直線一級倒立擺控制器設(shè)計(jì)

HarbinInstituteofTechnology課程設(shè)計(jì)說明書（論文）課程名稱：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：直線一級倒立擺控制器設(shè)計(jì)院系：班級：設(shè)計(jì)者：學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)教務(wù)處哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名：院（系）：英才學(xué)院專業(yè)：班號：任務(wù)起至日期：課程設(shè)計(jì)題目：直線一級倒立擺控制器設(shè)計(jì)已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：本課程設(shè)計(jì)的被控對象采用固高公司的直線一級倒立擺系統(tǒng)GIP-100-L。系統(tǒng)內(nèi)部各相關(guān)參數(shù)為：小車質(zhì)量0.5Kg；擺桿質(zhì)量0.2Kg；小車摩擦系數(shù)0.1N/m/sec；擺桿轉(zhuǎn)動軸心到桿質(zhì)心的長度0.3m；擺桿慣量0.006kg*m*m；采樣時(shí)間0.005秒。設(shè)計(jì)要求：1．推導(dǎo)出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間方程。用Matlab進(jìn)行階躍輸入仿真，驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2．設(shè)計(jì)PID控制器，使得當(dāng)在小車上施加0.1N的脈沖信號時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)指標(biāo)為：（1）穩(wěn)定時(shí)間小于5秒；（2）穩(wěn)態(tài)時(shí)擺桿與垂直方向的夾角變化小于0.1弧度。3．設(shè)計(jì)狀態(tài)空間極點(diǎn)配置控制器，使得當(dāng)在小車上施加0.2m的階躍信號時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)指標(biāo)為：（1）擺桿角度和小車位移的穩(wěn)定時(shí)間小于3秒（2）的上升時(shí)間小于1秒（3）的超調(diào)量小于20度（0.35弧度）（4）穩(wěn)態(tài)誤差小于2%。工作量：1.建立直線一級倒立擺的線性化數(shù)學(xué)模型；2.倒立擺系統(tǒng)的PID控制器設(shè)計(jì)、MATLAB仿真及實(shí)物調(diào)試；3.倒立擺系統(tǒng)的極點(diǎn)配置控制器設(shè)計(jì)、MATLAB仿真及實(shí)物調(diào)試。工作計(jì)劃安排：第3周（1）建立直線一級倒立擺的線性化數(shù)學(xué)模型；（2）倒立擺系統(tǒng)的PID控制器設(shè)計(jì)、MATLAB仿真；（3）倒立擺系統(tǒng)的極點(diǎn)配置控制器設(shè)計(jì)、MATLAB仿真。第4周（1）實(shí)物調(diào)試；（2）撰寫課程設(shè)計(jì)論文。同組設(shè)計(jì)者及分工：各項(xiàng)工作獨(dú)立完成。指導(dǎo)教師簽字___________________年月日教研室主任意見：教研室主任簽字___________________年月日*注：此任務(wù)書由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師填寫。哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書（論文）第一章直線一級倒立擺數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)及建立1.1直線一階倒立擺數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)系統(tǒng)建模可以分為兩種：機(jī)理建模和實(shí)驗(yàn)建模。實(shí)驗(yàn)建模就是通過在研究對象上加上一系列的研究者事先確定的輸入信號，激勵研究對象并通過傳感器檢測其可觀測的輸出，應(yīng)用數(shù)學(xué)手段建立起系統(tǒng)的輸入－輸出關(guān)系。這里面包括輸入信號的設(shè)計(jì)選取，輸出信號的精確檢測，數(shù)學(xué)算法的研究等等內(nèi)容。機(jī)理建模就是在了解研究對象的運(yùn)動規(guī)律基礎(chǔ)上，通過物理、化學(xué)的知識和數(shù)學(xué)手段建立起系統(tǒng)內(nèi)部的輸入－狀態(tài)關(guān)系。對于倒立擺系統(tǒng)，由于其本身是自不穩(wěn)定的系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)建模存在一定的困難。但是經(jīng)過小心的假設(shè)忽略掉一些次要的因素后，倒立擺系統(tǒng)就是一個典型的運(yùn)動的剛體系統(tǒng)，可以在慣性坐標(biāo)系內(nèi)應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)理論建立系統(tǒng)的動力學(xué)方程。下面我們采用其中的牛頓－歐拉方法建立直線型一級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在忽略了空氣阻力，各種摩擦之后，可將直線一級倒立擺系統(tǒng)抽象成小車和勻質(zhì)桿組成的系統(tǒng).下圖是系統(tǒng)中小車和擺桿的受力分析圖。其中，N和P為小車與擺桿水平和垂直方向的分量。圖1-1（a）小車隔離受力圖（b）擺桿隔離受力圖本系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)定義如下：M:小車質(zhì)量m：擺桿質(zhì)量b：小車摩擦系數(shù)l：擺桿轉(zhuǎn)動軸心到桿質(zhì)心的長度I：擺桿慣量F：加在小車上的力x：小車位置φ：擺桿與垂直向上方向的夾角θ：擺桿與垂直向下方向的夾角（考慮到擺桿初始位置為豎直向下）注意：在實(shí)際倒立擺系統(tǒng)中檢測和執(zhí)行裝置的正負(fù)方向已經(jīng)完全確定,因而矢量方向定義如圖所示，圖示方向?yàn)槭噶空较?。?yīng)用牛頓方法來建立系統(tǒng)的動力學(xué)方程過程如下：分析小車水平方向受到的合力，可以得到下面等式：（1-1）由擺桿水平方向的受力進(jìn)行分析可以得到下面等式：（1-2）（1-3）把這個等式代入上式中，就得到系統(tǒng)的第一個運(yùn)動方程：（1-4）為了推出系統(tǒng)的第二個運(yùn)動方程，我們對擺桿垂直方向上的合力進(jìn)行分析，可以得到下面方程：（1-5）（1-6）力矩平衡方程如下：（1-7）注意：此方程中力矩的方向，由于QUOTEθ=π+?，cos?=-cosθQUOTEsin?