控制系统数字仿真
控制系统数字仿真与cad第5章控制系统的计算机辅助分析
【例5－6】假设系统的开环传递函数为 试求该系统在单位负反馈下的阶跃响应曲线和最大超调量。 解：MATLAB程序为： %ex5_6.m num0=20;den0=[1 8 36 40 0];[num,den]=cloop(num0,den0); t=0:0.1:10;[y,x,t]=step(num,den,t);plot(t,y) M=((max(y)-1)/1)*100;disp([‘最大超调量M=‘ num2str(M) ‘%’]) 执行结果为：最大超调量M＝2.5546%，单位阶跃响应曲线如图5－3中曲线所示。
图5-3 例5－6的单位阶跃响应曲线
例5-7 对于典型二阶系统 试绘制出无阻尼自然振荡频率ωn=6，阻尼比ζ分别为0.2,0.4,…,1.0,2.0时系统的单位阶跃响应曲线。
解 MATLAB程序为 %Example5_7.m wn=6;zeta=[0.2:0.2:1.0:2.0]; figure(1);hold on for k=zeta; num=wn.^2; den=[1,2*k*wn,wn.^2]; step(num,den);end title('Step Response');hold off 执行后可得如图5-5所示的单位阶跃响应曲线。 从图中可以看出，在过阻尼( ) 和临界阻尼( ) 响应曲线中，临界阻尼响应应具有最短的上升时间，响应速度最快；在欠阻尼（ ） 响应曲线中，阻尼系数越小，超调量越大，上升时间越短，通常取
《控制系统数字仿真与CAD 第4版》课件第3章 控制系统的数字仿真
传递函数如下：
Id (s) 1/ R Ud 0 (s) E(s) Tl s 1
（3-5）
电流与电动势间的传递函数为：
E(s)
R
Id (s) IdL (s) Tms
上述式（3-5）、（3-6）可用图的形式描述，如图3-2所示。
（3-6）
直流电动机与驱动电源的数学模型
Ud0 s
1/ R Tl s 1
直流电动机的转速/电流双闭环PID控制方案
一、 双闭环V-M调速系统的目的
双闭环V-M调速系统着重解决了如下两方面的问题： 1. 起动的快速性问题
借助于PI调节器的饱和非线性特性，使得系统在电动机允许的过载 能力下尽可能地快速起动。
理想的电动机起动特性为
直流电动机的转速/电流双闭环PID控制方案
从中可知 1）偏差使调节器输出电压U无限制地增加(正向或负向)。因此，输 出端加限制装置（即限幅Um)。 2）要使ASR退出饱和输出控制状态，一定要有超调产生。 3）若控制系统中（前向通道上）存在积分作用的环节，则在给定 作用下，系统输出一定会出现超调。
直流电动机的转速/电流双闭环PID控制方案
三、 关于ASR与ACR的工程设计问题
对上式取拉普拉斯变换，可得“频域”下的传递函数模型为：
Ud 0 (s) Uct (s)
K s eTs s
（3-7）
由于式（3-7）中含有指数函数 eTss，它使系统成为“非最小相位系统”；
为简化分析与设计，我们可将 eTss 按泰勒级数展开，则式（3-7）变成：
Ud 0 (s) Uct (s)
KseTss
n hTn 50.01834s 0.0917s
直流电动机的转速/电流双闭环PID控制方案
控制系统数字仿真模拟题
控制系统数字仿真模拟题在控制系统数字仿真模拟中，我们将通过几个案例来展示数字仿真在控制系统设计和分析中的重要性和应用。
案例一：PID控制器调节系统在这个案例中，我们将模拟一个PID控制器调节系统。
首先，我们需要建立一个被控对象的数学模型，可以是一阶或二阶系统。
然后，我们根据实际的控制需求来确定PID控制器的参数。
接下来，我们使用数字仿真软件，比如MATLAB/Simulink来搭建系统模型，将被控对象和PID控制器连接起来并进行仿真。
通过改变PID参数的值，我们可以观察系统响应的变化并优化控制性能。
案例二：状态空间控制系统在这个案例中，我们将研究状态空间控制系统的数字仿真。
状态空间方法是一种描述系统动态特性的有效工具。
我们首先需要得到系统的状态空间表示，包括状态方程和输出方程。
然后，我们使用数字仿真软件来模拟系统的时间响应和频率响应。
通过改变初始状态和控制输入信号，我们可以观察系统的状态变化和输出响应。
通过数字仿真，我们可以更好地理解状态空间控制系统的特性和优化控制策略。
案例三：数字滤波器设计数字滤波器在控制系统中扮演着重要的角色。
在这个案例中，我们将研究数字滤波器的设计和性能评估。
首先，我们需要确定滤波器的类型，如低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器。
然后，我们可以使用数字仿真软件来设计和仿真滤波器的频率响应和时域响应。
通过改变滤波器的参数，我们可以优化滤波器的性能和滤波效果。
通过上述案例，我们可以看到数字仿真在控制系统设计和分析中的重要性和灵活性。
它可以帮助工程师在设计前进行系统验证和仿真调试，避免了实际搭建系统的成本和风险。
数字仿真还可以快速优化控制策略和参数，提高系统的性能和鲁棒性。
因此，掌握数字仿真工具和方法对于控制系统工程师来说至关重要。
总结起来，数字仿真在控制系统设计和分析中具有重要的作用。
通过合理利用数字仿真软件和工具，工程师可以更好地理解系统的特性和优化控制策略。
