控制系统数字仿真复习题.docx

1、控制系统数字仿真复习题1.数值积分法中，其计算精度p=2的算法是 ： 【 B 】A. 欧拉法 B. 梯形法 C. 四阶龙格库塔法 D. 以上都不是2. 要保证欧拉法算法的稳定性，其步长要满足的条件是： 【 】A. B. C. D. 3.关于MATLAB语言中，变量的命名错误的是： 【 D 】A. 必须以字母开头； B. 可以由字母、数字和下划线混合组成，不能包含有标点符号； C. 变量长度应不大于63个；D. 字母不区分大小写。4在MATLAB工作空间中，表示圆周率的特殊变量是： 【 A 】 A. pi B. ans C. i D. eps5figure命令的作用是： 【 C 】 A. 绘图

2、B. 关闭当图形行窗口 C. 打开新的图形窗口 D. 循环6将系统传递函数形式变换为零极点形式的命令是： 【 A 】A. tf2zp B. ss2tf C. ss2zp D. zp2tf7给图形添加栅格的命令是： 【 D 】A. figure B. hold offC. hold on D. grid8hold命令的作用是： 【 B 】A. 给图形添加栅格 B. 图形窗口保持C. 关闭图形 D. 去除图形栅格9绘制系统零极点图的命令是： 【 B 】A. step B. pzmap C. rlocus D. sgrid10某系统传递函数为G，语句step(G)的执行结果为 : 【 D 】A. 绘

3、制系统的根轨迹图 B. 绘制系统的单位脉冲响应曲线” C. 绘制系统的奈氏曲线 D. 绘制系统的单位阶跃响应曲线11.数值积分法中，欧拉法的计算精度是 ： 【 D 】A. 4 B. 3 C. 2 D. 112. 要保证四阶龙格库塔法的稳定性，其步长要满足的条件是： 【 】A. B. C. (c) D. 13.数值积分法中，是恒定稳定的算法是： 【 B 】A. 欧拉法 B. 梯形法 C. 四阶龙格库塔法 D. 以上都不是14MATLAB中，以下常用的操作命令中，哪个为清除命令窗口的内容： 【 】 A. dir B. close C. clc D. load15绘制控制系统根轨迹的命令是： 【 C

4、 】 A. step B. pzmap C. rlocus D. sgrid16将系统零极点形式变换为传递函数形式的命令是： 【 D 】A. tf2zp B. ss2tf C. ss2zp D. zp2tf17在线形图型格式的设置中，字符b表示什么颜色： 【 A 】A. 蓝色 B. 黑色C. 黄色 D. 红色18某系统的函数关系式为：，绘制x在0至10之间变化的图形，正确的是： 【 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(1/(x*3-2*x+4)

5、,0 10)19绘制系统奈氏曲线的命令是： 【 C 】A. step B. pzmap C. nyquist D. sgrid20某系统传递函数为G，语句pzmap(G)的执行结果为 : 【 B 】A. 绘制系统的根轨迹图 B. 绘制系统的零极点图 C. 绘制系统的奈氏曲线 D. 绘制系统的单位阶跃响应曲线1、仿真所遵循的原则是物理相似和 几何相似 。2、欧拉法的计算精度p= 2 。3、绘制系统单位阶跃响应曲线的命令是? ? step ? ?。4、在线形图型格式的设置中，字符r表示什么颜色? ? 红色 ?。5、在MATLAB中，plot命令用于? ?绘制二维图形? ?。6、margin(G)的

6、含义是? 计算系统的相角裕度和幅值裕度 ? 。7、控制系统的数学模型有传递函数、微分方程和 状态空间表达式 。8、MATLAB中clf用于 清除图形窗口上的旧图形 。9、MATLAB的含义为 矩阵实验室 。10、绘制系统根轨迹的命令式是? rlocus ? ?。11、仿真所遵循的原则是几何相似和 物理相似 。12、数值积分法中，计算精度p=2的是 梯形法 。13、绘制系统单位脉冲响应曲线的命令是? implus ? ?。14、仿真的三要素是实际系统、数学模型和 计算机 。15、控制系统的数学模型有状态空间表达式、微分方程和 传递函数 。16、数值积分法中，恒稳的算法是 梯形法 。17、在保证计

7、算稳定性及计算精度的要求下，尽可能选较 大 的仿真步长。18、在线形图型格式的设置中，字符b表示什么颜色? 蓝色 ? ?。19、MATLAB中clf用于 清除图形窗口上的旧图形 。20、系统仿真有三个基本的活动是模型建立、模型变换和 仿真实验 1、 什么是仿真？仿真所遵循的基本原则是什么？答：仿真就是利用模型（物理模型或数学模型）代替实际系统进行实验和研究。仿真所遵循的基本原理是相似原理，即几何相似和数学相似。2、 简答数值积分法的选择原则是什么?答：选择积分方法时要考虑的因素很多，如精度、计算速度、数值解的稳定性等等。 计算精度包括初始误差，舍入误差和截断误差，通常掌握的原则是：在保证计算稳

