MATLAB控制系统仿真试题B卷.doc
期末MATLAB(B卷)+答案+评分标准
武夷学院期末考试试卷（ 2010 级 通信 专业2012～2013 学 年 第 一 学 期） 课程名称 MATLAB B 卷 考试形式 开卷 考核类型 考查 本试卷共 三 大题，卷面满分100分，答题时间120分钟。
一、选择题：（本大题共10小题，每小题2分，共20分。
）(注:请将选项填在下面表格里。
）1、用来绘制彗星轨迹的图形是( )A ．stairs ；B ．pie ；C ．feather ；D ．comet 。
2、在MATLAB 中下列数值的表示不正确的是（ ） A ．+99； B ．1.3e-5； C ．2-3*e^2； D ．3-2*pi 。
3、MATLAB 中颜色表示是洋红色的( ) A ．g ； B ．r ； C. y ； D ．m 。
4、如果x=1: 2 : 8,则x(2)和x(4)分别是( ) A ．1，8； B ．3, 7； C ．2, 8； D ．2, 7。
5、在循环结构中跳出循环，但继续下次循环的命令为（ ）。
A ．return ； B. break ；C. continue ；D. keyboad 。
6、下列MATLAB 命令中是构造1行3列的(0,1)均匀分布随机矩阵的命令的是（ ） A. randn(1,3)；B. rand(1,3)；C. ones(3)；D. 以上都不对7、下列MATLAB 命令中表示从0到1共9个数值的等差数组的命令的是（ ） A. linspace(0,1,9)；B. logspace(fl,1,9)；C. b=[0:2:8,ones(1,3)]；D. 以上都不对。
8 下面哪项表达式是合法的（ ） A. [6, 7；8]；B. [2 2 3；4 5]；C. [1；2；3]；D.[1:8]。
9 用户可以通过下面哪项获得文件查询（ ） A. help ；B. load ；C. demo ；D. lookfor 。
10 9/0的结果是 （ ） A. NAN ；B. Inf ；C. eps ；D. 0。
MATLAB与控制系统仿真练习题及答案 (2)
MATLAB与控制系统仿真练习题1、在同一坐标系内，画出一条正弦曲线和一条余弦曲线，要求正弦曲线用红色实线、数据点用“+”号显示；余弦曲线用黑色点线、数据点用“*”显示。
x=0:1 /10:2*pi;y=sin(x);plot(x,y,'r--+')hold ont=cos(x);plot(x,t,'k-.*')>>2、绘制单位圆。
a=0:1/10:2*pi;x=cos(a);y=sin(a);plot(x,y)axis squaregrid on3、使用极坐标函数绘制)3/ρ=的曲线。
8θsin10(t=0:0.01:2*pi;>> y=8*sin((10*t)/3);>> polar(t,y)4、绘制方程⎪⎩⎪⎨⎧===)cos()sin(t z t y t x 在[]π20，=t 区间的三维曲线。
t=0:pi/50:2*pi;x=t;y=sin(t);z=cos(t);plot3(x,y,z)5、用不同的线型和颜色在同一坐标内绘制曲线x 5.0e 21y -=、)2sin(2y x π=的图形。
x=0:1/10:10;y1=2*exp(-0.5*x);y2=sin(2*pi*x);plot(x,y1,'r');>> hold onplot(x,y2,'b')6、绘制二维正态分布密度函数)(212221),(y x e y x f +-=π的三维图形。
syms x yz=(1/(2*pi))*exp(-0.5*(x.^2+y.^2));ezsurf(x,y,z)7、选择合适的步长绘制下列函数的图形。
（1）x y cos =，⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∈2,2ππx （2）x xe y = x=-2/pi:1/20:2/pi; >> y=sqrt(cos(x)); >> plot(x,y)>> hold on>> y=x.*exp(x);>> plot(x,y)>>8、在同一坐标下绘制函数x 、2x 、3x -、)sin(x x 在()π,0的曲线。
MATLAB与控制系统仿期末考试试卷真
1．在MA TLAB的命令行窗口中按上方向键可以编辑修改已执行或已输入的上一行命令。
2．对于一次输入多行命令语句的情况，可以在每条命令输入完后，按组合键Shift+enter 后输入下一条命令，直至按enter键后一次性执行。
3．MATLAB中变量的名字必须以字母开头，之后可以是任意字母、数字或下划线；变量名称区分字母的大小写；变量中不能包含有标点符号。
4．要查看已计算变量A的值，在命令行窗口中输入命令 A 。
5．在命令行窗口输入clear 命令可以删除MA TLAB工作空间中的变量。
6．将已计算变量T1和T2存入已有数据的数据文件timedata.mat中，数据文件的原数据不丢失，在命令行中输入的指令为save timesdata.mat T1 T2 -append 。
7．用冒号表达式建立从数值A到B，间隔为0.1的线性行向量C的命令为C=A:0.1:B 。