数字仿真可以帮助工程师提高工作效率，节省成本，并减少了实际试验的风险。
《控制系统数字仿真》课程教学改革探讨
３加 强 实践 环 节 ． 实验教 学是 实践性教 学的重要环节 ， 对学生工程能力 和创新能力
１探索调整优化教学 内容 ．
目前使用 的各种《 控制 系统数字仿真》 教材 主要侧 重于ＭＡ］ Ｂ １ Ａ 和 Ｌ 传统控 制理论 的数字 仿真等 内容 ， 而对近几年 比较流行 的各种智 能控 制 以及一 些新 的优化 方法阐述 的比较 少 ， 但是这方 面的知识不仅 有利 于学生直接感受 到本领域 的科 技进步 ， 激发求知欲 ， 而且对培养学生的 创新能力亦大有益处 。基 于此 ， 留控 制系统数学模 型及其转换 、 在保 传 统控制 系统数字仿 真 、 传统控制 系统计 算机辅 助设 计和传统控制 系统 数字仿 真技术 的综合 应用等 内容 的基础上 ， 我们新 增加 了模糊控 制仿 真与应用 、 神经 网络控制仿 真与应用 、 现代优 化算法仿真与应用以及 自 适应 控制仿真与应用 等 。这些新增 加的 内容涉及 的知识点很 多 ， 可是 人才培养方 案只分配给本 门课程 ４ 个课 时 ， ８ 这就要求我们必 须充 分利 用关联课 程在 内容上 的衔接关 系 ， 除重复 内容 ， 去 突出重点知识 ， 如有 关模糊控制 和神经 网络控 制的基 础理论 在《 智能控制》 这门课程中就安 排 了３ 个课 时 ， ２ 为了避免课时 的浪费 ， 们压缩 了这部分 内容 ， 将重 我 并 点放在控制系统 的数字仿真上。教学实践 已经证明 ， 经过调整优化后的 教学 内容不仅突 出了理论的内涵 ， 而且简单明了 ， 易于被学生所接受 。 ２ 建适应“ ． 构 卓越计 划” 的课 堂教学模式 教育部 联合有关部 门和行业协 （ ） 学 会共 同实施 了“ 卓越计划 ” 强 ， 调高等工 程教育要强化 主动服务 国家战略需求 、 主动服务行业企业 需 求 的意识 ， 确立 以德 为先 、 能力 为重 、 全面发展 的人 才培养观念 。这就 要求我们必须改革传统 的“ 堂灌 ” 满 等教 学模式 ， 革除“ 以教师为中心” 、 “ 以课本 为中心 ” 的陈旧观念 ， 探索 富有 活力 、 进学生全面而又有个性 促 发展 的新型课堂教学模式 ， 分激 发学生的潜能 ， 充 培养学生的工程能力 和创新 能力。 围绕这些 要求 ， 笔者 在课 堂教学模式 方面大胆地进 行了
控制系统数字仿真
对汽车的悬挂、转向、制动等系统进行数字仿真，验证底 盘控制算法的正确性和可行性，提高汽车的操控稳定性和 行驶安全性。
自动驾驶控制
通过数字仿真技术，模拟自动驾驶系统的行为和性能，评 估自动驾驶控制算法的优劣和适用性，推动自动驾驶技术 的发展和应用。
04
控制系统数字仿真挑战与解决方 案
实时性挑战与解决方案
电机控制
对电机的启动、调速、制动等过程进行数字仿真，验证电机控制算 法的正确性和可行性，提高电机的稳定性和可靠性。
智能控制
通过数字仿真技术，模拟智能控制系统的行为和性能，评估智能控 制算法的优劣和适用性。
机器人控制
1 2 3
运动控制
对机器人的关节和末端执行器进行数字仿真，模 拟机器人的运动轨迹和姿态，验证运动控制算法 的正确性和可行性。
实时性挑战
在控制系统数字仿真中，实时性是一个关键的挑战。由于仿真过程中需要不断进行计算和控制，如果仿真时间过 长，会导致控制延迟，影响系统的实时响应。
解决方案
为了解决实时性挑战，可以采用高效的算法和计算方法，如并行计算、分布式计算等，以提高仿真速度。同时， 可以通过优化仿真模型和减少不必要的计算来降低仿真时间。
特点
数字仿真具有高效、灵活、可重复性 等优点，可以模拟各种实际工况和参 数条件，为控制系统设计、优化和故 障诊断提供有力支持。
数字仿真的重要性
验证设计
通过数字仿真可以对控制系统设计进行验证， 确保系统性能符合预期要求。
优化设计
数字仿真可以帮助发现系统设计中的潜在问 题，优化系统参数和性能。
故障诊断
THANபைடு நூலகம்S
感谢观看
发展趋势
目前，数字仿真正朝着实时仿真、 高精度建模、智能化分析等方向 发展，为控制系统的研究和应用 提供更强大的支持。
控制系统数字仿真-模拟题
控制系统数字仿真模拟题一.单选题1.运行下列命令后A1=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];A2=A1';A3=cat(1,A1,A2),系统输出结果为________. A.123147456258789369 B.123456789147258369 C.123456789D.147258369[答案]:B2.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1111122222111112222200000000x a x b u x a x b u y c x d u y c x d u ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦&&的命令为________.A.［a,b,c,d ］＝append(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)B.