿真的優(yōu)缺點。4. （1）A（1：3，3）=（） （2）B（2：3）＝（） （3）A’＝（） （4）B.’＝（） （5）A.*B＝（） （6）A*B＝（）5.求一階微分方程Dx=ax+by（t），x（0）=x0的解。6.在DiscreateFlexibleLink對話框中，Segments代表什么？它的取值大小對柔性桿的創(chuàng)建有怎樣的影響？7.在ADAMS軟件中如何創(chuàng)建傳感器？8.已知系統(tǒng)傳遞函數，試采用雙線性變換法求解系統(tǒng)差分方程，計算步長h＝0.1s9.設系統(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為友矩陣轉置）狀態(tài)空間表達式。10.并行計算11.物理仿真12.仿真的分類有幾種？為什么？13.連續(xù)系統(tǒng)的數學模型有哪幾種描述形式？14.簡述計算機仿真的基本步驟。15.簡述龍格-庫塔法的基本思路。16.計算機仿真技術與傳統(tǒng)的CAD/CAE/CAM技術的最大差別在什么地方？17.計算機仿真的三要素為系統(tǒng)、模型和計算機。18.離散事件系統(tǒng)一般應用在什么地方？19.產生隨機變量的常用方法有（）、（）、（）和（）。20.使用宏命令的優(yōu)點是什么？21.數值積分方法有哪些？22.什么是數值穩(wěn)定性問題？如何保證計算中的數值穩(wěn)定性？23.系統(tǒng)仿真的定義？24.ADAMS生成柔性體的方法有哪兩種（具體介紹兩種方法的步驟）？25.簡述who指令和whos指令的區(qū)別。第2卷一.參考題庫(共25題)1.求二元函數方程組：sin（x-y）=0，cos（x+y）=0的解。2.仿真是指用（）代替（）進行實驗和研究。3.離散事件仿真模型的設計與實現？4.簡述控制系統(tǒng)設計時四種常用的校正方法。5.系統(tǒng)仿真6.定制用戶菜單的作用是什么？7.用圖來表示建模與仿真的基本組成與相互關系（即仿真三要素），并加以說明。8.已知系統(tǒng)結構圖如下圖所示，1、2、3、4、5為典型環(huán)節(jié)，a為常數，試寫出其連接矩陣W、W0、Wc 9.數學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？10.簡述隨機數與隨機變量的作用、產生方法？11.計算機仿真的定義、類型、作用？12.歐拉法的遞推公式、特點及數值求解應用？13.相似的常用方法有（）、（）、（）、（）。14.根據模型不同可以把控制系統(tǒng)仿真分為（）、（）、（）。15.已知系統(tǒng)傳遞函數，試采用零階保持器方法求解系統(tǒng)差分方程，采樣周期T=0.116.MATLAB提供了3種邏輯操作符，其中~表示非。17.簡述計算機仿真的過程。18.單步法與多步法、顯式法與隱式法、定步長與變步長的定義？19.分布交互仿真20.ADAMS軟件的英文全稱是什么？ADAMS的中文含義是什么？21.采用裝配法創(chuàng)建機構模型的特點是什么？有什么優(yōu)點和缺點？22.什么是實時仿真？什么情況下需要進行實時仿真？它在算法上有什么要求？23.設單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數 試利用二階-龍格庫塔法求系統(tǒng)的單位階躍響應。24.函數文件中函數名稱和文件名可以不同。25.subplot（211）把屏幕分成兩個部分，并把曲線放在左半部分。第3卷一.參考題庫(共25題)1.在SIMULINK中，簡述建立子系統(tǒng)的方法。2.已知系統(tǒng)的傳遞函數為 試用MATLAB建立其狀態(tài)空間表達式。3.離散事件系統(tǒng)有（）、（）、（）等基本要素。4.MATLAB中運算符號前帶有小點表示執(zhí)行元素對元素的運算。5.什么是產品全生命周期？6.簡述系統(tǒng)仿真的特點7.已知系統(tǒng)傳遞函數，試求約當型動態(tài)方程，并畫出狀態(tài)變量圖。8.系統(tǒng)建模的途徑有哪幾種？9.什么叫系統(tǒng)？系統(tǒng)具有哪些特點？10.已知線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)方程為 試利用Simulink求u（t）為單位階躍函數時系統(tǒng)狀態(tài)方程的解。11.凡是系統(tǒng)的輸入量是（）的連續(xù)函數，無論其輸出量是連續(xù)單調函數或是單值或是多值的函數，均稱這個系統(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。12.什么是虛擬樣機技術？虛擬樣機技術的應用軟件有哪些？13.建立系統(tǒng)模型的依據有哪些？14.多媒體仿真15.編寫函數文件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窗口下的調用。16.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？