8．SIMULINK的传递函数模块在continuous 模块组中，示波器模块在sinks 模块组中。
1．在MA TLAB的工作空间中查看所有已存在变量的名称、sizes可以用以下( C )命令。
A．help B．lookfor C．whos D．who2．在MA TLAB的主窗口中，可以在（ D ）面板中利用已执行的命令建立m文件。
A．命令行（command window）B．工作空间（workspace）C．历史命令（command history）D．当前目录（current directory）3．以下可以关闭图形对话框[例如fugure（1）]的命令为( D )。
A．clc B．clearC．clf D．close4． 进行频率法超前、滞后校正除了使用理论或者bode 图分析，还可以利用（ B ）图形化工具进行分析和校正。
A ．rltoolB ．sisotoolC ．ItviewD ．sptool5． 在sisotool 中进行频率法超前校正时，应添加一个( C )极点、一个（ ）零点，并且零点（ ）极点。
MATLAB控制系统仿真试题B卷.doc
广东技术师范学院2010—2011学年度第 一学期期未考查试卷科 目：控制系统仿真 （B ）卷 考试形式：上机考试 考试时间: 120 分钟 所属学院：自动化学院 班级： 姓名： 学号：答题注意事项：以下题目请大家在计算机上完成，并将结果写成电子文档上交。
电子文档中应包含以下几项内容：仿真程序代码、仿真结果截图、仿真实验结论。
1．设单位负反馈系统的开环传递函数为)5)(2()(2++=s s s Ks G k ，试确定分别使闭环系统稳定的开环增益的取值范围。
（20分） 程序如下： num=1;den=conv([1 2 0 0],[1 5]); G=tf(num,den); k=0:0.05:100; rlocus(G) [K,P]=rlocfind(G)题 目 一 二 三 四 五 总分 标准分数 20 20 20 20 20 100 实得分数 评卷人装订线考 生 答 题 不 得 超 过 此 线Select a point in the graphics window selected_point =0.0024 + 0.3230iK =1.0607P =-4.9857-2.08380.0347 + 0.3176i0.0347 - 0.3176i运行结果：K=1.0607;t=0:0.05:100;G0=feedback(tf(K*num,den),1); step(G0,t)由上图分析可得，系统的临界稳定增益是1.0607，因此该闭环系统稳定的开环增益的取值范围是0~1.0607,随着增益的增加系统趋于发散统系统 2、试求以下单位负反馈系41)(2++=s s s G k 的单位阶跃响应曲线，并求其动态性能指标r p s t t t %σ。
num=1; den=[1 1 4]; G=tf(num,den); Gk=feedback(G ,1) figure(1);运行结果：2．已知单位负反馈系统的开环传递函数为)5(500)(+=s s Ks G k ，为使系统具有如下性能指标：速度误差系数1100-=s K v ，相角裕度 45≥γ。
控制系统matlab仿真设计题目
计算机学院自动化控制系统仿真实验题目1. 设计一个PID 调节器，对1025)(2++=s s G s 实行调节，通过仿真分析出最佳调节参数。
写出仿真步骤、过程、中间结果及结果分析。
2. 利用最小二乘递推算法，辨识系统参数，要求利用matlab 编程实现，假设初始参数都为0，I p 610)0(=，I 为单位阵。
)(k u 为（0,1）均匀分布的随机变量，)(k v 为（0,1）分布的白噪声，采样100次)()2(5.0)1(0.1)2(7.0)1(5.1)(k v k u k u k z k z k z +-+-=-+--3. 求解解微分方程 1)0(2'=-=y y x y y要求利用matlab 编写S 函数求解4. 利用Matlab 编写M 文件实现控制系统仿真，要求1）输入传递函数，状态方程能够实现阶跃响应，2）能够绘制系统的bode 图，nquist 曲线图和根轨迹。
5. 已知控制系统传递函数)102.0)(12.0(20)(++=s s s s G ，性能指标要求 1） 超调量%40≤σ，2）过度时间s t S 1≤，3）70≥v K ，设计一个串联滞后校正环节，满足以上性能指标，手工计算出校正环节传递函数，利用Matlab 语言对系统进行仿真设计出结果，利用simulink 进行仿真出结果（以单位阶跃响应为输入）。
6. 已知单位负反馈系统的开环传递函数)12.0)(1()(2.0++=-s s s Ke s G s，性能指标要求 1） 静态误差系数1=v K ，2）045≥γ， 在前向通道中插入一相位超前校正，确定校正系统传函，利用matlab 画出未校正和校正系统的根轨迹，编程实现校正前后系统的阶跃响应，计算系统性能指标。