［a,b,c,d ］＝parallel(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2）C.［a,b,c,d ］＝series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2）D.［a,b,c,d ］＝feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2）[答案]:A3.可以将模块按照顺时针进行旋转的快捷键为________.A.ctrl+rB.ctrl+yC.alt+rD.alt+y[答案]:A4.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.[答案]:C5.下列符号中可以引导注释行的是________.A.&B.@C.$D.%[答案]:D6.若A=412303214--⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦,则C=(A>0)&(A<3)的结果为:________.A.001 001 011B.001 000 010C.111 110 110D.001 110 010[答案]:B7.MA TLAB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.shortB.shortEC.shortGD.longE[答案]:C8.一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[答案]:B9.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])[答案]:B10.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 ＝0:0.5:10B.a ＝linspace(0,10,0.5)C.linspace(0,10,10)D.logspace(0,1,11)[答案]:A11.若a=[102;300;130;111],则any(a)=________.A.011B.110C.111D.100[答案]:C12.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 ）[答案]:C13.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[答案]:B14.将多项式2(22)(4)(1)s s s s ++++展开的命令中正确的是________.A.conv([1,2,2],conv([4,1],[1,1]))B.conv([2,2,1],conv([4,1],[1,1]))C.conv([2,2,1],conv([1,4],[1,1]))D.conv([1,2,2],conv([1,4],[1,1]))[答案]:D15.w=conv([1,2,3],conv([1,2],[1,1]))的值为________.A.3111372B.2713113C.1511136D.151422219[答案]:C16.设某一系统的状态方程矩阵为a=[-3,1;1,-3];b=[1,1;1,1];c=[1,1;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(a,b)＝1,rcam=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[答案]:D17.________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[答案]:C18.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[答案]:C19.在Matlab系统中,调用Simulink环境的工具栏图标为________.A.B.C.D.[答案]:A20.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.whatB.whoC.echoonD.whose[答案]:A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.(）[答案]:F2．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).(）[答案]:T3．MA TLAB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.(）[答案]:F4．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.(）[答案]:F5．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.(）[答案]:T6.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.(）[答案]:F7.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.