=-合并這兩個方程，約去P和N，得到第二個運(yùn)動方程：（1-8）1.1.1微分方程模型設(shè)QUOTEθ=π+?（是擺桿與垂直向上方向之間的夾角），假設(shè)與1（單位是弧度）相比很小,即，則可以進(jìn)行近似處理：QUOTEcosθ=-1QUOTEsinθ=-?,(dθdt)2（1-9）1.1.2傳遞函數(shù)對以上微分方程組進(jìn)行拉普拉斯變換，得到（1-10）注意：推導(dǎo)傳遞函數(shù)時(shí)假設(shè)初始條件為0。由于輸出為角度為，求解方程組上述方程組的第一個方程，可以得到（1-11）或者（1-12）如果令，則有（1-13）把上式代入10式，則有：（1-14）整理得到以輸入力為輸入量，擺桿角度為輸出量的傳遞函數(shù)：（1-15）其中1.1.3狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型由現(xiàn)代控制原理可知，控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程可寫成如下形式：（1-16）可得代數(shù)方程，得到如下解：（1-17）整理后得到系統(tǒng)狀態(tài)空間方程：（1-18）由(1-9)的第二個方程為:對于質(zhì)量均勻分布的擺桿有:于是可以得到:化簡得到:（1-19）設(shè)，，則有：（1-20）實(shí)際系統(tǒng)參數(shù)如下：M:小車質(zhì)量0.5kgm：擺桿質(zhì)量0.2kgb：小車摩擦系數(shù)0.1N/m/secl：擺桿轉(zhuǎn)動軸心到桿質(zhì)心的長度0.3mI：擺桿慣量0.006kg*m*m把上述參數(shù)帶入，可以得到系統(tǒng)的實(shí)際模型。擺桿角度和小車位移的傳遞函數(shù)：（1-21）擺桿角度和小車加速度之間的傳遞函數(shù)：（1-22）擺桿角度和小車所受外界作用力的傳遞函數(shù)（1-23）以外界作用力作為輸入的系統(tǒng)狀態(tài)方程：（1-24）以小車加速度作為輸入系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)方程：（1-25）1.2系統(tǒng)階躍響應(yīng)分析在matlab中鍵入以下命令：得到如下結(jié)果：圖1-2直線一階倒立擺單位階躍響應(yīng)仿真可以看出，在單位階躍響應(yīng)作用下，小車位置和擺桿角度都是發(fā)散的。第二章直線一級倒立擺PID控制器設(shè)計(jì)本章主要利用PID控制算法對直線一級倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，要求熟悉控制參數(shù)、、對系統(tǒng)性能的影響，然后按照所要求的控制指標(biāo)并綜合實(shí)際響應(yīng)結(jié)果恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整參數(shù)。運(yùn)用MATLAB仿真軟件可以快捷地進(jìn)行系統(tǒng)仿真和參數(shù)調(diào)整，本章第2節(jié)的內(nèi)容即是運(yùn)用MATLAB軟件對PID控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。第3節(jié)中，將對控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)行和參數(shù)調(diào)試，以獲得一組最佳的PID控制參數(shù)。設(shè)計(jì)目的：學(xué)習(xí)PID控制器的設(shè)計(jì)方法，了解控制器各個參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，學(xué)會根據(jù)控制指標(biāo)要求和實(shí)際響應(yīng)調(diào)整PID控制器的參數(shù)。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)PID控制器，使得當(dāng)在小車上施加0.1N的階躍信號時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)指標(biāo)為：（1）穩(wěn)定時(shí)間小于5秒；（2）穩(wěn)態(tài)時(shí)擺桿與垂直方向的夾角變化小于0.1弧度。設(shè)計(jì)報(bào)告要求：（1）給出系統(tǒng)擺桿角度和小車位置的仿真圖形及控制器參數(shù)，并對各個參數(shù)對系統(tǒng)控制效果的影響進(jìn)行說明；（2）給出實(shí)際控制曲線和控制器參數(shù)，對響應(yīng)的動態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)進(jìn)行分析。D控制系統(tǒng)原理框圖如下所示，系統(tǒng)由模擬PID控制器KD（S）和被控對象G（S）組成。PID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值r(t)與實(shí)際輸出值y(t)構(gòu)成控制偏差e(t)將偏差的比例（P），積分（I）和微分（D）通過線性組個構(gòu)成控制量，對被控對象進(jìn)行控制，谷稱為PID控制器。其控制規(guī)律為：或?qū)懗蓚鬟f函數(shù)的形式：在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真中，也將傳遞函數(shù)寫成：簡單來說,PID控制器各個校正環(huán)節(jié)的作用如下:（1）比例環(huán)節(jié)：成比例的反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。（2）積分環(huán)節(jié)：主要用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的型別。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)T1，T1越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。（3）微分環(huán)節(jié)：反映偏差信號的變化趨勢（變化速率），并能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。這個控制問題，輸出量為擺桿的位置，它的初始位置為垂直向上，我們給系統(tǒng)一個擾動，觀察擺桿的響應(yīng)，系統(tǒng)框圖如下：圖2-1直線一級倒立擺PID控制系統(tǒng)框圖中KD(s)是控制器傳遞函數(shù)，G(s)是被控對象傳遞函數(shù)?？紤]到輸入r(s)=0，結(jié)構(gòu)圖可以很容易的變換成圖2-2直線一級倒立擺PID控制簡化系統(tǒng)框圖該系統(tǒng)的輸出為其中，num——被控對象傳遞函數(shù)的分子項(xiàng)den——被控對象傳遞函數(shù)的分母項(xiàng)numPID——PID控制器傳遞函數(shù)的分子項(xiàng)denPID——PID控制器傳遞函數(shù)的分母項(xiàng)通過分析上式可以得到系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。