[渝粤教育] 中国地质大学控制系统数字仿真复习题

控制系统数字仿真模拟题
一.单选题
1.运行下列命令后A1=[123;456;789];A2=A1’;A3=cat(1A1A2)系统输出结果为________.
A.
B.
C.
D.

2.可将两个状态空间系统按下图所示方式进行组合得到的系统为

的命令为________.
A.［abcd］＝append(a1b1c1d1a2b2c2d2)
B.［abcd］＝parallel(a1b1c1d1a2b2c2d2）
C.［abcd］＝series(a1b1c1d1a2b2c2d2）
D.［abcd］＝feedback(a1b1c1d1a2b2c2d2）

3.可以将模块按照顺时针进行旋转的快捷键为________.
A.ctrl+r
B.ctrl+y
C.alt+r
D.alt+y

4.将混路器组成的总线信号依照原来的构成方法分解成多路信号或传输到相应的模块中去的模块为________.
A.
B.
C.
D.

5.下列符号中可以引导注释行的是________.
A.&
B.@
C.$
D.%

6.若A=则C=(A>0)&(A<3)的结果为:________.
A.
B.
C.
D.

7.MATLAB系统中若要使系统选择short和shortE中最好的表示则采用命令________.
A.short
B.shortE
C.shortG
D.longE

8.一个电机转速控制系统中属于电机所具有的属性的为:________.
A.电机转子
B.电机转速
C.电网电压
D.电机定子

9.设一个五阶魔方阵B=magic(5)提取B阵的第1行第2行的第135个元素的命令为________.
A.B(12:[135])
B.B([1:2][135])
C.B([1:2]1:3:5))
D.B(1:2;[135])

10.下列命令中可以创建起始值为0增量值为0.5终止值为10的等差数列的是________.
A.a＝0:0.5:10
B.a＝linspace(0100.5)
C.linspace(01010)
D.logspace(0111)

11.若a=[102;300;130;111]则any(a)=________.
A.011
B.110
C.111
D.100

12.设s＝‘haha’可以看到字符s的ascii码值的命令为________.
A.size(s）
B.isstr(s）
C.abs(s）
D.eval(s）

13.PSPICE是________软件.
A.模型及混合信号仿真软件
B.模拟电路仿真软件
C.机械系统动力学自动分析软件
D.大型通用有限元分析软件

14.将多项式展开的命令中正确的是________.
A.conv([122]conv([41][11]))
B.conv([221]conv([41][11]))
C.conv([221]conv([14][11]))
D.conv([122]conv([14][11]))

15.w=conv([123]conv([12][11]))的值为________.
A.3111372
B.2713113
C.1511136
D.151422219

16.设某一系统的状态方程矩阵为a=[-31;1-3];b=[11;11];c=[11;1-1];d=[0]并且执行后得可控性矩阵和可观性矩阵的秩分别为cam=ctrb(ab)＝1rcam=rank(cam)＝2因此这一系统为________.
A.不可控且不可观的系统
B.可控且可观的系统
C.可控但不可观的系统
D.不可控但可观的系统

17.________是系统仿真的主要依据.
A.客观存在
B.数学抽象
C.相似论
D.真实感觉

18.柔性制造系统属于________系统.
A.连续系统
B.离散时间系统
C.离散事件系统
D.开放系统

19.在Matlab系统中调用Simulink环境的工具栏图标为________.
A.
B.
C.
D.

20.列出工作内存中的变量名称以及细节只需在命令窗口输入________.
A.what
B.who
C.echoon
D.whose

二.判断题

1．影响系统而又不受系统直接控制的全部外界因素的集合叫外部活动.(）

2．系统仿真就是建立系统的动态模型并在模型上进行实验(或试验).(）

3．MATLAB是瑞典Lund工学院的软件产品.80年代初CleveMoler博士构思开发MAXtrixLABoratory(矩阵实验)的软件提高了计算软件编制工作的效率.(）