7. 单位负反馈系统的开环传递函数)12.0)(11.0()(0++=s s s K s G ，用相应的频率校正法对系统进行校正设计，使系统的性能指标达到：1)相角余度060≥γ，2）在单位斜坡下的稳态误差05.0<SS e ，3）系统的s rad C /3<ω。
matlab2010年试卷B答案
ewn=[0,2,4] (1分)
Xw0=16（3分）
三、根据题目要求编写程序。（40分）（未注明处每用错一条命令扣一分）
1、（5分）x=1:6;y=[4,7,12,19,28,39];
x0=1.5:5.5
y0=interp1(x,y,x0,'spline')
2、（11分）文件名为msr.m的函数文件
4 8 12
s = 3
r = 2 1 0
(5)（4分）f = 12 15 2 0
n = 29
2、阅读下列程序，写出运行结果。(每题5分，共20分)
（1）s = 4 8 12 16（3分）
G = 40（2分）
（2）r=1741（3分）
数据序列为1741（2分）
（3）x=?2（1分）
x = 2（1分）
y = 1 2 4 8（3分）
6、差分diff(X)差商diff(X)/h7、图形对象句柄
8、半径为1球心位于坐标原点的球9、max(x)，sum(x)
10、ode23或ode45 11、将曲线颜色设置为红色，线宽设置为3磅。
二、根据要求完成下列各题：（40分）
1、写出以下命令执行后的结果：（每小题4分，共20分）
(1)（4分）a1 = 53
', x,y的互相关rxy=',num2str(r(2))])（2分）
3、（12分）close all,clear all
[x,z]=meshgrid(-13:1:13);(1分)
y=5*ones(size(x));（2分）
subplot(1,2,1),surf(x,y,z)（2分）
xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z'),grid on（1分）
控制系统仿真试题及答案
《控制系统仿真》期终考查试题学生姓名：学号：班级：自动化101学院：电气工程学院老师：吴钦木2013 年12 月24 日一、程序设计题(给出程序和运行结果) 1、请编程实现求取满足12010mi i =>∑的m 的最小值。
答：>> mysum=0; >> for m=1:2010 mysum=mysum+m;if(mysum>2010)break;end end >> m m =63 >>2、已知多项式21()359f x x x =-+,22()41f x x x =+-,试编程求312()()()0f x f x f x =⨯=的解，并找出其解大于零的值。
答：>> p1=[3 -5 9]; >> p2=[1 4 -1]; >> p=conv(p1,p2); >> x=roots(p); >> b=x>0; >> c=x(x>0) c =0.8333 + 1.5184i 0.8333 - 1.5184i 0.2361 >>二、作图题(给出程序和运行结果)1、 已知220s in 100U t π=（伏）, 23)B U t ππ=+（伏）,43)C U t ππ=+（伏）,0t =~0.1（秒），请利用MA TLAB 软件在一个图形界面的三个不同区域分别绘制A U ,B U ,C U 相对于时间t 的波形，并要求图形区域有栅格。
答：>> t=0:0.001:0.1;ua=220*sqrt(2)*sin(100*pi*t); subplot(3,3,1); plot(t,ua); gridub=220*sqrt(2)*sin(100*pi*t+2*pi/3);subplot(3,3,2); plot(t,ub); griduc=220*sqrt(2)*sin(100*pi*t+4*pi/3); subplot(3,3,3); plot(t,uc); gridA U ,B U ,C U 相对于时间t 的波形2、 已知一系统的传递函数为325()362s G s s s s +=+-+试利用MA TLAB 建立系统的零极点传函表达式和状态空间表达式，并绘制出系统的单位阶跃响应图。
MATLAB与控制系统仿真大作业
>> G1=tf(num,den);
>> G1=zpk(G1)
G1 =
5 (s+0.6) ----------------(s+3) (s+2) (s+1)
>> num=[2 1]; den=[1 2.9 1]; G2=tf(num,den); >> G2=zpk(G2)
G2 =
2 (s+0.5)
>> xlabel('x') ylabel('exp(-2.*x)')
三、simulink 建模（每题 10 分，共 20 分）
1、已知单位负反馈的开环传递函数为 G(s) =
2 s2 + 4s
，试利用
simulink
建立系在单位阶跃输入作用下的模型。
要求答案包括：（1）simulink 建模结构图；
（2）在同一个坐标中的阶跃信号和响应曲线图。
2、已知系统的开环传递函数为
G1(s)
=
2s2 + 5s + 6 s2 + 2s + 3
、G2 (s)
=
s2
s+6 + 7s +1
，H
(s)
=
5(s + 2) s +10
求：建立 Simulink 仿真模型，并求出其系统在单位阶跃响应；