由（2-13）可以得到擺桿角度和小車加速度的傳遞函數(shù)：PID控制器的傳遞函數(shù)為：只需調(diào)節(jié)PID控制器的參數(shù)，就可以得到滿意的效果。小車的位置輸出為：通過對控制量雙重積分可以得到小車的位置。2.2PID控制參數(shù)設(shè)定及MATLAB仿真通過不斷的調(diào)試，最后=120，=100，=20。系統(tǒng)MATLAB仿真模型如下：圖2-3一階倒立擺PID控制MATLAB仿真模型其輸入0.1N的脈沖響應(yīng)如下：圖2-4直線一階倒立擺PID控制仿真結(jié)果圖可以看出，在3.68s的時(shí)候系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定了，并且在穩(wěn)態(tài)時(shí)擺桿與垂直方向的夾角變化小于0.1弧度。由于PID控制器為單輸入單輸出系統(tǒng)，所以只能控制小車擺桿的角度，并不能控制小車的位置。2.3PID控制實(shí)驗(yàn)MATLAB版實(shí)驗(yàn)軟件下的實(shí)驗(yàn)步驟：(1)打開直線一級倒立擺PID控制界面如圖2-5所示：（進(jìn)入MATLABSimulink實(shí)時(shí)控制工具箱“GoogolEducationProducts”打開“InvertedPendulum\LinearInvertedPendulum\Linear1-StageIPExperiment\PIDExperiments”中的“PIDControlDemo”）2)雙擊“PID”模塊進(jìn)入PID參數(shù)設(shè)置，如圖2-6所示，把仿真得到的參數(shù)輸入PID控制器，點(diǎn)擊“OK”保存參數(shù)。圖2-5直線一級倒立擺MATLAB實(shí)時(shí)控制界面圖2-6參數(shù)設(shè)計(jì)調(diào)整(3)點(diǎn)擊編譯程序，完成后點(diǎn)擊使計(jì)算機(jī)和倒立擺建立連接。(4)點(diǎn)擊運(yùn)行程序，檢查電機(jī)是否上伺服。緩慢提起倒立擺的擺桿到豎直向上的位置，在程序進(jìn)入自動控制后松開，當(dāng)小車運(yùn)動到正負(fù)限位的位置時(shí)，用工具擋一下擺桿，使小車反向運(yùn)動。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示：圖2-7PID控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果1圖2-8PID控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果2（施加干擾）從圖2-7中可以看出，倒立擺可以實(shí)現(xiàn)較好的穩(wěn)定性，擺桿的角度在3.14（弧度）左右。PID控制器并不能對小車的位置進(jìn)行控制，小車會沿滑桿有稍微的移動。在給定干擾的情況下，小車位置和擺桿角度的變化曲線如圖2-8所示，可以看出，系統(tǒng)可以較好的抵換外界干擾，在干擾停止作用后，系統(tǒng)大約3.2s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)時(shí)擺桿與垂直方向的夾角變化遠(yuǎn)小于0.1弧度。2.4PID系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：PID控制優(yōu)點(diǎn)明顯，應(yīng)用廣泛。PID能消除穩(wěn)態(tài)誤差；同時(shí)可以減少超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高；并且能加快系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。缺點(diǎn)：PID控制的過度期比較長，上升過程中波動明顯；當(dāng)然，較好的PID控制效果是以已知被控對象的精確數(shù)學(xué)模型為前提的，當(dāng)被控對象的數(shù)學(xué)模型未知時(shí)，PID控制的調(diào)試將會有很大的難度。第三章狀態(tài)空間極點(diǎn)配置控制器設(shè)計(jì)經(jīng)典控制理論的研究對象主要是單輸入單輸出的系統(tǒng)，控制器設(shè)計(jì)時(shí)一般需要有關(guān)被控對象的較精確模型，現(xiàn)代控制理論主要是依據(jù)現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具，將經(jīng)典控制理論的概念擴(kuò)展到多輸入多輸出系統(tǒng)。極點(diǎn)配置法通過設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器將多變量系統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)配置在期望的位置上，從而使系統(tǒng)滿足瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)目的：學(xué)習(xí)狀態(tài)空間極點(diǎn)配置控制器的設(shè)計(jì)方法，分析各個極點(diǎn)變化對系統(tǒng)性能的影響，學(xué)會根據(jù)控制指標(biāo)要求和實(shí)際響應(yīng)調(diào)整極點(diǎn)的位置和控制器的參數(shù)。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)狀態(tài)空間極點(diǎn)配置控制器，使得當(dāng)在小車上施加0.2m的階躍信號時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)指標(biāo)為：（1）擺桿角度和小車位移的穩(wěn)定時(shí)間小于3秒（2）的上升時(shí)間小于1秒（3）的超調(diào)量小于20度（0.35弧度）（4）穩(wěn)態(tài)誤差小于2%。設(shè)計(jì)報(bào)告要求：（1）給出系統(tǒng)擺桿角度和小車位置的仿真控制圖形及控制器參數(shù)，并對極點(diǎn)的位置和各個參數(shù)對系統(tǒng)控制效果的影響進(jìn)行分析；（2）給出實(shí)際控制曲線和控制器參數(shù)，并對響應(yīng)的動態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)進(jìn)行分析。3.1狀態(tài)空間分析狀態(tài)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖如圖3-1所示。圖3-1狀態(tài)反饋閉環(huán)控制原理圖狀態(tài)方程為：式中：為狀態(tài)向量（維），為控制向量（純量），為維常數(shù)矩陣，為維常數(shù)矩陣。選擇控制信號：求解上式，得到方程解為：可以看出，如果系統(tǒng)狀態(tài)完全可控，選擇適當(dāng)，對于任意的初始狀態(tài)，當(dāng)趨于無窮時(shí)，都可以使趨于0。