控制系统数字复习题2汇总Word格式.docx
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789
147
258
369
(C)123
456
789
(D)147
258
369
4.能够产生2行4列的0~1分布的随机矩阵的命令为。
(A)zeros(2,4)(B)ones(2,4)(C)rand(2,4)(D)randn(2,4)
5.能够产生3行4列的单位矩阵的命令为。
(A)eye(3,4)(B)diag(3,4)(C)ones(3,4)(D)zeros(3,4)
6.设一个五阶魔方阵B=magic(5),提取B阵的第1行,第2行的第1,3,5个元素的命令为。
(A)B(1,2:
[1,3,5])(B)B([1:
2],[1,3,5])(C)B([1:
2],1:
3:
5))(D)B(1:
2;
[1,3,5])
7.设一个五阶魔方阵B=magic(5),提取B阵的第三行和第一行全部元素的命令为。
(A)B([3,1],:
)(B)B(3,1,:
)(C)B(:
3,1)(D)B(:
[3,1])
8.设一个五阶魔方阵B=magic(5),下列命令使得B阵的第一行和第三行第2,4个元素为0。
(A)B([2,4],[1,3])=zeros
(2)(B)B([1:
3],[2:
4])=zeros
(2)
(C)B([1,3]:
[2,4])=zeros
(2)(D)B([1,3],[2,4])=zeros
(2)
9.设一个五阶魔方阵B=magic(5),下列命令能够获得B阵的第一行中小于5的子向量。
(A)L=B(1,:
)<
5(B)L=B(1,B(1,:
5)(C)L=B(:
1)<
5(D)L=B(B(:
5,1)
10.将A矩阵逆时针旋转90°
的命令为。
(A)A’(B)rot90(A,2)(C)rot90(A,1)(D)rot90(A’)
二.简答题
1.什么是系统的定义?
2.什么是“代数环”。
3.简述m文件中命令文件和函数文件的区别。
三.判断题,正确的在括号内打“√”,错误的打“╳”,并改正错误结论重新阐述。
1.()Matlab中参与逻辑运算的操作数不一定必须是逻辑类型的变量或常量,其他类型的数据也可以进行逻辑运算,但运算结果一定是逻辑类型的数据。
改:
2.()执行命令文件时,文件中的指令或者命令按照出现在命令文件中的顺序依次执行。
3.()feedback函数可通过将系统输出反馈到系统输入构成闭环系统,开环系统的输入/输出仍然是闭环系统的输入/输出
4.()Simulink中的
模块一直是直通模块。
5.()不能清楚的分出系统“内部”与“外部”,常常需要根据研究的问题来确定哪些属于系统的内部因素,哪些属于外部环境,其界限也是随不同的研究目的而变化,将这一特性称之为隶属性。
6.()函数型模型和流程图型的模型都属于抽象模型。
改:
7.()虚拟现实的3I特征指的是集成(Integration),交互(Interaction)和想象(Imagination)。
8.()Matlab中变量名可以是任意字母、数字,或下划线(_);
9.()Matlab中.M文件是ASCII码文件(标准的文本文件),只能用medit编辑器编写。
10.()在相当普遍的条件下,当一个系统的输入直接取决于输出,同时输出也直接取决于输入时,仿真模型中便出现“代数环”问题。
四.编程题
1.已知两个系统
编程实现求取按串联、并联、单位负反馈、单位正反馈连接时的系统状态方程。
2.线性系统
当a分别取-1,0,+1时,判别系统的可控性和可观性,并求出相应的状态方程。
*2
3.典型二阶系统,其传递函数为
,在相同坐标系下编程实现绘制当
取0.1,02,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1,2时候该系统的Bode图。
4.编程绘制系统
以及
的Nyquist曲线,并求出闭环系统的单位脉冲响应。
5.有高阶连续系统,
以t=0.5取样周期,转换成离散系统,然后求出离散系统的单位阶跃响应、单位冲激响应及零输入响应(设初始状态x0=[111-1]T)。
*4
6.典型二阶系统,其传递函数为
,
取2,4,6,8,10,12时候该系统的单位阶跃响应。
五.综合题
“虚拟飞行员”模型代表了闭环中的飞行员,它可以用来分析和设计飞机控制系统。
飞机和飞行员形成的闭环框图如图(3)所示。
变量
表示飞行员的时延,用
=0.5表示反应较慢的飞行员,用
=0.25表示反应较快的飞行员。
飞行员模型的其他变量假定为K=1,
1=2,
2=0.5。
请用matlab编程计算闭环系统的极点。
图3 飞行员控制飞机的闭环系统
答:
控制系统数字仿真复习题2答案
略
所谓系统就是由一些具有特定功能的,相互间以一定规律结合起来、相互作用、相互联系着的物体(又称子系统)所构成的有机整体。
当一个仿真模型中存在一个闭合回路,并且回路中每个模块/环节都是直通的,即模块/环节中的一部分直接到达输出,这样一个闭合回路就是“代数环”。
命令文件就是由一系列的MATLAB指令和命令组成的纯文本格式的M文件,没有输入参数,也没有输出参数。
执行命令文件时,文件中的指令或者命令按照出现在命令文件中的顺序依次执行。
只是一串指令的集合,不需要预定义,只是按照在指令窗中的指令输入顺序将指令编辑在命令文件中即可。
命令文件中的语句可以访问工作区中的所有数据。
运行过程中产生的所有变量均是全局变量。
一直保存在内存中。
函数文件第一行包含function。
定义了函数名、输入参数和输出参数。
函数文件的变量仅在函数文件内部起作用,当函数文件执行完后这些变量将被清除。