17.利用input（）函數修改下圖所給程序ex3_1.m，將其中給定的參數r，numo，deno，numh和denh利用鍵盤輸入，使其變?yōu)檫B續(xù)控制系統(tǒng)面向傳遞函數的通用數字仿真程序。 18.求方程cos（t）^2*exp（-0.1t）=0.5t的解19.連續(xù)系統(tǒng)數值積分的基本思想？20.分析機械系統(tǒng)的固有頻率和振動模態(tài)的意義是什么？21.試比較數值積分法與離散相似法的區(qū)別。22.設系統(tǒng)狀態(tài)方程為，并設系統(tǒng)狀態(tài)可控，試求a，b。23.編程實現用Euler法求初值問題的數值解，設方程如下：du/dt=√u+5u，且u（0）=1，t=[0，10]，并取步長h=0.1。24.設D2y-3Dy+2y=x，y（0）=1，Dy（0）=0，求y（0.5）的值。25.為使仿真的結果被證實是真實可靠的，也就是結果是可信的，仿真所遵循的基本原則是相似原理：（）、（）和（）。第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: A.DAMS軟件的建模方式： （1）應用ADAMS2005直接建立幾何模型 （2）應用其他三維CAD軟件建立幾何模型，然后通過相應的接口導入adams中。2.參考答案: 3.參考答案:在仿真研究中，數學仿真只要有一臺數學仿真設備（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。數學仿真實驗所需的時間比物理仿真大大縮短，實驗數據的處理也比物理仿真簡單的多。與數學仿真相比，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備制造、安裝、接線及調試工作，結構復雜，造價較高，耗時過長，靈活性差，改變參數困難，模型難以重用，通用性不強。4.參考答案: ；[11]；；；；5.參考答案: 6.參考答案:Segments代表柔性桿組成單元，segments的取值大小決定柔性桿的柔性。7.參考答案: A.DAMS創(chuàng)建傳感器的流程： （1）選擇Simulate/Sensor/New （2）更改Expression文本框內容為要測量對象 （3）更改類型，如greaterthanorequal8.參考答案: 9.參考答案: 10.參考答案:并行計算（ParallelComputing）是指同時使用多種計算資源解決計算問題的過程。11.參考答案: 按照真實系統(tǒng)的物理性質構造系統(tǒng)的物理模型，并在物理模型上進行實驗的過程稱為物理仿真。 物理仿真優(yōu)點是：直觀、形象，也稱為“模擬”； 物理仿真缺點是：模型改變困難，實驗限制多，投資較大。12.參考答案:依據相似原理來分：物理仿真、數學仿真和混合仿真。物理仿真：就是應用幾何相似原理，制作一個與實際系統(tǒng)相似但幾何尺寸較小或較大的物理模型（例如飛機模型放在氣流場相似的風洞中）進行實驗研究。數學仿真：就是應用數學相似原理，構成數學模型在計算機上進行研究。它由軟硬件仿真環(huán)境、動畫、圖形顯示、輸出打印設備等組成?；旌戏抡嬗址Q數學物理仿真，它是為了提高仿真的可信度或者針對一些難以建模的實體，在系統(tǒng)研究中往往把數學仿真、物理仿真和實體結合起來組成一個復雜的仿真系統(tǒng)，這種在仿真環(huán)節(jié)中有部分實物介入的混合仿真也稱為半實物仿真或者半物理仿真。13.參考答案:微分方程、傳遞函數、狀態(tài)方程、結構圖14.參考答案:（1）根據仿真目的確定仿真方案；（2）建立系統(tǒng)的數學模型；（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試；（5）進行仿真實驗；（6）仿真結果分析。15.參考答案:用函數值f（t，y）的線性組合來代替f（t，y）的高階導數項。16.參考答案: 虛擬樣機技術與傳統(tǒng)的CAD／CAE／CAM技術最大的差別在于： 前者是面向系統(tǒng)的設計／分析／制造、以提高產品整體質量和性能并降低開發(fā)與制造成本為目的； 而后者是面向產品零部件的設計／分析／制造、以提高零、部件的質量和性能為目的。17.參考答案:正確18.參考答案: 離散事件系統(tǒng)仿真的應用： 1.排隊系統(tǒng) 2.機械行業(yè)19.參考答案:反變換法；組合法；卷積法；接受——拒絕法20.參考答案: 使用宏命令的優(yōu)點： 1、提示作用； 2、宏可以減少所需要的鍵位，加快反應速度； 3、讓復雜的問題簡單化；21.參考答案:歐拉法、梯度法、龍格一庫塔法、阿達姆斯法和吉爾法22.參考答案:所謂數值穩(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。23.