控制系统数字仿真复习题文档格式.docx
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6.将系统传递函数形式变换为零极点形式的命令是:
A.tf2zpB.ss2tfC.ss2zpD.zp2tf
7.给图形添加栅格的命令是:
A.figureB.holdoff
C.holdonD.grid
8.hold命令的作用是:
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:
A.stepB.pzmapC.rlocusD.sgrid
10.某系统传递函数为G,语句step(G)的执行结果为:
A.绘制系统的根轨迹图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:
A.4B.3C.2D.1
12.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.
C.(c)
13.数值积分法中,是恒定稳定的算法是:
A.欧拉法B.梯形法
C.四阶—龙格库塔法D.以上都不是
14.MATLAB中,以下常用的操作命令中,哪个为清除命令窗口的内容:
A.dirB.closeC.clcD.load
15.绘制控制系统根轨迹的命令是:
A.stepB.pzmapC.rlocusD.sgrid
16.将系统零极点形式变换为传递函数形式的命令是:
A.tf2zpB.ss2tfC.ss2zpD.zp2tf
17.在线形图型格式的设置中,字符b表示什么颜色:
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)'
[010])
B.fplot('
1/(x.^3-2*x+4)'
C.plot('
D.plot('
19.绘制系统奈氏曲线的命令是:
【C】
A.stepB.pzmapC.nyquistD.sgrid
20.某系统传递函数为G,语句pzmap(G)的执行结果为:
A.绘制系统的根轨迹图B.绘制系统的零极点图
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?
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?
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。
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。
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。
(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([2.41.2],[20]);
g2=tf([0.80.2],[40]);
g3=tf(1.2,[41]);
g4=tf(0.5,[101]);
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。
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。
G=tf(3.5,[1,2,3,2]);
nyquist(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。
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。
endc=[1,2,4];
k=[1.25,2,29];
holdon
forj=1:
3
num=k(j);
den=[1,c(j),k(j)];
g=tf(num,den)
step(g)
holdoff
5、编程计算1+2+3·
·
+100的值。
sum=0;
fori=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.den{1})
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。
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)
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