極點(diǎn)配置的設(shè)計(jì)步驟：(1)檢驗(yàn)系統(tǒng)的可控性條件。(2)從矩陣的特征多項(xiàng)式來確定的值。(3)確定使?fàn)顟B(tài)方程變?yōu)榭煽貥?biāo)準(zhǔn)型的變換矩陣：其中為可控性矩陣，(4)利用所期望的特征值，寫出期望的多項(xiàng)式并確定的值。(5)需要的狀態(tài)反饋增益矩陣由以下方程確定：3.2極點(diǎn)配置及MATLAB仿真前面我們已經(jīng)得到了直線一級倒立擺的狀態(tài)空間模型，以小車加速度作為輸入的系統(tǒng)狀態(tài)方程為：于是有：，，，直線一級倒立擺的極點(diǎn)配置轉(zhuǎn)化為：選，，解得=0.59，wn=3.39，=0.804，符合要求。求得閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)為：，選取另兩個極點(diǎn)為-14，-14。則：對于如上所述的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)控制器，要求系統(tǒng)具有較短的調(diào)整時(shí)間（約3秒）和合適的阻尼。下面采用四種不同的方法計(jì)算反饋矩陣。方法一：倒立擺極點(diǎn)配置原理圖如圖3-2所示。圖3-2倒立擺極點(diǎn)配置原理圖極點(diǎn)配置步驟如下：(1)檢驗(yàn)系統(tǒng)可控性（略）(2)計(jì)算特征值根據(jù)要求，并留有一定的裕量（設(shè)調(diào)整時(shí)間為2秒），我們選取期望的閉環(huán)極點(diǎn)，其中：其中，是一對具有的主導(dǎo)閉環(huán)極點(diǎn)，位于主導(dǎo)閉環(huán)極點(diǎn)的左邊，因此其影響較小，因此期望的特征方程為：因此可以得到：由系統(tǒng)的特征方程：因此有系統(tǒng)的反饋增益矩陣為：(3)確定使?fàn)顟B(tài)方程變?yōu)榭煽貥?biāo)準(zhǔn)型的變換矩陣：式中：于是可以得到：(4)狀態(tài)反饋增益矩陣為：得到控制量為：；以上計(jì)算可以采用MATLAB編程計(jì)算。直線一級倒立擺狀態(tài)空間極點(diǎn)配置MATLAB程序1：clear;A=[0100;0000;0001;0024.50];B=[0102.5]';C=[1000;0010];D=[00]';J=[-14000;0-1400;00-2-2.74*i0;000-2+2.74*i];pa=poly(A);pj=poly(J);M=[BA*BA^2*BA^3*B];W=[pa(4)pa(3)pa(2)1;pa(3)pa(2)10;pa(2)100;1000];T=M*W;K=[pj(5)-pa(5)pj(4)-pa(4)pj(3)-pa(3)pj(2)-pa(2)]*inv(T);Ac=[(A-B*K)];Bc=[B];Cc=[C];Dc=[D];T=0:0.005:5;U=0.2*ones(size(T));Cn=[1000];Nbar=rscale(A,B,Cn,0,K);Bcn=[Nbar*B];[Y,X]=lsim(Ac,Bcn,Cc,Dc,U,T);plot(T,X(:,1),'-');holdon;plot(T,X(:,2),'-.');holdon;plot(T,X(:,3),'.');holdon;plot(T,X(:,4),'-');holdon;legend('CartPos','CartSpd','PendAng','PendSpd')（進(jìn)入MATLABSimulink實(shí)時(shí)控制工具箱“GoogolEducationProducts”打開“InvertedPendulum\LinearInvertedPendulum\Linear1-StageIPExperiment\PolesExperiments”中的“PolesControlMFile1”）運(yùn)行得到以下結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果如下：K=[-92.0608-45.1515174.427430.8606]圖3-3極點(diǎn)配置仿真結(jié)果可以看出，給定系統(tǒng)干擾后，倒立擺可以在2s內(nèi)很好的回到平衡位置方法二：矩陣（A－BK）的特征值是方程式的根：這是s的四次代數(shù)方程式，可表示為適當(dāng)選擇反饋系數(shù)系統(tǒng)的特征根可以取得所希望的值。把四個特征根設(shè)為四次代數(shù)方程式的根，則有比較兩式有下列聯(lián)立方程式如果給出的是實(shí)數(shù)或共軛復(fù)數(shù)，則聯(lián)立方程式的右邊全部為實(shí)數(shù)。據(jù)此可求解出實(shí)數(shù)。當(dāng)將特征根指定為下列兩組共軛復(fù)數(shù)時(shí)又利用方程式可列出關(guān)于的方程組：利用如下直線一級倒立擺狀態(tài)空間極點(diǎn)配置MATLAB程序2。clear;symsasbk1k2k3k4;A=[0100;0000;0001;00a0];B=[010b]';SS=[s000;0s00;00s0;000s];K=[k1k2k3k4];J=[-14000;0-1400;00-2-2.74*i0;000-2+2.74*i];ans=A-B*K;P=poly(ans)PJ=poly(J)（進(jìn)入MATLABSimulink實(shí)時(shí)控制工具箱“GoogolEducationProducts”打開“InvertedPendulum\LinearInvertedPendulum\Linear1-StageIPExperiment\PolesExperiments”中的“PolesControlMFile2”）求解后得K=[-92.0608-45.1515174.427430.8606]。即施加在小車水平方向的控制力：可以看出，和方法一的計(jì)算結(jié)果一樣。方法三：利用愛克曼公式計(jì)算愛克曼方程所確定的反饋增益矩陣為：其中利用MATLAB可以方便的計(jì)算，程序如下：直線一級倒立擺狀態(tài)空間極點(diǎn)配置MATLAB程序3（愛克曼公式）clear;A=[0100;0000;0001;0024.50];B=[0102.5]';M=[BA*BA^2*BA^3*B];J=[-14000;0-1400;00-2-2.74*i0;000-2+2.74*i];phi=polyvalm(poly(J),A);K=[0001]*inv(M)*phi（進(jìn)入MATLABSimulink實(shí)時(shí)控制工具箱“GoogolEducationProducts”打開“InvertedPendulum\LinearInvertedPendulum\Linear1-StageIPExperiment\PolesExperiments”中的“PolesControlMFile3”）運(yùn)行可以得到：K=[-92.0608-45.1515174.427430.8606]?？梢钥闯觯?jì)算結(jié)果和前面兩種方法一致。方法四：可以直接利用MATLAB的極點(diǎn)配置函數(shù)[K,PREC,MESSAGE]=PLACE(A,B,P)來計(jì)算。