參考答案:系統(tǒng)仿真（SystemSimulation）定義：是以相似原理、系統(tǒng)技術、信息技術及其應用領域有關專業(yè)技術為基礎，以計算機、仿真軟件、仿真器和各種專用物理效應設備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實的或設想的系統(tǒng)進行動態(tài)研究的一門多學科的綜合性技術。24.參考答案: 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、應用三維繪圖軟件繪制實體模型，然后在有限元分析軟件ANSYS中打開實體模型文件進行劃分網格，保存后生成mnf文件，最后將mnf文件導入ADAMS中。25.參考答案: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。第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 2.參考答案:模型；實際系統(tǒng)3.參考答案: 設計： 1、系統(tǒng)建模 2、確定仿真算法 3、建立仿真模型 4、設計仿真程序 5、仿真結果分析 實現：事件調度法活動掃描法進程交互法4.參考答案:超前校正、滯后校正、滯后-超前校正和反饋校正。5.參考答案:系統(tǒng)仿真是利用相似理論、控制理論、計算技術等理論和技術，通過綜合性的模型實驗來揭示原理的本質和運動規(guī)律的科學方法。6.參考答案:定制用戶菜單欄的作用：將用戶化定制的有關命令統(tǒng)一放在定制的用戶菜單，方便用戶調用。7.參考答案: 系統(tǒng)是研究的對象，模型是系統(tǒng)的抽象，仿真是對模型的實驗傳統(tǒng)上： “系統(tǒng)建?！报D―系統(tǒng)辨識技術范疇 “仿真建?！报D―即針對不同形式的系統(tǒng)模型研究其求解算法 “仿真實驗”――檢驗（Verification）―“仿真程序”的檢驗 致效（Validation）――將仿真結果與實際系統(tǒng)的行為進行比較 現代仿真技術：將仿真活動擴展到上述三個方面，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)辨識等方法計算機程序化 用仿真方法確定實際系統(tǒng)的模型 基于模型庫的結構化建模 采用面向對象建模（Object-OrientedModeling）方法，在類庫的基礎上實現模型拼合與重用 仿真建模 許多新算法和新軟件 模型與實驗分離技術，即模型的數據驅動（datadriven） 仿真問題分為兩部分：模型與實驗 模型又分為兩部分：參數模型和參數值仿真實驗；將實驗框架與仿真運行控制區(qū)，實驗框架定義一組條件，輸出函數的定義也與仿真模型分離開來8.參考答案: 9.參考答案: 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能力。 目標： 1、提高認識 2、提高干預能力10.參考答案: 隨機數產生的方法：隨機數表硬件設備數學公式 隨機數的作用：離散事件系統(tǒng)仿真的基礎就是產生隨機數 隨機變量的產生方法：反變換法、組合法、卷積法及取舍法 隨機變量的作用：隨機數與隨機變量的產生：MATLAB提供了兩個基本的函數用于產生隨機數。它們是rand和randn。11.參考答案: 計算機仿真（ComputerSimulation）定義：借助高速、大存儲量數字計算機及相關技術，對復雜真實系統(tǒng)的運行過程或狀態(tài)進行數字化模擬的技術。 計算機仿真的分類： ①根據計算機分類：模擬計算機仿真、數字計算機仿真、模擬數字混合計算機仿真 ②根據仿真時鐘與實際時鐘的比例關系實時仿真、欠實時仿真、超實時仿真 ③根據系統(tǒng)模型的特性連續(xù)系統(tǒng)仿真、離散事件系統(tǒng)仿真12.參考答案: 特點：算法簡單，計算工作量小，且為單步顯式法，可自啟動，但精度較低。 Ym+1=ym+f（tm，ym）h13.參考答案:模式；模糊；組合；坐標變換14.參考答案:物理仿真；數字仿真；半實物仿真15.參考答案: 16.參考答案:正確17.參考答案: 第一步：根據仿真目的確定仿真方案根據仿真目的確定相應的仿真結構和方法，規(guī)定仿真的邊界條件與約束條件。 第二步：建立系統(tǒng)的數學模型對于簡單的系統(tǒng)，可以通過某些基本定律來建立數學模型。而對于復雜的系統(tǒng)，則必須利用實驗方法通過系統(tǒng)辯識技術來建立數學模型。數學模型是系統(tǒng)仿真的依據，所以，數學模型的準確性是十分重要。 第三步：建立仿真模型即通過一定算法對原系統(tǒng)的數學模型進行離散化處理，就連續(xù)系統(tǒng)言，就是建立相應的差分方程。第四步：編制仿真程序對于非實時仿真，可用一般高級語言或仿真語言。對于快速的實時仿真，往往需要用匯編語言。第五步：進行仿真實驗并輸出仿真結果通過實驗對仿真系統(tǒng)模型及程序進行校驗和修改，然后按系統(tǒng)仿真的要求輸出仿真結果。18.參考答案: 單步法是指計算某時刻數值yk+1，只需前一時刻tk有關信息，它是一種能自啟動的算法。 多步法是指計算某時刻數值yk+1需要tk，tk-1時刻有關信息，它是一種不能自啟動的算法。 