控制系統(tǒng)數(shù)字復(fù)習(xí)題2匯總

1、運(yùn)行命令系統(tǒng)輸出結(jié)果為控制系統(tǒng)數(shù)字仿真復(fù)習(xí)題2選擇題1 .設(shè) A=3.000,5.0000Q5000;0.8660,81.000070000;1.5000,5.0000,1.0000A(1,6)=1 后，則 A(2,5)= (A) 1(B) 0(C) -1(D) +.設(shè) exm= 456 2 873 2 579 5521 687 54 488 8 1365 4567 88 98 21 5456 68 4589 654 5 9875488 109 6 33 77貝U size(exm , 2)結(jié)果為。 TOC o 1-5 h z (A) 2(B) 5(C) 6(D) 1.運(yùn)行下列命令后 A1=1

2、,2,3;4,5,6;7,8,9;A2=A1;A3=cat(1,A1,A2),123 1 47456258789369123456789475869123456789147258(A) zeros (2, 4)(B) ones (2, 4)rand (2, 4)randn (2, 4).能夠產(chǎn)生2行4列的01分布的隨機(jī)矩陣的命令為 .能夠產(chǎn)生3行4列的單位矩陣的命令為 。(A) eye (3, 4)(B) diag (3, 4)(C) ones (3, 4)(D) zeros (3, 4).設(shè)一個(gè)五階魔方陣B=magic(5),提取B陣的第1行，第2行的第1,3,5個(gè)元素的命令為 。(A) B

3、(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).設(shè)一個(gè)五階魔方陣B=magic，提取B陣的第三行和第一行全部元素的命令為 。(A) B(3,1,:)(B) B(3,1,:)(C) B(:,3,1)( D) B(:,3,1).設(shè)一個(gè)五階魔方陣B=magic(5),下列 命令使得B陣的第一行和第三行第2, 4個(gè)元素為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).設(shè)一個(gè)五階魔方陣B=

4、magic，下列 命令能夠獲得B陣的第一行中小于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(:,1)5,1).將A矩陣逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 90的命令為 。(A) A(B) rot90(A,2)(C) rot90(A,1)(D) rot90(A )二.簡(jiǎn)答題.什么是系統(tǒng)的定義？.什么是“代數(shù)環(huán)”。.簡(jiǎn)述m文件中命令文件和函數(shù)文件的區(qū)別。三.判斷題，正確的在括號(hào)內(nèi)打，錯(cuò)誤的打“X”，并改正錯(cuò)誤結(jié)論重新闡述。.() Matlab中參與邏輯運(yùn)算的操作數(shù)不一定必須是邏輯類型的變量或常量，其他類型的數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算，但運(yùn)算結(jié)果一定是

5、邏輯類型的數(shù)據(jù)。改：.()執(zhí)行命令文件時(shí)，文件中的指令或者命令按照出現(xiàn)在命令文件中的順序依次執(zhí)行。改:. ( ) feedback函數(shù)可通過(guò)將系統(tǒng)輸出反饋到系統(tǒng)輸入構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，開環(huán)系統(tǒng)的輸入/輸出仍然是閉環(huán)系統(tǒng)的輸入/輸出改:k = Ax+EuV= Cx-+Du,. () Simulink 中的Stat- Spaw 模塊一直是直通模塊。改:.()不能清楚的分出系統(tǒng)“內(nèi)部”與“外部”，常常需要根據(jù)研究的問(wèn)題來(lái)確定哪些屬于系統(tǒng)的內(nèi)部因素，哪些屬于外部環(huán)境，其界限也是隨不同的研究目的而變化，將這一特性稱之為隸屬性。改：.()函數(shù)型模型和流程圖型的模型都屬于抽象模型。 改：.()虛擬現(xiàn)實(shí)的3I特征指