直線一級倒立擺狀態(tài)空間極點(diǎn)配置MATLAB程序4（愛克曼公式）如下所示。clear;A=[0100;0000;0001;0024.50];B=[0102.5]';M=[BA*BA^2*BA^3*B];J=[-14000;0-1400;00-2-2.74*i0;000-2+2.74*i];phi=polyvalm(poly(J),A);K=[0001]*inv(M)*phi（進(jìn)入MATLABSimulink實(shí)時(shí)控制工具箱“GoogolEducationProducts”打開“InvertedPendulum\LinearInvertedPendulum\Linear1-StageIPExperiment\PolesExperiments”中的“PolesControlMFile4”）為匹配place()函數(shù)，把-14,-14兩個極點(diǎn)改成了-14-0.0001j，-14+0.0001j，因?yàn)樵黾拥奶摬亢苄。梢院雎圆挥?jì)，運(yùn)行得到如下結(jié)果：K=[-92.0608-45.1515174.427430.8606]?？梢钥闯?，以上四種方法計(jì)算結(jié)果都保持一致。3.3極點(diǎn)配置實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)進(jìn)入MATLABSimulink中“\\matlab6p5\toolbox\GoogolTech\InvertedPendulum\LinearInvertedPendulum,”目錄，打開直線一級倒立擺狀態(tài)空間極點(diǎn)配置控制程序如下：（進(jìn)入MATLABSimulink實(shí)時(shí)控制工具箱“GoogolEducationProducts”打開“InvertedPendulum\LinearInvertedPendulum\Linear1-StageIPExperiment\PolesExperiments”中的“PolesControlDemo”）圖3-8狀態(tài)空間極點(diǎn)配置實(shí)時(shí)控制程序圖3-9極點(diǎn)配置控制參數(shù)設(shè)定(2)點(diǎn)擊“Controller”模塊設(shè)置控制器參數(shù)，把前面仿真結(jié)果較好的參數(shù)輸入到模塊中：點(diǎn)擊“OK”完成設(shè)定。(3)點(diǎn)擊編譯程序，完成后點(diǎn)擊使計(jì)算機(jī)和倒立擺建立連接。(4)點(diǎn)擊運(yùn)行程序，檢查電機(jī)是否上伺服。緩慢提起倒立擺的擺桿到豎直向上的位置，在程序進(jìn)入自動控制后松開。(5)雙擊“Scope”觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示：圖3-10狀態(tài)空間極點(diǎn)配置實(shí)時(shí)控制結(jié)果（平衡）圖3-11狀態(tài)空間極點(diǎn)配置實(shí)時(shí)控制結(jié)果（施加干擾）可以看出，系統(tǒng)可以在很小的振動范圍內(nèi)保持平衡，小車振動幅值約為4×10-3m，擺桿振動的幅值約為0.01弧度。在給定倒立擺干擾后，系統(tǒng)如響應(yīng)如圖3-11所示，從上圖可以看出，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間約為2.1秒，X的上升時(shí)間約為0.4s，的超調(diào)量約為0.15弧度。達(dá)到設(shè)計(jì)要求。狀態(tài)反饋系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是極點(diǎn)的任意配置，無論開環(huán)極點(diǎn)和零點(diǎn)在什么位置，都可以任意配置期望的閉環(huán)極點(diǎn)。這為我們提供了控制系統(tǒng)的手段，假如系統(tǒng)的所有狀態(tài)都可以被測量和反饋的話，狀態(tài)反饋可以提供簡單而適用的設(shè)計(jì)第四章總結(jié)及心得體會總結(jié)：PID的MATLAB仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本是吻合的。在MATLAB仿真時(shí)，通過不斷的調(diào)試，可以找到很多組滿足實(shí)驗(yàn)要求的PID參數(shù)，這就要求在眾多的參數(shù)中選取最優(yōu)解。但是實(shí)際系統(tǒng)和仿真還是有出入的，在實(shí)際系統(tǒng)中調(diào)試時(shí)，仿真好的參數(shù)不一定效果好。所以，要調(diào)試出好的參數(shù)，前期要進(jìn)行仿真調(diào)試出比較合適的參數(shù)組，然后在實(shí)驗(yàn)室取最優(yōu)解。最終的PID參數(shù)為：120,100,20。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：在干擾停止作用后，系統(tǒng)大約3.2s達(dá)到穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)時(shí)擺桿與垂直方向的夾角變化遠(yuǎn)小于0.1弧度。滿足設(shè)計(jì)要求。極點(diǎn)配置中對極點(diǎn)的選取很重要。通過這次課設(shè)，我學(xué)會了很多求極點(diǎn)配置參數(shù)的辦法。最終求得到的參數(shù)為：K=[-92.0608-45.1515174.427430.8606]。這組參數(shù)最后調(diào)出的系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間約為2.1秒，X的上升時(shí)間約為0.4s，的超調(diào)量約為0.15弧度。滿足了設(shè)計(jì)要求。PID由于是單輸入單輸出系統(tǒng)，只能控制擺桿的角度，不能控制小車的位移，而極點(diǎn)配置兩個變量都可以控制。心得體會：通過這次課程設(shè)計(jì)，我不僅對MATLAB的應(yīng)用更加熟練，而且熟悉了實(shí)際系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立過程。對PID和極點(diǎn)配置的應(yīng)用有了深入的了解。對PID控制參數(shù)的選取也更加熟悉，對極點(diǎn)配置的過程和方法也有了新的認(rèn)識。同時(shí)認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)和仿真之間的差別，好的參數(shù)不僅需要仿真時(shí)多次調(diào)試，更需要在實(shí)驗(yàn)室對實(shí)物多次調(diào)試。