M语言函数文件能够接受用户的输入参数,进行计算,并将计算结果作为函数的返回值返回给调用者。
1.(√)Matlab中参与逻辑运算的操作数不一定必须是逻辑类型的变量或常量,其他类型的数据也可以进行逻辑运算,但运算结果一定是逻辑类型的数据。
2.(√)执行命令文件时,文件中的指令或者命令按照出现在命令文件中的顺序依次执行。
3.(╳)feedback函数可通过将系统输出反馈到系统输入构成闭环系统,开环系统的输入/输出仍然是闭环系统的输入/输出
feedback可将两个系统接按反馈形式连接。
cloop函数可通过将系统输出反馈到系统输入构成闭环系统,开环系统的输入/输出仍然是闭环系统的输入/输出。
4.(╳)Simulink中的
Simulink中的
模块只有在D阵为非零矩阵的时候才是直通模块。
5.(√)不能清楚的分出系统“内部”与“外部”,常常需要根据研究的问题来确定哪些属于系统的内部因素,哪些属于外部环境,其界限也是随不同的研究目的而变化,将这一特性称之为隶属性。
6.(√)函数型模型和流程图型的模型都属于抽象模型。
7.(╳)虚拟现实的3I特征指的是集成(Integration),交互(Interaction)和想象(Imagination)。
虚拟现实的3I特征指的是沉浸(Immersion),交互(Interaction)和想象(Imagination)。
8.(╳)Matlab中变量名可以是任意字母、数字,或下划线(_);
Matlab中变量名必须以字母开头(不能超过19个字符),之后可以是任意字母、数字,或下划线(_);
9.(╳)Matlab中.M文件是ASCII码文件(标准的文本文件),只能用medit编辑器编写。
Matlab中.M文件是ASCII码文件(标准的文本文件),任何字处理软件都可以编写。
10.(√)在相当普遍的条件下,当一个系统的输入直接取决于输出,同时输出也直接取决于输入时,仿真模型中便出现“代数环”问题。
*6
%在MATLAB中两个系统的连接可以直接采用series、parallel、cloop等函数实现。
%MATLAB程序为
a1=[0,1;
1,-2];
b1=[0;
1];
c1=[1,3];
d1=[1];
a2=[0,1;
-1,-3];
b2=[0;
c2=[1,4];
d2=[0];
[a,b,c,d]=series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)
[a,b,c,d]=parallel(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)
[a,b,c,d]=cloop(a1,b1,c1,d1)
[a,b,c,d]=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,+1)
%MATLAB程序为
foralph=[-1:
1]
alph
num=[1,alph];
den=[1102718]
[a,b,c,d]=tf2ss(num,den)
cam=ctrb(a,b)
rcam=rank(cam);
oam=obsv(a,c)
coam=rank(oam)
end
%MATLAB程序为*4
Wn=0.6
kesai=[0.1:
0.1:
1,2]
holdon;
forkos=kesai
num=Wn^2;
den=[1,2*kos*Wn,Wn^2]
step(num,den)
title('
StepResponse'
)
holdoff;
%Matlab程序为
k=50;
z=[];
p1=[-52];
p2=[-1-52];
[num1,den1]=zp2tf(z,p1,k);
[num2,den2]=zp2tf(z,p2,k);
figure
(1)
nyquist(num1,den1)
nyquist(num2,den2)
NyquistPlot'
);
figure
(2);
[num_c1,den_c1]=cloop(num1,den1);
[num_c2,den_c2]=cloop(num2,den2);
impulse(num_c1,den_c1)
impulse(num_c2,den_c2)
ImpulseResponse'
%MATLAB程序为ex3217.m:
a1=[-1.6-0.900;
0.9000;
0.40.5-5-2.45;
002.450];
b1=[1;
0;
1;
0];
c1=[1111];
d1=[0];
t=0.5;
[a,b,c,d]=c2d(a1,b1,c1,d1,t,’tustin’)
%MATLAB程序为ex3212.m:
w=[2:
2:
12]
kesai=0.7
forWn=w
den=[1,2*kesai*Wn,Wn^2]
step(num,den,6)
%Matlab程序
%
K=1;
t1=2;
t2=0.5;
t=[0.5,0.25];
Fori=1:
2
z=[-1/t2,-2/t(i)];
p=[-1/t1,2/t(i)];
k=-K;
[num1,den1]=zp2tf(z,p,k);
num2=[0,-10];
den2=[1,10];
num3=[];
den3=[];
[num4,den4]=series(num1,den1,num2,den2);
[num,den]=series(num4,den4,num3,den3);
[num_c,den_c]=cloop(num,den);
[zc,pc,kc]=tf2zp(num_c,den_c)
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