(）[答案]:T8.离散相似法采样周期的选择应该满足香农定理(采用定理）.(）[答案]:T9.通常情况下,模拟仿真较数字仿真精度高.(）[答案]:F10.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.(）[答案]:F11.绘制系统根轨迹的命令式是rlocus.(）[答案]T12.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.(）[答案]:T13.在MATLAB中,plot命令用于绘制三维图形.(）[答案]:F14.绘制系统单位阶跃响应曲线的命令是step.(）[答案]:T15.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.(）[答案]:F16.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.(）[答案]:T17.欧拉法的计算精度p=3.(）[答案]:F18.绘制系统单位脉冲响应曲线的命令是implus.(）[答案]:T19.MA TLAB的含义为矩阵实验室.(）[答案]:T20.margin(G)的含义是计算系统的相角裕度和幅值裕度.(）[答案]:T21.零极点增益形式可用于分析系统的稳定性和快速性.(）[答案]:T22.在线形图型格式的设置中,字符r表示绿色.(）[答案]:F23.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.(）[答案]:T24.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.(）[答案]:T25.仿真所遵循的原则是几何相似和实物相似.(）[答案]:F26.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.(）[答案]:T27.数值积分法中,恒稳的算法是梯形法.(）[答案]:T28.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.(）[答案]:F29.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.(）[答案]:T30.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.(）[答案]:F31.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.(）[答案]:F32.在线形图型格式的设置中,字符b表示蓝色.(）[答案]:T33.MA TLAB中clf用于清除图形窗口上的旧图形.(）[答案]:T34.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.(）[答案]:F35.数值积分法中,计算精度p=2的是梯形法.(）[答案]:T36.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.(）[答案]:T37.混合法是机理模型法和统计模型法的结合.(）[答案]:T38.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.(）[答案]:F39．现实性,简洁性,适应性是建立系统模型应该依照的原则.(）[答案]:T40．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.(）[答案]:F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?[答案]: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?[答案]: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?[答案]: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?[答案]: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?[答案]: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?.[答案]: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?[答案]:(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?[答案]: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MA TLAB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?[答案]:(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?[答案]: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.。
控制系统仿真 (2)