高考語文試卷一、語言文字運(yùn)用（15分）1．在下面一段話的空缺處依次填入詞語，最恰當(dāng)?shù)囊唤M是（3分）提到桃花源，許多人會聯(lián)想到瓦爾登湖。真實(shí)的瓦爾登湖，早已成為▲的觀光勝地，梭羅的小木屋前也經(jīng)常聚集著▲的游客，不復(fù)有隱居之地的氣息。然而虛構(gòu)的桃花源一直就在我們的心中，哪怕▲在人潮洶涌的現(xiàn)代城市，也可以獲得心靈的寧靜。A．名聞遐邇聞風(fēng)而至雜居 B．名噪一時(shí)聞風(fēng)而至棲居C．名噪一時(shí)紛至沓來雜居 D．名聞遐邇紛至沓來?xiàng)?．在下面一段文字橫線處填入語句，銜接最恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)是（3分）在南方，芭蕉栽植容易，幾乎四季常青?！劣谠掠辰队啊⒀簹埲~，那更是詩人畫家所向往的了。①它覆蓋面積大，吸收熱量大，葉子濕度大。②古人在走廊或書房邊種上芭蕉，稱為蕉廊、蕉房，饒有詩意。③因此蕉陰之下，是最舒適的小坐閑談之處。④在旁邊配上幾竿竹，點(diǎn)上一塊石，真像一幅元人的小景。⑤在夏日是清涼世界，在秋天是分綠上窗。⑥小雨乍到，點(diǎn)滴醒人；斜陽初過，青翠照眼。A．①③②④⑥⑤ B．①④②③⑥⑤C．②①④③⑤⑥ D．②③④①⑤⑥3．下列詩句與“憫農(nóng)館”里展示的勞動場景，對應(yīng)全部正確的一項(xiàng)是（3分）①笑歌聲里輕雷動，一夜連枷響到明②種密移疏綠毯平，行間清淺縠紋生③分疇翠浪走云陣，刺水綠針抽稻芽④陰陰阡陌桑麻暗，軋軋房櫳機(jī)杼鳴A．①織布②插秧③車水④打稻 B．①織布②車水③插秧④打稻C．①打稻②插秧③車水④織布D．①打稻②車水③插秧④織布4．閱讀下圖，對VR（即“虛擬現(xiàn)實(shí)”）技術(shù)的解說不正確的是一項(xiàng)是（3分）A．VR技術(shù)能提供三個維度的體驗(yàn)：知覺體驗(yàn)、行為體驗(yàn)和精神體驗(yàn)。 B．現(xiàn)有的VR技術(shù)在精神體驗(yàn)上發(fā)展較快，而在知覺體驗(yàn)上發(fā)展較慢。C．VR技術(shù)的未來方向是知覺體驗(yàn)、行為體驗(yàn)和精神體驗(yàn)的均衡發(fā)展。D．期許的VR體驗(yàn)將極大提高行為體驗(yàn)的自由度和精神體驗(yàn)的滿意度。二、文言文閱讀（20分）閱讀下面的文言文，完成5—8題。臨川湯先生傳鄒迪光先生名顯祖，字義仍，別號若士。豫章之臨川人。生而穎異不群。體玉立，眉目朗秀。見者嘖嘖曰：“湯氏寧馨兒?！蔽鍤q能屬對。試之即應(yīng)，又試之又應(yīng)，立課數(shù)對無難色。十三歲，就督學(xué)公試，補(bǔ)邑弟子員。每試必雄其曹偶。庚午舉于鄉(xiāng)，年猶弱冠耳。見者益復(fù)嘖嘖曰：“此兒汗血，可致千里，非僅僅蹀躞康莊也者?！倍〕髸嚕旯賹倨渌饺肃⒁晕〖锥粦?yīng)。曰：“吾不敢從處女子失身也。”公雖一老孝廉乎，而名益鵲起，海內(nèi)之人益以得望見湯先生為幸。至癸未舉進(jìn)士，而江陵物故矣。諸所為附薰炙者，骎且澌沒矣。公乃自嘆曰：“假令予以依附起，不以依附敗乎？”而時(shí)相蒲州、蘇州兩公，其子皆中進(jìn)士，皆公同門友也。意欲要之入幕，酬以館選，而公率不應(yīng)，亦如其所以拒江陵時(shí)者。以樂留都山川，乞得南太常博士。至則閉門距躍，絕不懷半刺津上。擲書萬卷，作蠹魚其中。每至丙夜，聲瑯瑯不輟。家人笑之：“老博士何以書為？”曰：“吾讀吾書，不問博士與不博士也?！睂ひ圆┦哭D(zhuǎn)南祠部郎。部雖無所事事，而公奉職毖慎，謂兩政府進(jìn)私人而塞言者路，抗疏論之，謫粵之徐聞尉。居久之，轉(zhuǎn)遂昌令。又以礦稅事多所蹠戾②，計(jì)偕之日，便向吏部堂告歸。雖主爵留之，典選留之，御史大夫留之，而公浩然長往，神武之冠竟不可挽矣。居家，中丞惠文，郡國守令以下，干旄往往充斥巷左，而多不延接。即有時(shí)事，非公憤不及齒頰。人勸之請托，曰：“吾不能以面皮口舌博錢刀，為所不知后人計(jì)?！敝复采蠒局骸坝写瞬回氁??！惫跁鵁o所不讀，而尤攻《文選》一書，到掩卷而誦，不訛只字。于詩若文無所不比擬，而尤精西京六朝青蓮少陵氏。公又以其緒余為傳奇，若《紫簫》、《還魂》諸劇，實(shí)駕元人而上。每譜一曲，令小史當(dāng)歌，而自為之和，聲振寥廓。識者謂神仙中人云。公與予約游具區(qū)靈巖虎丘諸山川，而不能辦三月糧，逡巡中輟。然不自言貧，人亦不盡知公貧。公非自信其心者耶？予雖為之執(zhí)鞭，所忻慕焉。（選自《湯顯祖詩文集》附錄，有刪節(jié)）[注]①江陵公：指時(shí)相張居正，其為江陵人。②蹠戾：乖舛，謬誤。5．對下列加點(diǎn)詞的解釋，不正確的一項(xiàng)是（3分）A．每試必雄其曹偶 雄：稱雄B．酬以館選 酬：應(yīng)酬C．以樂留都山川 樂：喜愛D．為所不知后人計(jì) 計(jì)：考慮6．下列對原文有關(guān)內(nèi)容的概括和分析，不正確的一項(xiàng)是（3分）A．湯顯祖持身端潔，拒絕了時(shí)相張居正的利誘，海內(nèi)士人都以結(jié)識他為榮幸。B．因?yàn)樯蠒u當(dāng)權(quán)者徇私情、塞言路，湯顯祖被貶官至廣東，做了徐聞尉。C．湯顯祖辭官回家后，當(dāng)?shù)毓賳T爭相與他交往，而湯顯祖不為私事開口求人。D．湯顯祖與鄒迪光相約三月份到江南一帶游玩，但沒準(zhǔn)備好糧食，因而作罷。7．把文中畫線的句子翻譯成現(xiàn)代漢語。（10分）（1）見者益復(fù)嘖嘖曰：“此兒汗血，可致千里，非僅僅蹀躞康莊也者?！保?）然不自言貧，人亦不盡知公貧。公非自信其心者耶？予雖為之執(zhí)鞭，所忻慕焉。8．請簡要概括湯顯祖讀書為文的特點(diǎn)。（4分）三、古詩詞鑒賞（11分）閱讀下面這首唐詩，完成9—10題。學(xué)諸進(jìn)士作精衛(wèi)銜石填海韓愈鳥有償冤者，終年抱寸誠?？阢暽绞?xì)，心望海波平。渺渺功難見，區(qū)區(qū)命已輕。人皆譏造次，我獨(dú)賞專精。豈計(jì)休無日，惟應(yīng)盡此生。何慚刺客傳，不著報(bào)讎名。9．本讀前六句是怎樣運(yùn)用對比手法勾勒精衛(wèi)形象的？請簡要分析。(6分)10．詩歌后六句表達(dá)了作者什么樣的人生態(tài)度？（5分）四、名句名篇默寫（8分）11．補(bǔ)寫出下列名句名篇中的空缺部分。（1）名余曰正則兮，__________________。（屈原《離騷》）（2）__________________，善假于物也。（荀子《勸學(xué)》）（3）艱難苦恨繁霜鬢，__________________。（杜甫《登高》）（4）樹林陰翳，__________________，游人去而禽鳥樂也。（歐陽修《醉翁亭記》）（5）__________________，抱明月而長終。（蘇軾《赤壁賦》）（6）浩蕩離愁白日斜，__________________。（龔自珍《己亥雜詩》）（7）道之以德，__________________，有恥且格。（《論語·為政》）（8）蓋文章，經(jīng)國之大業(yè)，__________________。（曹丕《典論·論文》）五、現(xiàn)代文閱讀（一）（15分）閱讀下面的作品，完成12~14題。表妹林斤瀾矮凳橋街背后是溪灘，那灘上鋪滿了大的碎石，開闊到叫人覺著是不毛之地。幸好有一條溪，時(shí)寬時(shí)窄，自由自在穿過石頭灘，帶來水草野樹，帶來生命的歡喜。灘上走過來兩個女人，一前一后，前邊的挎著個竹籃子，簡直有搖籃般大，里面是衣服，很有點(diǎn)分量，一路拱著腰身，支撐著籃底。后邊的女人空著兩手，幾次伸手前來幫忙，前邊的不讓。前邊的女人看來四十往里，后邊的四十以外。前邊的女人不走現(xiàn)成的小路，從石頭灘上斜插過去，走到一個石頭圈起來的水潭邊，把竹籃里的東西一下子控在水里，全身輕松了，透出來一口長氣，望著后邊的。