8、定性及计算精度的要求下，尽可能选较大的仿真步长。 计算速度，为加快计算速度，在确定积分方法和保证计算精度和稳定的条件下，尽量选用较大的步长，以缩短积分时间。数值计算的稳定性3、 数字仿真包括哪几个要素？其关系如何？答：实际系统、数学模型、计算机称为系统仿真的三要素。将实际系统抽象为数学模型，此过程也称为系统辨识。通过一些仿真算法将系统的数学模型转换为仿真模型，以便将模型放到计算机上进行处理。通过计算机的运算处理，把实际系统的特点、性能等表示出来，用于指导实际系统。4、 简述采用计算机来实现控制系统仿真的过程。答：1）.建立控制系统的数学模型 可以是机理建模，也可以采用系统参数辨识的方法，或者两

9、者结合起来的方法建模。 2）.建立控制系统的仿真模型 将系统的数学模型转换为计算机能处理的仿真模型。 3）.编制控制系统的仿真程序 对于非实时仿真，可用一般的高级语言或仿真语言。对于快速实时仿真，往往需要用汇编语言。4） .在计算机上进行仿真实验并输出仿真结果 5、简述数值积分法的误差来源。答1.)初始误差 在对系统仿真时，要采集现场的原始数据，而计算时要提供初始条件，这样由于数据的采集不一定很准，会造成仿真过程中产生一定的误差，此类误差称为初始误差。 2.)舍入误差 目前，系统仿真大都采用计算机程序处理和数值计算，由于计算机的字长有限，不同档次的计算机其计算结果的有效值不一致，导致仿真过程出

10、现舍入误差。 3).截断误差 当仿真步距确定后，采用的数值积分公式的阶次将导致系统仿真时产生截断误差，阶次越高，截断误差越小。通常仿真时多采用四阶龙格库塔法，其原因就是这种计算公式的截断误差较小。6简述MATLAB的特点。答：1.功能强大，适用范围广。2.编程效率高。3.界面友好用户使用方便。4.扩充能力强。5.语句简单内涵丰富。6.强大方便的图形功能。7.功能齐备的自动控制软件工具包7、 什么是物理仿真和数学仿真？简述二者的优缺点。答：（1）物理仿真 所谓物理仿真就是应用几何相似原理，仿制一个与实际系统工作原理相同、质地相同但几何尺寸较小的物理模型进行实验研究。 优点：直观、形象，具有实时性

11、与在线的特点。 缺点：仿真模型构成复杂，投资大、周期长、修改参数和改变系统结构比较困难。 （2）数学仿真 所谓数学仿真就是应用数学相似原理，按照真实系统的数学关系构造系统的数学模型，并在数学模型上进行实验研究1、用MATLAB语句编程求以下框图所示系统的传递函数。解：g1=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;gg1=feedback(g2*g3,g5);G=feedback(g1*gg1*g4,g6)2、某随动系统结构图如图所示。已知，。试编制仿真程序，绘制阶跃响应曲线并确定

12、闭环系统动态性能指标和。 3、已知单位负反馈系统的开环传函为 ，编写仿真程序要求：（1） 绘制系统根轨迹；（2） 求使系统稳定的K值范围。 注： 图形不画4、系统的开环传递函数为 ，编写仿真程序要求：绘制系统的开环对数频率特性曲线和开环幅相曲线，试求相角裕度和幅值裕度。1、设系统的开环传递函数为 ，试绘制开环系统的零极点图和闭环系统的根轨迹图。解：G=tf(1,2,1,2,2); subplot(121); pzmap(G) subplot(122); rlocus(G) 2、系统的开环传递函数为： ，试绘制奈氏曲线并求系统的幅值裕度和相角裕度。解：G=tf(3.5,1,2,3,2); nyq

13、uist(G) h,r,wg,wc=margin(G)3、系统的开环传递函数为： ，绘制系统的伯德图，并判别闭环系统的稳定性。解： k=100;z=-4;p=0,-0.5,-50,-50; G=zpk(z,p,k); bode(G)4、一个二阶系统为 c=1，2，4， K=1.25，2，29 试绘制系统对应三组不同参数配合下，同一坐标轴里的三条阶跃响应曲线。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、 编程计算1+2+3 +100

14、的值。解： sum=0; for i=1:100 sum=sum+i; end sum i 6、闭环系统的传递函数为 试判定系统的稳定性。 解： 由M语句输入: G=tf(1,7,24,24,1,10,35,50,24); roots(G.den1) G1=ss(G);eig(G1.a)1、系统结构图如图所示，用MATLAB语句编程求所示系统的闭环传递函数。 2、系统结构图如图示。其中绘制开环、闭环系统的脉冲响应曲线。解：G=tf(4,1,2,3,4);Gc=tf(1,-3,1,3);H=tf(1,0.01,1);Gk=Gc*G*H;Gb=feedback(G*Gc,H);subplot(211);impulse(Gk);subplot(212);impulse(Gb)