控制系统仿真
控制系统仿真是指将真实的控制系统模型进行数字化表示，并通过计算机模拟系统的运行过程，以评估和优化系统的
性能。
控制系统仿真的步骤包括：
1. 建立系统模型：确定系统的物理特性和控制策略，并进
行数学建模。
常用的模型包括传递函数模型、状态空间模
型等。
2. 数字化表示：将系统模型转换为离散时间的差分方程或
状态方程，以便在计算机上进行仿真。
3. 选择仿真工具：选择合适的软件工具进行仿真，如MATLAB/Simulink、LabVIEW等。
4. 编写仿真程序：根据系统模型和仿真工具的要求，编写
仿真程序进行模拟。
5. 运行仿真：运行仿真程序，并评估系统的性能指标，如
稳定性、响应速度等。
6. 优化系统：根据仿真结果，对系统的控制策略进行调整
和优化，以达到设计要求。
控制系统仿真的优点包括：
- 可以提供预测和评估系统的性能，减少实际试错的成本和风险。
- 可以快速测试不同的控制策略和参数设置，优化系统性能。
- 可以模拟不同的工作情况和外部干扰，提高系统的稳定性和鲁棒性。
- 可以通过仿真结果进行故障诊断和故障恢复的训练。
因此，控制系统仿真是设计和优化控制系统的重要工具，
广泛应用于工业控制、自动化系统、机器人等领域。
控制系统数字仿真题库定稿版
控制系统数字仿真题库精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】控制系统数字仿真题库一、填空题1. 定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。
2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。
3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。
4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。
5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。
6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。
7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。
8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，其中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。
9、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为数学模型。
10．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是微分方程和差分方程。
11．系统模型根据描述变量的函数关系可以分类为线性模型和非线性模型。
12 仿真模型的校核是指检验数字仿真模型和数学模型是否一致。
13．仿真模型的验证是指检验数字仿真模型和实际系统是否一致。
14．计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。
15．系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验。
16．系统仿真根据模型种类的不同可分为：物理仿真、数学仿真和数学-物理混合仿真。
17．根据仿真应用目的的不同，人们经常把计算机仿真应用分为四类，分别为：系统分析、系统设计、理论验证和人员训练。
18．计算机仿真是指将模型在计算机上进行实验的过程。
19. 仿真依据的基本原则是:相似原理。
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1：可以将模块按照顺时针进行旋转的快捷键为1.ctrl+r2.ctrl+y3.alt+r4.alt+y2：若B=[3 2 7 4 9 6 1 8 0 5]，则B([end-3:end])为1.3 7 12.3 2 7 4 9 9 4 7 2 33.3 44.1 8 0 53：变系统状态空间形式为传递函数形式的函数为1.ss2tf2.tf2ss3.ss2zp4.zp2ss4：柔性制造系统属于() 系统1.连续系统2.离散时间系统3.离散事件系统4.开放系统5：若a=[1 0 2;3 0 0;1 3 0;1 1 1]，则any(a) =1.0 1 12.1 1 03.1 1 14.1 0 06：执行以下指令之后b,c的值分别为。
a=i;i=1;b=i+j;clear;c=i+j;1.a=1 b= 0+1.0000i c=1.0000+1.0000i2.a=1 b=1+j c=1+j3.a=0+i b= 2i c=1+j4.a=0+i b= 1+i c=0+2i7：设x= [2 3 4 5;1 2 2 1]；y=[0 1 1;1 1 0;0 0 1;1 0 0]；运行下列命令中不会出现错误的是1.x+y2.x/y3.x*y4.y*x8：设a＝1-5*i，则real（a）结果为1.5.0092.1+5*i3.14.－59：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1.what2.who3.echo on4.whose10：下列结论中正确的是1.“；”表示计算结果不显示，因此中间变量结果不被保存在内存中2.函数文件运行后中间变量将被全部删除。