后邊的走不慣石頭灘，盯著腳下，挑著下腳的地方。前邊的說：“這里比屋里清靜，出來走走，說說話……再呢，我要把這些東西洗出來，也就不客氣了。”說著就蹲下來，抓過一團(tuán)按在早鋪平好了的石板上，拿起棒槌捶打起來，真是擦把汗的工夫也節(jié)約了?？雌饋砗筮叺氖强腿耍D(zhuǎn)著身于看這個新鮮的地方，有一句沒一句地應(yīng)著：“水倒是清的，碧清的……樹也陰涼……石頭要是走慣了，也好走……”“不好走，一到下雨天你走走看，只怕?lián)鷶嗔四_筋。哪有你們城里的馬路好走?！薄跋掠晏煲蚕匆路?”“一下天呢，二十天呢。就是三十天不洗也不行。嗐，現(xiàn)在一天是一天的事情，真是日日清，月月結(jié)?！笨腿穗S即稱贊：“你真能干，三表妹，沒想到你有這么大本事，天天洗這么多?！敝魅宋⑽⑿χ?，手里捶捶打打，嘴里喜喜歡歡的：事情多著呢。只有晚上吃頓熱的，別的兩頓都是馬馬虎虎。本來還要帶子，現(xiàn)在托給人家。不過洗完衣服，還要踏縫紉機(jī)?！笨腿似鋵?shí)是個做活的能手，又做飯又帶孩子又洗衣服這樣的日子都過過?，F(xiàn)在做客人看著人家做活，兩只手就不知道放在哪里好。把左手搭在樹杈上，右手背在背后，都要用點(diǎn)力才在那里閑得住。不覺感慨起來：“也難為你，也虧得是你，想想你在家里的時(shí)候，比我還自在呢?！敝魅朔畔掳糸常瑑墒忠豢滩煌５厝啻昶饋恚骸白鲎鲆簿土?xí)慣了。不過，真的，做慣了空起兩只手來，反倒沒有地方好放。鄉(xiāng)下地方，又沒有什么好玩的，不比城里。”客人心里有些矛盾，就學(xué)點(diǎn)見過世面的派頭，給人家看，也壓壓自己的煩惱：“說的是，”右手更加用力貼在后腰上，“空著兩只手不也沒地方放嘛。城里好玩是好玩，誰還成天地玩呢。城里住長久了，一下鄉(xiāng)，空氣真就好，這個新鮮空氣，千金難買?！眴慰淇諝?，好比一個姑娘沒有什么好夸的，單夸她的頭發(fā)。主人插嘴問道：“你那里工資好好吧？”提起工資，客人是有優(yōu)越感的，卻偏偏埋怨道：“餓不死吃不飽就是了，連獎金帶零碎也有七八十塊?！薄澳鞘亲龆嘧錾僬諛幽醚剑　薄斑€吃著大鍋飯?！薄安蛔霾蛔鲆材昧呤桑俊薄拌F飯碗！”客人差不多叫出來，她得意。主人不住手地揉搓，也微微笑著?？腿说勾蚱稹氨Р黄健眮恚骸澳愫闷猓俏?，氣也氣死了，做多做少什么也不拿。”“大表姐，我們也搞承包了。我們家庭婦女洗衣店，給旅店洗床單，給工廠洗工作服都洗不過來?！薄澳且粋€月能拿多少呢？”客人問得急點(diǎn)。主人不忙正面回答，笑道：“還要苦干個把月，洗衣機(jī)買是買來了，還沒有安裝。等安裝好了，有時(shí)間多踏點(diǎn)縫紉機(jī)，還可以翻一番呢！”“翻一番是多少？”客人急得不知道轉(zhuǎn)彎。主人停止揉搓，去抓棒槌，這功夫，伸了伸兩個手指頭?？腿说哪X筋飛快轉(zhuǎn)動：這兩個手指頭當(dāng)然不會是二十，那么是二百……聽著都嚇得心跳，那頂哪一級干部了？廠長？……回過頭來說道：“還是你們不封頂好，多勞多得嘛?！薄安贿^也不保底呀，不要打算懶懶散散混日子?！笨腿藘刹綋溥^來，蹲下來抓過一堆衣服，主人不讓，客人已經(jīng)揉搓起來了，一邊說：“懶懶散散，兩只手一懶，骨頭都要散……鄉(xiāng)下地方比城里好，空氣第一新鮮，水也碧清……三表妹，等你大侄女中學(xué)一畢業(yè)，叫她頂替我上班，我就退下來……我到鄉(xiāng)下來享幾年福，你看怎么樣？”（選自《十月》1984年第6期，有刪改）12．下列對小說相關(guān)內(nèi)容和藝術(shù)特色的賞析，不正確的一項(xiàng)是？A．小說開頭的景物描寫，以自由流動的溪水所帶來的“水草野樹”以級“生命的歡喜”，暗示著農(nóng)村的新氣象。B．小說中“一路拱著腰身”等動作描寫，以及“真是日日清，月月結(jié)”等語言描寫，為下文表妹承包洗衣服這件事做了鋪墊。C．表姐兩次提到鄉(xiāng)下空氣“新鮮”，第一次是出于客套，第二次提到時(shí)，表姐對農(nóng)村的好已有了更多體會。D．表妹說的“不要打算懶懶散散混日子”，既表達(dá)了自己對生活的態(tài)度，也流露出對自己得不到休息的些許不滿。13．請簡要分析表姐這一人物形象。（6分）14．小說刻畫了兩個人物，作者以“表妹”為題，表達(dá)了哪些思想感情？（6分）六、現(xiàn)代文閱讀（二）（12分）閱讀下面的作品，完成15~17題。書家和善書者沈尹默“古之善書者，往往不知筆法?！鼻叭耸沁@樣說過。就寫字的初期來說，這句話，是可以理解的，正同音韻一樣，四聲清濁，是不能為晉宋以前的文人所熟悉的，他們作文，只求口吻調(diào)利而已。筆法不是某一個人憑空創(chuàng)造出來的，而是由寫字的人們逐漸地在寫字的點(diǎn)畫過程中，發(fā)現(xiàn)了它，因而很好地去認(rèn)真利用它，彼此傳授，成為一定必守的規(guī)律。由此可知，書家和非書家的區(qū)別，在初期是不會有的。寫字發(fā)展到相當(dāng)興盛之后（尤其到唐代），愛好寫字的人們，一天比一天多了起來，就產(chǎn)生出一批好奇立異、相信自己、不大愿意守法的人，各人使用各人的手法，各人創(chuàng)立各人所愿意的規(guī)則。凡是人為的規(guī)則，它本身與實(shí)際必然不能十分相切合，因而它是空洞的、缺少生命力的，因而也就不會具有普遍的、永久的活動性，因而也就不可能使人人都滿意地沿用著它而發(fā)生效力。在這里，自然而然地便有書家和非書家的分別了。有天分、有休養(yǎng)的人們，往往依他自己的手法，也可能寫出一筆可看的字，但是詳細(xì)監(jiān)察一下它的點(diǎn)畫，有時(shí)與筆法偶然暗合，有時(shí)則不然，尤其是不能各種皆工。既是這樣，我們自然無法以書家看待他們，至多只能稱之為善書者。講到書家，那就得精通八法，無論是端楷，或者是行草，他的點(diǎn)畫使轉(zhuǎn)，處處皆須合法，不能四號茍且從事，你只要看一看二王、歐、虞、褚、顏諸家遺留下來的成績，就可以明白的。如果拿書和畫來相比著看，書家的書，就好比精通六法的畫師的畫；善書者的書，就好比文人的寫意畫，也有它的風(fēng)致可愛處，但不能學(xué)，只能參觀，以博其趣。其實(shí)這也是寫字發(fā)展過程中，不可避免的現(xiàn)象。六朝及唐人寫經(jīng)，風(fēng)格雖不甚高，但是點(diǎn)畫不失法度，它自成為一種經(jīng)生體，比之后代善書者的字體，要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)枚?。宋代的蘇東坡，大家都承認(rèn)他是個書家，但他因天分過高，放任不羈，執(zhí)筆單鉤，已為當(dāng)時(shí)所非議。他自己曾經(jīng)說過：“我書意造本無法。”黃山谷也嘗說他“往往有意到筆不到處”。就這一點(diǎn)來看，他又是一個道地的不拘拘于法度的善書的典型人物，因而成為后來學(xué)書人不須要講究筆法的借口。我們要知道，沒有過人的天分，就想從東坡的意造入手，那是毫無成就可期的。我嘗看見東坡畫的枯樹竹石橫幅，十分外行，但極有天趣，米元章在后邊題了一首詩，頗有相互發(fā)揮之妙。這為文人大開了一個方便之門，也因此把守法度的好習(xí)慣破壞無遺。自元以來，書畫都江河日下，到了明清兩代，可看的書畫就越來越少了。一個人一味地從心所欲做事，本來是一事無成的。但是若能做到從心所欲不逾矩（自然不是意造的矩）的程度，那卻是最高的進(jìn)境。寫字的人，也需要做到這樣。（有刪改）15．