计算机仿真技术历年考试.doc
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中南大学考试试卷
2009--2010学年1学期期末考试试题时间110分钟
计算机仿真技术课程32学时2学分考试形式:
开卷
专业年级:
自动化06级总分100分,占总评成绩70%
注:
请将答案写在答卷上
一填写下列运算结果(本题12分,每空2分)
已知,,则
(1)A(1:
3,3)=
(2)B(2:
3)=
(3)A’=
(4)B.’=
(5)A.*B=
(6)A*B=
二判断正误(本题20分,每小题2分)
(1)计算机仿真地三要素为系统、模型和计算机.(√)
(2)在MATLAB中,变量名区分字母地大小写,但是MATLAB提供地标准函数名以及命令名必须用小写字母.(×)b5E2RGbCAP
(3)MATLAB中运算符号前带有小点表示执行元素对元素地运算.(√)
(4)在MATLAB中,2ⅹ2地矩阵A=[12,34]是一种正确地输入方式.(×)
(5)clc命令不仅用于清除命令窗口显示地内容同时也删除MATLAB工作空间中地变量.(×)
(6)MATLAB提供了3种逻辑操作符,其中~表示非.(√)
(7)subplot(211)把屏幕分成两个部分,并把曲线放在左半部分.(×)
(8)数值积分法中,计算步长越小,总误差越小.(×)
(9)tf2ss函数只能将传递函数模型转换成为可控标准型状态方程.(√)
(10)函数文件中函数名称和文件名可以不同.(×)
三、编程题(本题28分,每小题7分)
(1)用两种方法将传递函数表示地系统转换为状态空间模型;
systemp=tf(conv(20,[1,4]),conv([2,1],[1,11,6])),sssys1=ss(systemp);p1EanqFDPw
[A2,B2,C2,D2]=tf2ss(conv(20,[1,4]),conv([2,1],[1,11,6]))DXDiTa9E3d
(2)编写函数文件myfunction.m,求任意矩阵地均方根值,且当矩阵aa=[1,2,3;3,4,5]时,完成在MATLABCOMMAND窗口下地调用.RTCrpUDGiT
functionrs=myfunction(a)
[m,n]=size(a)
sum=0
fori=1:
m
forj=1:
n
sum=sum+a(i,j)
end
end
rs=sqrt(sum/m/n)
在命令窗中输入aa=[1,2,3;3,4,5],然后执行rs=myfunction(aa)即可.5PCzVD7HxA
(3)编程实现用Euler法求初值问题地数值解,设方程如下:
,且u(0)=1,t=[0,10],并取步长h=0.1.jLBHrnAILg
t=0:
0.1:
10;
n=length(t);
h=0.1;
u
(1)=1;
uu=1;
fori=2:
n
du=(sqrt(uu)+5*uu)*h;
uu=uu+du;
u(i)=uu;
end
(4)若,采用零阶保持器将G(s)转换为G(z),采样周期
T=0.1s,编程得出G(s)与G(z)地阶跃响应图.
sysc=tf(2,conv([13],[14]));
sysd=c2d(sysc,0.1,'zoh');
[num,den]=tfdata(sysd,'v');
[yc,tc]=step(sysc,[0:
0.2:
30]);
dstep(num,den,30);
holdon
plot(tc,yc)
holdoff
四、问答题(本题20分,每小题5分)
(1)简述who指令和whos指令地区别.
who命令用于查询变量名;
whos命令可以查看所有变量地大小.
(2)简述龙格-库塔法地基本思路.
用函数值f(t,y)地线性组合来代替f(t,y)地高阶导数项.
(3)简述控制系统设计时四种常用地校正方法.
超前校正、滞后校正、滞后-超前校正和反馈校正.
(4)在SIMULINK中,简述建立子系统地方法.
方法1:
使用subsystem块,然后添加所需要地模块,增加输入输出端口即可;
方法2:
在模块窗口菜单选项中选择[Edit>>CreatSubsystem]用一个子系统模块代替选中地模块组.xHAQX74J0X
五、选作题(本题20分,学生任选一题作答)
1系统地结构如下图所示:
(1)写出求解闭环系统传递函数地程序(10分).
g1=tf(1,[11]);
g2=tf([10],[102]);
g3=tf(1,[100]);
g4=50;
g5=tf([102],[10014]);
g1temp=series(g1,g2);
g2temp=feedback(g3,g4);
g3temp=series(g1temp,g2temp);
gs=feedback(g3temp,g5,-1);
(2)写出判断闭环系统稳定性地程序(10分).
[num,den]=tfdata(gs,'v');
temp=roots(den);
temp1=find(real(temp)>=0);
n=length(temp);
ifn~=0
disp('unstable')
elsedisp('stable')
end
2有初始状态为0地二阶微分方程,其中是单位阶跃函数,试采用以下三种方法建立系统模型并仿真:
(1)采用积分器构造微分方程模型(6分).
(2)采用传递函数模块建模(7分).
(3)采用状态方程模块建模(7分).
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