6、的是集成(Integration )，交互(Interaction )和想象(Imagination )。 改：. ( ) Matlab中變量名可以是任意字母、數(shù)字，或下劃線(_);改：. ( ) Matlab中.M文件是ASCII碼文件(標(biāo)準(zhǔn)的文本文件),只能用medit編輯器編寫。 改：.()在相當(dāng)普遍的條件下，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的輸入直接取決于輸出，同時(shí)輸出也直接取決于輸入時(shí)，仿真模型中便出現(xiàn)“代數(shù)環(huán)”問(wèn)題。改：四.編程題1.已知兩個(gè)系統(tǒng)XiXiUiy113XiU1X2X20U21y24 X2編程實(shí)現(xiàn)求取按串聯(lián)、并聯(lián)、2.線性系統(tǒng)單位負(fù)反饋、單位正反饋連接時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)方程OH(s)s as3 1

7、0s2 27s 18當(dāng)a分別取-1 , 0, +1時(shí)，判別系統(tǒng)的可控性和可觀性,并求出相應(yīng)的狀態(tài)方程。*2.典型二階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為2G(s) pn2，在相同坐標(biāo)系下編程實(shí)現(xiàn)繪制當(dāng)s2 22su n n6,取 0.1 , 02, 0.3 , 0.4 ,0.5 , 0.6 , 0.7 , 0.8 , 0.9 , 1 , 2 時(shí)候該系統(tǒng)的Bode 圖。.編程繪制系統(tǒng) G(s)50(s 5)(s 2)以及G(s)50(s 1)(s 5)(s一 的Nyquist曲線，并求出閉2)環(huán)系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)。*2.有高階連續(xù)系統(tǒng)，X1.60.900.9000.40.55.0002.4500 x 2.4510

8、 u1以t=0.5取樣周期，轉(zhuǎn)換成離散系統(tǒng)，然后求出離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)、單位沖激響應(yīng)及零輸入響應(yīng)(設(shè)初始狀態(tài)X0=11 1 -1T)。*46 .典型二階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為 G(s)2n5,在相同坐標(biāo)系下編程實(shí)現(xiàn)繪制當(dāng)s222sun nn 取 2, 4, 6,8, 10, 12時(shí)候該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。五.綜合題“虛擬飛行員”模型代表了閉環(huán)中的飛行員，它可以用來(lái)分析和設(shè)計(jì)飛機(jī)控制系統(tǒng)。飛機(jī)和飛行員形成的閉環(huán)框圖如圖(3)所示。變量表示飛行員的時(shí)延，用 =0.5表示反應(yīng)較慢的飛行員，用=0.25表示反應(yīng)較快的飛行員。飛行員模型的其他變量假定為K=1,1=2,2=0.5 o請(qǐng)用matlab編程計(jì)

9、算閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)。圖3飛行員控制飛機(jī)的閉環(huán)系統(tǒng)答:控制系統(tǒng)數(shù)字仿真復(fù)習(xí)題2 答案一選擇題略二簡(jiǎn)答題1 什么是系統(tǒng)的定義？答：所謂系統(tǒng)就是由一些具有特定功能的，相互間以一定規(guī)律結(jié)合起來(lái)、相互作用、相互聯(lián)系著的物體（又稱子系統(tǒng)）所構(gòu)成的有機(jī)整體。2什么是“代數(shù)環(huán)”。答： 當(dāng)一個(gè)仿真模型中存在一個(gè)閉合回路，并且回路中每個(gè)模塊/環(huán)節(jié)都是直通的，即模塊/環(huán)節(jié)中的一部分直接到達(dá)輸出，這樣一個(gè)閉合回路就是“代數(shù)環(huán)”。3簡(jiǎn)述m 文件中命令文件和函數(shù)文件的區(qū)別。答：命令文件就是由一系列的MATLAB 指令和命令組成的純文本格式的M 文件，沒(méi)有輸入?yún)?shù)，也沒(méi)有輸出參數(shù)。執(zhí)行命令文件時(shí)，文件中的指令或者命令按照出現(xiàn)

