1213汽车仿真技术复习题.docx
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1213汽车仿真技术复习题
海大汽车仿真技术复习题
一、术语解释：
1．计算机仿真：
利用计算机对一实际系统的结构和行为进行动态演示，已评价或者预测该
系统行为效果
2.矩阵的秩：
矩阵线性无关的行数与列数成为矩阵的秩。
3．传递函数:
在线性系统中，当初始条件为零时，系统输出量c（t）的拉普拉斯变换C（s）
与输入量r（t）的拉普拉斯变换R（s）之比，称为系统的传递函数。
4．伯德图:
用于分析系统的相角稳定裕度、幅值稳定裕度、剪切频率等一般由幅频特性
曲线和相频特性曲线图组合而成。
5．根轨迹法:
在已知控制系统开环传递函数零极点分布的基础上，研究某些参数的变化时
控制系统闭环传递函数零极点分布影响的一种图解方法。
二、填空题
1．
=（4.29）；
程序为：
>>formatbank;
>>a=exp（-0.5）+sqrt（13.58）
a=
4.29
2．建立M文件求取表达式
的值。
sum=0;
fori=1:
1:
200
sum=sum+i;
end
在命令平台上键入sum后回车（键入Enter键），记录计算结果。
3.方程的求解：
，
>>d=[1,-21,+3.69,-10.57,56.12,-3125];
>>roots（d）
ans=
20.8577
2.4747+2.6023i
2.4747-2.6023i
-2.4035+2.4168i
-2.4035-2.4168i
4．一圆柱形金属构件，直径为20cm,长为110cm,质量为362kg,求此金属的密度（
）。
试补充划线部分的程序。
>>d=20;
>>L=110;
>>v=L*pi*（d/2）^2;
>>m=362000;
>>rou=m/v
rou=
10.4753
5．复数绘图，已知复数
的表达式
，
的范围
，增量取0.01。
试补充划线部分的程序。
w=-200:
0.01:
200;
g=60./（（1+j*w）.*（2+j*w）.*（5+j*w）.*（6+j*w））;；
plot（g）;
grid;
6．数值计算
>>dblquad（inline（'sin（3*x）+y.^2'）,1,10,-1,2.95）
ans=
78.51053721163348
7．求
在[2,8]内的最小值。
>>f=inline（'exp（-0.5*x）.*sin（x）+1'）;
>>[xmin,fval]=fminbnd（f,2,8）
xmin=
4.24872619592456
fval=
0.89310865860724
8．利用函数绘图命令绘制
，其中
；
>>fplot（'exp（-0.5*x）.*sin（2*x-pi/8）',[0,5,-1.1,1.1],'r'）
9.请补充完整以下程序：
x=0;n=1;
whilen<6
x=x+n;
n=n+1;
end
x
运行结果
x=15.
三、简答题
1.绘制三维曲面图
，其中[x,y]=meshgrid（0:
0.2:
13）。
试写出程序。
（已给出结果图，如图1）
>>[x,y]=meshgrid（0:
0.2:
13）;
>>z=sin（x+cos（y）-sin（0.2*x））;
>>mesh（x,y,z）;
>>axis（[015015-21]）;
2．写出以下系统的多项式模型，并将其转换为零极点模型
>>num=[91,-52,3.5,-11,52];
>>den=[1,15,26,73,31,215];
>>sys=tf（num,den）
>>[z,p,k]=tf2zp（num,den）
>>syszp=zpk（z,p,k）
3．.已知单位负反馈系统的开环传递函数为
要求编程绘制
时的极坐标图，确定曲线与负实轴的交点坐标及频率值。
（已给出结果图2）
num=50;
den=conv（[0.11],conv（[0.21],[0.51]））;
sys=tf（num,den）;
nyquist（sys）
曲线与负实轴的交点坐标为-3.76；
曲线与负实轴的交点频率值9.2；
4．单位反馈系统的开环传递函数为
试编程绘制闭环系统的根轨迹（根轨迹图已给出，如图3）。
并回答
（1）闭环系统稳定的
的取值范围；
（2）系统的阶跃响应有超调的
的取值范围；
（3）分离点的坐标。
>>z=[-1];
>>p=[0;-2;-3];
>>k=[1];
>>sys=zpk（z,p,k）;
>>rlocus（sys）
系统稳定的Kg的取值范围：
Kg>0；
系统的阶跃响应有超调的Kg的取值范围：
Kg>0.419
分离点的坐标：
d=-47.2
图3
5．有二个系统如图4（a）、（b）所示，编程分别绘制各系统的单位阶跃响应和单位脉冲响应。
>>sysa1=tf（[5],[1,3,5]）;