3.for循环可用for循环内部重新赋值循环变量n的方法来终止4.用break语句可以不必等循环的自然结束就退出循环，即使有嵌套存在时也可以退出全部循环11：MATLAB系统中若要使系统选择short和short E中最好的表示，则采用命令1.short2.short E3.short G4.long E12：流程图型数学模型属于( ) 模型1.抽象模型2.形象模型3.描述模型4.数学仿真模型13：用Matlab系统中的Format long命令设置显示格式后，430/12的显示结果为1.35.833 32.35.833 333 333 333 343.35.8 3e+014.3.583 333 333 333 334e+0114：执行下列程序后，Matlab系统返回结果为。
a＝’this is a string’isstr(a)1.12.03.164.1315：若A = -4 -1 2 -3 0 3 -2 1 4 则C=(A>0)&(A<3)的结果为：1.001 001 0112.001 000 0103.111 110 1104.001 110 01016：若A = 0 + 1.0000i 0 + 3.0000i 0 + 5.0000i 0 + 2.0000i 0 + 4.0000i 0 + 6.0000i 则A’的值为：1.0 + 1.0000i 0 +2.0000i 0 +3.0000i 0 +4.0000i 0 +5.0000i 0 +6.0000i2.0 - 1.0000i 0 - 2.0000i 0 -3.0000i 0 -4.0000i 0 -5.0000i 0 -6.0000i3.0 + 2.0000i 0 +4.0000i 0 + 6.0000i 0 + 1.0000i 0 + 3.0000i 0 +5.0000i4.0 +5.0000i 0+3.0000i 0+1.0000i 0 +6.0000i 0+4.0000i 0+2.0000i17：变系统传递函数形式为状态空间形式的命令为1.[ad，bd，cd，dd]=ss2tf（num，den）2.[ad，bd，cd，dd]=tf2ss（num，den）3.[num，den]=ss2tf（a，b，c，d）4.[num，den]=tf2ss（a，b，c，d）18：( )是系统仿真的主要依据1.客观存在2.数学抽象3.相似论4.真实感觉19：设exm=[ 456 2 873 2 579 55 21 687 54 488 8 13 65 4567 88 98 21 5 456 68 4589 654 5 987 5488 10 9 6 33 77] 则size(exm，2)结果为_______。
1.22.53.64.120：运行下列命令后A1=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];A2=A1'; A3=cat(1,A1,A2)，系统输出结果为1.1 2 3 1 4 7 4 5 6 2 5 8 7 8 9 3 6 92.1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 4 7 2 5 8 3 6 93.1 2 3 4 5 6 7 8 94.1 4 7 2 5 8 3 6 921：下列符号中可以引导注释行的是1.&2.@3.$4.%22：设（a，b，c，d）为某一系统的状态方程矩阵，下列函数中可求出状态空间系统的可控性矩阵的为1.ctrb（a，b）2.ctrb（a，c）3.obsv（a，b）4.obsv（a，c）23：执行以下指令之后c的值分别为。
a=1:4;b=1:2:7;c=[a(1:2:4),b]1.1 3 4 1 3 5 72.1 2 4 1 2 73.1 4 1 2 74.1 4 1 3 5 724：将A矩阵逆时针旋转90°的命令为1.A’2.rot90(A,2)3.rot90(A,1)4.rot90(A’)25：一个由电控阀门开启的控制系统中，属于阀门所具有的属性的为1.电网电压2.阀门材质3.阀门开启4.阀门的开度26：下面哪项不是建立系统模型应该遵照的原则1.现实性2.简洁性3.适应性4.相似性27：PSPICE是( ) 软件1.模型及混合信号仿真软件2.模拟电路仿真软件3.机械系统动力学自动分析软件4.大型通用有限元分析软件28：执行以下指令之后E,F的值分别为。