10、在命令文件中的順序依次執(zhí)行。只是一串指令的集合，不需要預(yù)定義，只是按照在指令窗中的指令輸入順序?qū)⒅噶罹庉嬙诿钗募屑纯?。命令文件中的語(yǔ)句可以訪問(wèn)工作區(qū)中的所有數(shù)據(jù)。運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的所有變量均是全局變量。一直保存在內(nèi)存中。函數(shù)文件第一行包含function 。 定義了函數(shù)名、輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)。函數(shù)文件的變量?jī)H在函數(shù)文件內(nèi)部起作用，當(dāng)函數(shù)文件執(zhí)行完后這些變量將被清除。M 語(yǔ)言函數(shù)文件能夠接受用戶的輸入?yún)?shù)，進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果作為函數(shù)的返回值返回給調(diào)用者。三.判斷題，正確的在括號(hào)內(nèi)打，錯(cuò)誤的打“X”，并改正錯(cuò)誤結(jié)論重新闡述。（，）Matlab中參與邏輯運(yùn)算的操作數(shù)不一定必須是邏輯類型的變量或

11、常量，其他類型的數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算，但運(yùn)算結(jié)果一定是邏輯類型的數(shù)據(jù)。（，）執(zhí)行命令文件時(shí)，文件中的指令或者命令按照出現(xiàn)在命令文件中的順序依次執(zhí)行。/輸出仍然(X) feedback函數(shù)可通過(guò)將系統(tǒng)輸出反饋到系統(tǒng)輸入構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，開環(huán)系統(tǒng)的輸入是閉環(huán)系統(tǒng)的輸入/輸出改：feedback可將兩個(gè)系統(tǒng)接按反饋形式連接。cloop函數(shù)可通過(guò)將系統(tǒng)輸出反饋到系統(tǒng)輸入構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，開環(huán)系統(tǒng)的輸入 /輸出仍然是閉環(huán)系統(tǒng)的輸入 /輸出。X = 日3%y = CaCuSimulink中的 S3 模塊一直是直通模塊。x =y =Simulink中的 爭(zhēng)足出他總模塊只有在 D陣為非零矩陣的時(shí)候才是直通模塊。(，

12、)不能清楚的分出系統(tǒng)“內(nèi)部”與“外部”，常常需要根據(jù)研究的問(wèn)題來(lái)確定哪些屬于系統(tǒng)的 內(nèi)部因素，哪些屬于外部環(huán)境，其界限也是隨不同的研究目的而變化，將這一特性稱之為隸屬性。(，)函數(shù)型模型和流程圖型的模型都屬于抽象模型。(X)虛擬現(xiàn)實(shí)的3I特征指的是集成(Integration),交互(Interaction)和想象(Imagination)。改：虛擬現(xiàn)實(shí)的 3I特征指的是沉浸(Immersion),交互(Interaction)和想象(Imagination)。(X) Matlab中變量名可以是任意字母、數(shù)字，或下劃線(_);改：Matlab中變量名必須以字母開頭 (不能超過(guò)19個(gè)字符)，之后

13、可以是任意字母、數(shù)字，或下 劃線(_)；(X) Matlab中.M文件是ASCII碼文件(標(biāo)準(zhǔn)的文本文件)，只能用 medit編輯器編寫。改：Matlab中.M文件是ASCII碼文件(標(biāo)準(zhǔn)的文本文件),任何字處理軟件都可以編寫。(V)在相當(dāng)普遍的條件下，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的輸入直接取決于輸出，同時(shí)輸出也直接取決于輸入時(shí),仿真模型中便出現(xiàn)“代數(shù)環(huán)”問(wèn)題。四.編程題1.已知兩個(gè)系統(tǒng) TOC o 1-5 h z 010X1._Xi.Ui121y1 3xi Ui010X2彳 X2u131y21 4 x2答：%在MATLAB中兩個(gè)系統(tǒng)的連接可以直接采用series、parallel、cloop等函數(shù)實(shí)現(xiàn)。%MA