顯式是指計算yk+1時所需數據均已算出。 隱式是指計算yk+1的算式中含有tk+1時刻的數據。因此在使用隱式公式中，需要用另一公式估計這里未知數據，然后用隱式公式進行迭代，這叫預估－校正法。顯然這種方法不能自啟動。 定步長為積分步長h在仿真運行過程中始終不變。而積分步長在仿真運行過程中自動修正改變?yōu)樽儾介L。19.參考答案:分布交互仿真（DistributedInteractiveSimulation，簡稱DIS）系統(tǒng)是應用仿真理論、仿真計算機（或其他仿真設備）、通信網絡、虛擬現實（VR）技術等構造的逼真的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境，進行作戰(zhàn)任務的演練、指揮員訓練、大規(guī)模武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估等活動的先進的仿真技術20.參考答案: A.DAMS英文全稱全稱是：AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem， 中文含義：機械系統(tǒng)自動動力學分析系統(tǒng)。21.參考答案:裝配法建模的定義：建立封閉機構（比如曲柄搖桿機構）模型時如果只知道桿件的長度，但不知準確地位置，可以先按桿件的長度建立各個桿件，然后再用運動副-2bod-2loc的方式關聯(lián)各個連接點（裝配在一起），就可以得到所需要的機構模型22.參考答案:即仿真時鐘與實際時鐘完全一致，模型仿真的速度與實際系統(tǒng)運行的速度相同。當被仿真的系統(tǒng)中存在物理模型或實物時，必須進行實時仿真。23.參考答案: 24.參考答案:錯誤25.參考答案:錯誤第3卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 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中選擇[Edit>>CreatSubsystem]用一個子系統(tǒng)模塊代替選中的模塊組。2.參考答案: 3.參考答案:實體；活動；事件4.參考答案:正確5.參考答案:產品全生命周期：從產品研究、產品規(guī)劃、產品設計、產品試驗、產品制造、產品銷售、產品使用到產品最終報廢的過程6.參考答案: 1仿真的實驗性質 仿真基本上是一種通過實驗來研究系統(tǒng)的綜合實驗技術，具有一般實驗的性質。不論是利用仿真技術進行系統(tǒng)分析還是設計，都必須通過一系統(tǒng)實驗來完成。所建立的仿真模型應具有實驗的性質，即模型與原型的功能及參數之間應有相似性和對應性 2數字仿真與解析法 解析法是應用數學推導、演繹去求解數學模型的方法，而數字仿真是通過計算機在數學模型上進行一系列實驗來研究問題的方法。 解析法求解問題得出對問題的通解，而數字仿真的每一次運行只能給出在特定條件的數值解（特解）。用解析法所能求解的問題是有限的，而仿真適應范圍廣。 3數字仿真與數值求解。數字仿真是指建立系統(tǒng)的數學模型并在計算機上運行和分析的整個過程；數值求解則是仿真所采用的在計算機上求解數學模型的方法。7.參考答案: 8.參考答案: 演繹法：對于白盒系統(tǒng)，利用一些已知的基本定理，經過分析和演繹導出系統(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，可假設模型并通過實驗對假設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)，可采用數據收集和統(tǒng)計歸納的方法來假設模型（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果，通常是采用混合的途徑。9.參考答案: 系統(tǒng)：為實現規(guī)定功能以達到某一目標而構成的相互關聯(lián)的一個集合體或裝置（部件）。 系統(tǒng)具有以下四個特點： ①系統(tǒng)是由部件組成的，部件處于運動狀態(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目標的貢獻，系統(tǒng)各主量和的貢獻大于各主量貢獻之和，即系統(tǒng)的觀點1+1>2； ④系統(tǒng)的狀態(tài)是可以轉換的，在某些情況下系統(tǒng)有輸入和輸出，系統(tǒng)狀態(tài)的轉換是可以控制的。10.參考答案: 11.參考答案:時間t；微分方程；傳遞函數12.參考答案: 虛擬樣機（VirtualPrototyping簡稱VP）技術又稱為機械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術，是一項計算機輔助工程（CAE）技術，是建模仿真技術、虛擬現實（VirtualReality）技術、計算輔助設計與制造（CAD／CAM）等技術綜合集成。目前世界范圍內流行使用的機械系統(tǒng)的仿真軟件有ADAMS和比利時LMS的DADS（DynamicAnalysisand