要求答案包括：（1）simulink 建模结构图；
x=
-2.9709
0.5491
3.6000
0.0509
2. 已知下列矩阵
2 3 1
−1 3 5
A
=
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2010—2011学年度第 一学期期未考查试卷
科 目：控制系统仿真 （B ）卷 考试形式：上机考试 考试时间: 120 分钟 所属学院：自动化学院 班级： 姓名： 学号：
答题注意事项：以下题目请大家在计算机上完成，并将结果写成电子文档上交。
电子文档中应包含以下几项内容：仿真程序代码、仿真结果截图、仿真实验结论。
1．设单位负反馈系统的开环传递函数为)
5)(2()(2++=
s s s K
s G k ，试确定分别使
闭环系统稳定的开环增益的取值范围。
（20分） 程序如下： num=1;
den=conv([1 2 0 0],[1 5]); G=tf(num,den); k=0:0.05:100; rlocus(G) [K,P]=rlocfind(G)
题 目 一 二 三 四 五 总分 标准分数 20 20 20 20 20 100 实得分数 评卷人
装
订
线
考 生 答 题 不 得 超 过 此 线
Select a point in the graphics window selected_point =
0.0024 + 0.3230i
K =
1.0607
P =
-4.9857
-2.0838
0.0347 + 0.3176i
0.0347 - 0.3176i
运行结果：
K=1.0607;
t=0:0.05:100;
G0=feedback(tf(K*num,den),1); step(G0,t)
由上图分析可得，系统的临界稳定增益是1.0607，因此该闭环系统稳定的开环增益的取值范围是0~1.0607,随着增益的增加系统趋于发散统系统 2、试求以下单位负反馈系4
1
)(2++=s s s G k 的单位阶跃响应曲线，并求其动态性能
指标r p s t t t %σ。
num=1; den=[1 1 4]; G=tf(num,den); Gk=feedback(G ,1) figure(1);
运行结果：
2．已知单位负反馈系统的开环传递函数为)
5(500)(+=
s s K
s G k ，为使系统具有如下性能
指标：速度误差系数1100-=s K v ，相角裕度 45≥γ。
试确定串联超前校正装置的形式和特性。
（20分）
程序如下： s=tf('s'); G=100/(s*(s+5));
[gm,pm]=margin(G)
phim1=45;
phim=phim1-pm+5;
phim=phim*pi/180;
alfa=(1+sin(phim))/(1-sin(phim)); >> a=10*log10(alfa);
>> [mag,phase,w]=bode(G); >> adB=20*log10(mag);
>> wm=spline(adB,w,-a);
>> t=1/(wm*sqrt(alfa));
>> Gc=(1+alfa*t*s)/(1+t*s); >> [gmc,pmc]=margin(G*Gc) >> figure;
>> margin(G*Gc)
运行结果：
校正前系统Bode图
校正后系统bode 图
3．绘制系统)05.01)(125.01)(101()1001(10)(22
3s s s s s s G ++++=-的对数幅频、相频特性曲线，并
分析其系统性能。
（20分） 程序如下： s=tf('s');
G=10^-3*(1+100*s)^2/(s^2*(1+10*s)*(1+0.125*s)*(1+0.05*s)); Bode(G); grid;
运行结果：
4．已知单位负反馈系统的开环传递函数为)
12.0)(15.0(1
.0)(++=
s s s s G k ，试设计PID
控制器以消除系统静态速度误差。
（20分） 程序如下： >> clear; >> num=[1];
>> den=conv([0.5 1 0],[0.2 1]);
>> G0=tf(num,den);
>> rlocus(G0)
原系统根轨迹图
2 求取不同控制器参数并查看控制效果程序如下：
>> t=0:0.01:25;
>> num=1;
>> den=conv([1 1 0],[1 5]);
>> G0=tf(num,den);
>> step(feedback(G0,1),t);
>> figure;
>> kp0=6.7;
>> p0=2;
>> kp1=0.45*kp0;
>> Ti1=0.833*p0;
>> s=tf('s');
>> Gc1=kp1*(1+1/Ti1/s);
>> step(feedback(G0*Gc1,1),':',t); >> hold on;
>> kp2=0.6*kp0;
>> Ti2=0.5*p0;
>> s=tf('s');
Gc2=Kp1*(1+1/Ti1/s+Td2*s); step(feesback(G0*Gc2,1),t)
程序运行结果如下：
原系统时域响应曲线
等等幅振荡法整定参数控制曲线。