14、TLAB 程序?yàn)閍1=0,1;1,-2;b1=0;1;c1=1,3;d1=1;a2=0,1;-1,-3;b2=0;1;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)2.線性系統(tǒng)H(s)s a-32 s 10s27s 18當(dāng)a分別取-1,0, +1時(shí),判別系統(tǒng)的可控性和可觀性,并求出相應(yīng)的狀態(tài)方程。*2答：% MATLAB

15、 程序?yàn)閒or alph=-1:1alphnum=1,alph;den=1 10 27 18a,b,c,d=tf2ss(num,den) cam=ctrb(a,b)rcam=rank(cam);oam=obsv(a,c) coam=rank(oam)end3.典型二階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為G(s)2 ns2 2 n7,在相同坐標(biāo)系下編程實(shí)現(xiàn)繪制當(dāng)nn 6,取 0.1, 02, 0.3, 0.4,0.5, 0.6,0.7, 0.8, 0.9, 1, 2時(shí)候該系統(tǒng)的 Bode圖。答：% MATLA叁序?yàn)?4Wn = 0.6kesai = 0.1:0.1:1,2hold on;for kos=kesai

16、num=WnA2;den=1,2*kos*Wn,WnA2step(num,den)endtitle(Step Response)hold off;4.編程繪制系統(tǒng)G(s)50(s 5)(s 2)以及G(s)50(s 1)(s5)(s一的Nyquist曲線，并求出閉2)環(huán)系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)。*2答：Matlab程序?yàn)閗=50;z=；p1=-5 2;p2=-1 -5 2;num1,den1=zp2tf(z,p1,k);num2,den2=zp2tf(z,p2,k);figure(1)nyquist(num1,den1)hold on;nyquist(num2,den2)title(Nyquist

17、Plot);figure(2);num_c1,den_c1=cloop(num1,den1);num_c2,den_c2=cloop(num2,den2);impulse(num_c1,den_c1)hold on;impulse(num_c2,den_c2) title(Impulse Response);5.有高階連續(xù)系統(tǒng),1.60.90.90 x 0.40.5 TOC o 1-5 h z 001000 x u5.02.451002.4500以t=0.5取樣周期，轉(zhuǎn)換成離散系統(tǒng)，然后求出離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)、單位沖激響應(yīng)及零輸入響應(yīng)(設(shè)初始狀態(tài)Xo=11 1 -1T)。*4答： MATL

18、AB 程序?yàn)?ex3217.m： a1=-1.6 -0.9 0 0;0.9 0 0 0;0.4 0.5 -5 -2.45;0 0 2.45 0;b1=1;0;1;0;c1=1 1 1 1 ;d1=0;t=0.5;a,b,c,d=c2d(a 1,b1,c1,d1,t, tustin )figure(1)6 .典型二階系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為 G(s)s2 22 ,在相同坐標(biāo)系下編程實(shí)現(xiàn)繪制當(dāng)n取2, 4, 6, 8, 10, 12時(shí)候該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。答： MATLAB 程序?yàn)?ex3212.m：w=2:2:12kesai=0.7hold on;for Wn=wnum=WnA2;den=1,2*kesai*Wn,WnA2step(num,den,6)endtitle(Step Response)hold off;五.綜合題=0.25編程計(jì)“虛擬飛行員”模型代表了閉環(huán)中的飛行員，它可以用來(lái)分析和設(shè)計(jì)飛機(jī)控制系統(tǒng)。飛機(jī)和飛行員 形成的閉環(huán)框圖如圖（3）所示。變量 表示飛行員的時(shí)延，用 =0.5表示反應(yīng)較慢的飛行員，用 表示反應(yīng)較快的飛行員。飛行員模型的其他變量假定為K=1 ,1=2, 2=0.5。請(qǐng)用matlab算閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)。圖3飛