>>sysa2=zpk（[-2],[0;-3;-5],[20]）;
>>sysa3=tf（[0.1,1],[2,1]）;
>>sysa=sysa1*sysa2*sysa3
Zero/pole/gain:
5（s+2）（s+10）
------------------------------------------------
s（s+3）（s+5）（s+0.5）（s^2+3s+5）
>>step（sysa）
>>impulse（sysa）
（b）>>sysb1=tf（[22,1],[1,5,23,15]）;
>>sysb2=zpk（[-6],[0;-3;-10],[0.2]）;
>>sysb3=5*tf（[0.6,1],[2,1]）*tf（[1.5,1],[3,7,1]）;
>>sysb=sysb1-sysb2+sysb3
Zero/pole/gain:
0.75（s+32.84）（s+10.05）（s+3.02）（s+2.269）（s+0.5509）（s-0.0083）（s^2+0.6734s+0.3865）
-------------------------------------------------------------------------------
s（s+3）（s+2.18）（s+0.7582）（s+0.5）（s+10）（s+0.1529）（s^2+4.242s+19.78）
>>step（sysb）
>>impulse（sysb）
6．增量与绘图，通过仿真结果回答问题
（1）程序1
t1=0:
4*pi;
y1=sin（2*t1）;
plot（t1,y1）;
程序1可得到图形正弦曲线A（增量为默认值1）。
（2）程序2
t2=0:
0.2:
4*pi;
y2=sin（2*t2）;
plot（t2,y2）;
程序2可得到图形正弦曲线B（增量为0.2）。
（3）程序3
t3=0:
0.01:
4*pi;
y3=sin（2*t3）;
plot（t3,y3）;
程序3可得到图形正弦曲线C（增量为0.01）。
（4）程序4
t4=0:
0.00001:
4*pi;
y4=sin（2*t4）;
plot（t4,y4）;
程序4可得到图形正弦曲线D（增量为0.00001）：
回答问题：
（1）通过MATLAB仿真得到的正弦曲线A、B、C有何区别？
答：
曲线A失真严重，曲线B略有失真，曲线C几乎没有失真。
（2）通过MATLAB仿真得到的正弦曲线C、D有何区别？
答：
曲线C和曲线D区别不大。
（3）你得到的结论是通常情况下增量（步长）取多少为宜？
答：
通常情况下增量（步长）取0.01即可满足一般的仿真要求和仿真精度。
7.绘制
，
的极坐标（polar）图，试写出程序。
>>t=0:
pi/60:
3*pi;
>>r=cos（3*t）;
>>polar（t,r,':
*'）;
8．采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线
。
试写出程序。
（已给出结果图2）
>>x=0:
0.01:
10;
>>y1=sin（x）;
>>y2=exp（-0.5*x）.*sin（x）;
>>y3=cos（x）;
>>plot（x,y1,'k-',x,y2,'r-',x,y3,'b-'）;
9.试编写计算程序画出曲线与曲面图形
1、t=0:
pi/50:
2*pi;
x=sin（t）.^3;
>>y=cos（t）.^3;
>>plot（x,y）
２、>>[x,y]=meshgrid（-2:
0.01:
2）;
>>z=（x.^2+1）.*exp（-x.^2-y.^2）+（x.^2）.*y;
>>mesh（x,y,z）
10.编写程序解决下列问题：
（1）试产生1004阶矩阵使其元素在0—100之间的随机整数,可将此矩阵理解为100名同学的四门课程（课程1,课程2,课程3,课程4）的成绩.
（2）计算出每门课程和每位同学的平均成绩;
（3）统计出总的优秀人次（90分及以上为优秀）;
（4）统计出四门课程成绩至少有两门课程不及格的人数.
（1）a=fix（（100-0）*rand（100,4））
（2）mean（a）
mean（a’）
（3）b=mean（a’）
length（find（b>=90））
（4）sum（sum（a<60,2）>=2）
11.
（1）functiony=fun1（x,n）
y=0;
fork=1:
n
y=y+（（-1）^（k+1）*sin（k*x））/k;
end
y
（2）x=0:
0.1:
2*pi;
y1=fun1（x,20）;
y2=fun1（x,50）;
subplot（211）,plot（x,y1）
subplot（212）,plot（x,y2）
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