A=[1 2 3; 4 5 6]; B=[3 4 5; 7 8 9]; C=3; E = A+B; F = B+C1.E=[4 5 6;7 8 9] F=[6 7 8;10 11 12]2.E=[6 7 8;10 11 12] F=[4 5 6;7 8 9]3.E=[4 5 6;7 8 9 F=[6 4 5;10 8 9]4.E=[4 5 6;7 8 9] F=[3 4 8;7 8 12]29：A=[1,2;3,4],则2.^A的值为1.2 4 8 162.7 10 15 223.10.4827 14.1519 21.2278 31.71064.1 4 9 1630：A = [ 1 2 3 ]; B = [ 4 5 6 ]; C = A./B 则C的结果为1.0.2500 0.4000 0.50002.4.0000 2.5000 2.00003.0.41564.2.285731：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1.B([3,1],:)2.B(3,1,:)3.B(:,3,1)4.B(:,[3,1])32：设某一系统的状态方程矩阵为a=[-3,1;1,-3]；b=[1,1;1,1]；c=[1,1;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(a,b)＝1 rcam=rank(cam)＝2 因此这一系统为1.不可控且不可观的系统2.可控且可观的系统3.可控但不可观的系统4.不可控但可观的系统33：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1.B(1,2:[1,3,5])2.B([1:2],[1,3,5])3.B([1:2],1:3:5))4.B(1:2;[1,3,5])34：A=[1 2;3 4], B=[2 3;4 5] 则A.*B的结果为：1.[10 13;22 29]2.[2 6;12 20]3.[2 6;22 29]4.[10 13;12 20]35：MATLAB系统中要改变当前工作目录，只需在命令窗口输入1.chdir2.dir3.clear4.pack + 1.0000i 03：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01.B([2,4],[1,3])=zeros(2)2.B([1:3],[2:4])=zeros(2)3.B([1,3]:[2,4])=zeros(2)4.B([1,3],[2,4])=zeros(2)5：w=conv([1,2,3],conv([1,2],[1,1])) 的值为1.3 11 13 7 22.2 7 13 11 33.1 5 11 13 64.1 5 14 22 21 96：以下不是虚拟现实技术的特征的是1.Immersion2.Interaction3.Imagination4.Integration15：MATLAB系统中要在光标处设置断点，则用鼠标单击工具栏中的图标。
1.2.3.4.16：求取在根轨迹上任意一点处的增益的命令为1.rlocus2.rlocfind3.pzmap4.lqrd21：可得到从系统第iu个输入到所有输出的Bode图的命令是1.nyquist（a，b，c，d，Ts，iu）2.[re，im，w]＝nyquist（a，b，c，d，Ts，iu）3.bode（a，b，c，d，iu）4.［mag，phase，w］＝bode（a，b，c，d，iu）23：下列变量中不是MA TLAB系统保留的特殊变量的是1.ans2.pi3.realmax4.Eps24：设s＝‘haha’，可以看到字符s的ascii码值的命令为1.size（s）2.isstr（s）3.abs（s）4.eval（s）26：可计算出与根轨迹上极点对应的根轨迹增益的命令是1.［r，k］＝rlocus（num，den，k）2.rlocus（num，den，k）3.［k，poles］＝rlocfind（a，b，c，d，p）4.rlocfind（a，b，c，d，p）迹上极点对应的根轨迹增益30：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。
1.L=B(1,:)<52.L=B(1,B(1,:)<5)3.L=B(:,1)<54.L=B(B(:,1)<5,1)32：一个电机转速控制系统中，属于电机所具有的属性的为1.电机转子2.电机转速3.电网电压4.电机定子34：设a='Hello MOTO!'，则b=a(end:-1:1)的结果为1.Hello MOTO!2.eHllo OTOT!3.MOTO! Hello4.!OTOM olleH2：将多项式展开的命令中正确的是1.conv([1,2,2],conv([4,1],[1,1]))2.conv([2,2,1],conv([4,1],[1,1]))3.conv([2,2,1],conv([1,4],[1,1]))4.conv([1,2,2],conv([1,4],[1,1]))8：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1.a＝0:0.5:102.a＝linspace(0,10,0.5)3.linspace(0,10,10)4.logspace(0,1,11)14：可在当前图形窗口中绘出系统的阶跃响应曲线的命令是1.step（a，b，c，d）2.[y，x]＝step（a，b，c，d）3.impulse（a，b，c，d）4.［y,x,t］＝impulse（a，b，c，d17：MATLAB系统中合法的变量为1.25aa2.f.33.ha_234.s\2522：能够产生2行4列的0～1分布的随机矩阵的命令为1.zeros（2，4）2.ones（2，4）3.rand（2，4）4.randn（2，4）25：MATLAB系统中要清除工作区（Workspace）中的内容，只需在命令窗口输入。