根據(jù)原文內(nèi)容，下列說法不正確的一項(xiàng)是（3分）A．善書而不知筆法，這一現(xiàn)象出現(xiàn)在寫字初期，當(dāng)時(shí)筆法還未被充分發(fā)現(xiàn)和利用。B．唐代愛好寫字的人漸多，有一批人好奇立異，自創(chuàng)規(guī)則，經(jīng)生體就是這么產(chǎn)生的。C．二王、歐、虞、褚、顏諸家都是嚴(yán)格遵守筆法的典型，他們都屬于書家的行列。D．元明清三代，書畫創(chuàng)作每況愈下，優(yōu)秀作品越來越少，與守法度的習(xí)慣被破壞有關(guān)。16．下列關(guān)于原文內(nèi)容的理解和分析，不正確的一項(xiàng)是（3分）A．在寫字過程中，那些與實(shí)際不能完全切合的人為的規(guī)則，不具有普遍的永久的活動性，因而不能稱之為筆法。B．書與畫相似，書家之書正如畫師之畫，謹(jǐn)嚴(yán)而不失法度，而善書者之書正如文人的寫意，別有風(fēng)致。C．蘇東坡天分高，修養(yǎng)深，意造的書畫自有天然之趣，但率先破法，放任不羈，成為后世不守法度的借口。D．一味從心所欲做事是不可取的，但寫字的人如能做到“從心所欲不逾矩”，卻能達(dá)到最高的境界。17．書家和善書者的區(qū)別體現(xiàn)在哪些方面？請簡要概括。（6分）七、現(xiàn)代文閱讀（三）（12分）閱讀下面的作品，完成18~20題。天津的開合橋茅以升開合橋就是可開可合的橋，合時(shí)橋上走車，開時(shí)橋下行船，一開一合，水陸兩便，是一種很經(jīng)濟(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)。但在我國，這種橋造得很少，直到現(xiàn)在，幾乎全國的開合橋都集中在天津，這不能不算是天津的一種“特產(chǎn)”。南運(yùn)河上有金華橋，于牙河上有西河橋，海河上有全鋼橋、全湯橋、解放橋。這些都是開合橋。為什么天津有這樣多的開合橋呢？對陸上交通說，過河有橋，當(dāng)然是再好沒有了。但是河上要行船，有了橋，不但航道受限制，而且船有一定高度，如果橋的高度不變，水漲船高，就可能過不了橋。要保證船能過橋，就要在橋下預(yù)留一個最小限度的空間高度，雖在大水時(shí)期，仍然能讓最高的船通行無阻。這個最小限度的空間高度，名為“凈空”，要等于河上航行的船的可能最大高度。根據(jù)河流在洪水時(shí)期的水位，加上凈空，就定出橋面高出兩岸的高度。如果河水漲落差距特別大，如同天津的河流一樣，那么，這橋面的高度就很驚人了。橋面一高，就要在橋面和地面之間造一座有坡度的“引橋”，引橋不僅增加了橋梁的造價(jià)，而且對兩旁的房屋建筑非常不利。這在城市規(guī)劃上成了不易解決的問題。這便是水陸文通之同的一個矛盾。為了陸上交通，就要有正橋過河，而正橋就妨礙了水上交通；為了水上交通，就要有兩岸的引橋，而引橋又妨礙了陸上交通，因?yàn)樯弦龢虻能囕v有的是要繞道而行的，而引橋兩旁的房屋也是不易相互往來的。在都市里，除非長度有限，影響不大的以外，引橋總是一種障礙物，應(yīng)當(dāng)設(shè)法消除。開合橋就是消除引橋的一種橋梁結(jié)構(gòu)。天津開河橋多，就是這個原因。開合橋的種類很多，一種是“平旋橋”，把兩孔橋聯(lián)在一起，在兩孔之間的橋墩上，安裝機(jī)器，使這兩孔橋圍繞這橋墩在水面上旋轉(zhuǎn)九十度，與橋的原來位置垂直，讓出兩孔航道，上下無阻地好過船。一種“升降橋”，在一孔橋的兩邊橋墩上，各立塔架，安裝機(jī)器，使這一孔橋能在塔架間升降，就像電梯一樣，橋孔升高時(shí)，下面就可以過船了。一種是“吊旋橋”，把一孔橋分為兩葉，每葉以橋墩支座為中心，用機(jī)器轉(zhuǎn)動，使其臨空一頭，逐漸吊起，高離水面，這樣兩葉同時(shí)展開，就可讓出中間通道，以便行船。一是“推移橋”把一孔橋用機(jī)器沿著水平面拖動，好像拉抽屜是一樣，以使讓出河道行船。開合橋橋面不必高出地面，不用引橋，但開時(shí)不能走車，合時(shí)不能通船，水陸交通不可同時(shí)進(jìn)行。特別是，橋在開合的過程中，既非全開，又非全合，于是在這一段時(shí)間里，水陸都不能通行，這在運(yùn)輸繁忙的都市，如何能容許呢？因此，在橋梁史上，開合橋雖曾風(fēng)行一時(shí)，但在近數(shù)十年來，就日益減少了。那么，開合橋怎樣才能更好地服務(wù)呢？應(yīng)當(dāng)說，有幾種改進(jìn)的可能：一是將橋身減輕，改用新材料，使它容易開動；二是強(qiáng)化橋上的機(jī)器，提高效率，大大縮減開橋合橋的時(shí)間；三是利用電子儀器，使橋的開合自動化，以期達(dá)到每次開橋時(shí)間不超過3分鐘，如同十字道口的錯車時(shí)間一樣。這些都不是幻想，也許在不久的將來就會實(shí)現(xiàn)。（有刪改）18．下列對文中“引橋”的理解，不正確的一項(xiàng)（3分）A．引橋是建造在河的兩岸有一定坡度的橋，其作用是引導(dǎo)車輛駛上正橋。B．在設(shè)計(jì)引橋時(shí)，需要綜合考慮空間高度、橋梁造價(jià)、城市規(guī)劃等因素。C．引橋方便了水上交通，但會妨礙陸上交通，因?yàn)樯弦龢虻能囕v必須繞道。D．在都市里，長度過長、影響太大的引橋是一種障礙物，應(yīng)該設(shè)法消除。19．下列對原文內(nèi)容的概括和分析，不正確的一項(xiàng)是（3分）A．開合橋成為天津的“特產(chǎn)”，與天津河流水位漲落差距特別大密切相關(guān)。B．建橋時(shí)，正橋橋面高出兩岸的高度等于河流平時(shí)的水位加上橋的凈空。C．除平旋橋之外，升降橋、吊旋橋、推移橋這三種都屬于一孔橋。D．改進(jìn)開合橋的關(guān)鍵是盡可能縮減橋的開合時(shí)間，提高通行效率。20．請結(jié)合全文，概括開合橋的優(yōu)缺點(diǎn)。（6分）八、作文（70分）21．根據(jù)以下材料，選取角度，自擬題目，寫一篇不少于800字的文章；除詩歌外，文體自選。物各有性，水至淡，鹽得味。水加水還是水，鹽加鹽還是鹽。酸甜苦辣咸，五味調(diào)和，共存相生，百味紛呈。物如此，事猶是，人亦然。語文Ⅱ（附加題）一、閱讀材料，完成22～24題。（10分）題自書杜拾遺詩后徐渭余讀書臥龍山之巔，每于風(fēng)雨晦暝時(shí)，輒呼杜甫。嗟乎，唐以詩賦取士，如李杜者不得舉進(jìn)士；元以曲取士，而迄今嘖嘖于人口如王實(shí)甫者，終不得進(jìn)士之舉。然青蓮以清平調(diào)三絕寵遇明皇實(shí)甫見知于花拖而榮耀當(dāng)世彼拾遺者一見而輒阻僅博得早朝詩幾首而已余俱悲歌慷慨苦不勝述。為錄其詩三首，見吾兩人之遇，異世同軌。誰謂古今人不相及哉！22．用斜線“/”給上面文言文中的劃線部分?jǐn)嗑?。（?處）（5分）23．王實(shí)甫的雜劇代表作為《▲》，期中男女主人公是▲、▲。（3分）24．根據(jù)材料，概括文中古今人“相及”的內(nèi)涵。（2分）二、名著閱讀題。（15分）25．下列有關(guān)名著的說明，不正確的兩項(xiàng)是（5分）（選擇兩項(xiàng)且全答對得5分，選擇兩項(xiàng)只答對一項(xiàng)得2分，其余情況得0分）A．《三國演義》中，張飛在長板橋上睜圓環(huán)眼厲聲大喝，嚇退曹兵，然后迅速拆斷橋梁，以阻追兵，可見張飛十分勇猛，有很有智謀。B．《家》中，許倩如倡導(dǎo)女子