4．global可以定义全局变量全局变量的作用域是该MATLAB函数的整个工作区其他的函数不能对它们进行存取和修改.(）

5．我们在选择数值算法的时候要考虑精度计算速度以及稳定性等原则进行.(）

6.控制系统的数学模型有状态空间表达式微分方程和积分方程.(）

7.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.(）

8.离散相似法采样周期的选择应该满足香农定理(采用定理）.(）

9.通常情况下模拟仿真较数字仿真精度高.(）

10.机理模型法需要对系统的内部结构和特性完全的了解但其精度较低.(）

11.绘制系统根轨迹的命令式是rlocus.(）
[答案]T

12.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.(）

13.在MATLAB中plot命令用于绘制三维图形.(）

14.绘制系统单位阶跃响应曲线的命令是step.(）

15.系统仿真有三个基本的活动是模型建立模型变换和模拟实验.(）

16.机理模型法就是对已知结构参数的物理系统运用相应的物理定律或定理经过合理的分析简化建立起来的各物理量间的关系.(）

17.欧拉法的计算精度p=3.(）

18.绘制系统单位脉冲响应曲线的命令是implus.(）

19.MATLAB的含义为矩阵实验室.(）

20.margin(G)的含义是计算系统的相角裕度和幅值裕度.(）

21.零极点增益形式可用于分析系统的稳定性和快速性.(）

22.在线形图型格式的设置中字符r表示绿色.(）

23.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.(）

24.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.(）

25.仿真所遵循的原则是几何相似和实物相似.(）

26.所谓物理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.(）

27.数值积分法中恒稳的算法是梯形法.(）

28.所谓数学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.(）

29.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现舍入误差.(）

30.在保证计算稳定性及计算精度的要求下尽可能选较小的仿真步长.(）

31.微分方程能够反映系统内部各状态之间的相互关系适用于多输入多输出系统.传递函数是零极点形式和部分分式形式的基础.(）

32.在线形图型格式的设置中字符b表示蓝色.(）

33.MATLAB中clf用于清除图形窗口上的旧图形.(）

34.状态方程是直接描述系统输入和输出量之间的制约关系是连续控制系统其他数学模型表达式的基础.(）

35.数值积分法中计算精度p=2的是梯形法.(）

36.统计模型法是采用归纳的方法根据系统实测的数据运用统计规律和系统辨识等理论建立的系统模型.(）

37.混合法是机理模型法和统计模型法的结合.(）

38.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大.(）

39．现实性简洁性适应性是建立系统模型应该依照的原则.(）

40．CAD技术就是将计算机高速而精确的计算能力大容量存储和处理实际的能力替代设计者的综合分析逻辑判断以及创造性思维用以加快设计进程缩短设计周期提高设计质量的技术.(）

三问答题:

1.什么是仿真?它的主要优点是什么?它所遵循的基本原则是什么?
系统仿真是以相似原理系统技术信息技术及其应用领域有关的专业技术为基础以计算机和各种专用物理效应设备为工具利用系统模型对真实的或设想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术.它是非常重要的设计自动控制系统或者评价系统性能和功能的一种技术手段.仿真的主要优点是:方便快捷成本低廉工作效率和计算精度都很高.它所遵循的基本原则是相似性原理.

2.控制系统CAD可解决那些问题?
控制系统CAD可以解决以频域法为主要内容的经典控制理论和以时域法为主要内容的现代控制理论.此外自适应控制自校正控制以及最优控制等现代控制测略都可利用CAD技术实现有效的分析与设计.

3.控制系统建模的基本方法有哪些?他们的区别和特点是什么?
控制系统的建模方法大体有三种:机理模型法统计模型法和混合模型法.
机理模型法就是对已知结构参数的物理系统运用相应的物理定律或定理经过合理的分析简化建立起来的各物理量间的关系.该方法需要对系统的内部结构和特性完全的了解精度高.
统计模型法是采用归纳的方法根据系统实测的数据运用统计规律和系统辨识等理论建立的系统模型.该方法建立的数学模型受数据量不充分数据精度不一致数据处理方法的不完善很难在精度上达到更高的要求.
混合法是上述两种方法的结合.

4.什么是离散系统?什么是离散事件系统?如何用数学的方法描述它们?
本课程所讲的”离散系统”指的是离散时间系统即系统中状态变量的变化仅发生在一组离散时刻上的系统.它一般采用差分方程离散状态方程和脉冲传递函数来描述.
离散事件系统是系统中状态变量的改变是由离散时刻上所发生的事件所驱动的系统.这种系统的输入输出是随机发生的一般采用概率模型来描述.

5.动态系统仿真中常用的数值算法有哪几类分别是什么?
主要有求解线性和非线性微分方程的数值积分法和计算线性时不变动态系统的离散相似法.其中数值积分法主要有:欧拉(Euler)法梯形法龙格—库塔(Runge-Kutta)法和阿达姆斯(Adams)法;离散相似法主要有:置换法和相似变换法.

6.为什么说模拟仿真较数字仿真精度低?其优点如何?.
由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰模拟仿真较数字仿真精度低但模拟仿真具有如下优点:
(1)描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真;
(2)仿真速度极快失真小结果可信度高;
(3)能快速求解微分方程.模拟计算机运行时各运算器是并行工作的模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关;
(4)可以灵活设置仿真试验的时间标尺既可以进行实时仿真也可以进行非实时仿真;
(5)易于和实物相连.

7.采样控制系统数字仿真中连续部分离散化时的步长h如何选取?
(1)若仿真的任务仅要求计算系统输出y(t)而不要求计算系统内部状态变量且连续部分的整体脉冲传递函数G(z)=Z[Gh(s)G0(s)]较易求出时可选h=T
(2)若连续部分整体脉冲传递函数G(z)=Z[Gh(s)G0(s)]不易求出;或仿真的任务要求计算系统输出y(t)和内部状态变量;或被控对象含有非线性环节时可选h=T/N(N为正整数）.

8.采样控制系统数字仿真有哪几种方法?
采样控制系统仿真通常有差分方程递推求解法双重循环方法应用MATLAB控制工具箱时域响应分析函数法和Simulink仿真法.

9.计算机仿真有哪些优点?
(1）对尚处于论证或设计阶段的系统进行研究唯一的方法就是仿真.
(2）经济安全效率高.
(3）研究系统非常方便灵活.

10.评价优化方法的优劣的应该考虑哪些因素?
三方面因素:
(1）收敛性:收敛性的好坏表示某种优化方法适用范围的大小具体表示算法对于相当一类目标函数均能找到最优点.
(2）收敛速度:为了求出同样精度的最优点不同的优化方法所需要的迭代次数不同迭代次数少的优化方法收敛速度较快.
(3）每步迭代所需的计算量:每步迭代所需的计算量也是决定寻优速度的另一重要因素.

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