控制系统仿真与CAD期末考试模拟题
控制系统仿真与CAD 期末考试模拟题
考试说明：．．．．．
1、 请在E 盘目录下建立一个以自己姓名、班级和学号为名字的文件夹，
格式为“姓名_班级_学号”，例如“张三_自动化041_28” 。并在
该文件夹下建立名为“控制系统仿真与CAD 答卷_试卷类型”的
WORD 文件，其中试卷类型写你所做试卷的类型码，例如“控制系
统仿真与CAD 答卷_A ” ，在本次考试中所有结果（包括源程序，
图或曲线以及运行结果等）均保存在该文件中；
2、
答案中要求保留利用MATLAB 软件进行计算和仿真的过程； 3、 要求在答卷上写清题号，并按顺序写答案。
1、已知矩阵??????????-=6921255431A ,????
?
?????--=0088116117B ,]126[-=C 求以下矩阵运算的结果：
（1）'C * B （2）2.^C
（3）)3(|ones A （4）A C *
（5）))((*2A size rand B >= （6）A(2,:).*C
(7)B(:,3)*C (8)inv(A)
(9)A&B (10)(A-B)/B
2、实现如下功能：
（1）利用diag()和ones()生成如下矩阵：
10 0 0 -5 0 2 0 0
0 9 0 0 -5 0 0 0
0 0 8 0 0 -5 0 -2
0 0 0 7 0 0 -5 0
0 0 0 0 6 0 0 -5
5 0 0 0 0 5 0 0
0 3 0 0 0 0 4 0
0 0 1 0 0 0 0 3
（2）用rand 函数生成一个6阶的方阵，然后抽取出第2—4列元素，用reshape 函数生成一个4阶方阵。
（3）生成如下对角阵：
3 0 0 0 0 0
0 4 0 0 0 0
0 0 5 0 0 0
0 0 0 6 0 0
0 0 0 0 7 0
0 0 0 0 0 8
3、编程。
（1）请编制函数M 文件，求)3/()4(12-+∑=i i n
i 的值，函数名为kaoti ，输入参
数为n 。并利用该函数M 文件求出当30=i 时的值。
（2）找到一个1005!>n 的值，用两种方法编程实现。
（3）判断y 向量的元素属于3n 、3n+1或3n+2，设y=[2 3 5 23 21 36]。
（4）用for 循环语句实现1～500的和，用两种方法编程实现。
（5）用while 循环语句实现1～500的和，用两种方法编程实现。
4、请在同一个坐标系内画出以下三个图形：
（1）y1=tan(x)； （2）y2=cos(x)sin(x+2)； （3）y3=4x
要求y1为绿色、虚线；y2为黄色、点划线；y3为红色、实线。并对该图形定义坐标轴范围，[,]x ππ∈-，]3,3[-∈y ，x 的步长取0.01，并加上网格。
5、已知单位负反馈系统开环传递函数为：
21
9143)(235++++=s s s s k s G ， 请绘制该系统的Nyquist 图和Bode 图。要求将窗口划分成422=?个子图，在第一个子图中画Nyquist 图，在第二个子图中画Bode 图；在第三和四子图中画出该系统的根轨迹。
6、已知单位负反馈系统的闭环传递函数为：322412254)(234+++++=
s s s s s s G （1）求其TF 、SS 和ZPK 模型；
（2）判断该系统的稳定性；
（3）判断该系统是否能控、能观;
（4） 求该系统的闭环极点。
7、已知系统方框图模型如下所示：
（1） 请在SIMULINK 中建立该系统模型。
（2） 若输入为5*1（t ），请在SIMULINK 中用Z-N 法调节该系统的PID 参
数，并求出25秒内的响应曲线，要求超调量小于20%，记录此时Kp,Ti
和Td 。
（3） 求出其峰值时间、超调量、调节时间（5%）。（可不编程）
8、Given the system transfer function:
G(s) =38
1038)()(2++=s s s U s Y 200≤≤t a) Using MATLAB function impulse and step determine impulse response yi and unit step response ys .
Use t =[0 : 0.05 : 20]'
b) From the step response determine peak overshoot, peak time, and settling time
（2%）.
Note: All computations and plotting must be done using a single m-file.
9. Given the system open-loop transfer function: G(s)20
50268234++++=s s s s k (1) Please draw the root locus plot.
(2) Please draw the Bode plot.
(3) Please draw the Nyquist plot.
Note: All graphs must be plotted on a single page using subplot statements.