1、精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -第 0 章緒論0-1 什么是仿真？它所遵循的基本原就是什么？答：仿真是建立在掌握理論、相像理論、信息處理技術(shù)和運算機技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的，以運算機和其他專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實或假想的系統(tǒng)進行試驗，并借助專家體會學(xué)問、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對試驗結(jié)果進行分析和討論，進而做出決策的一門綜合性的試驗性科學(xué)；它所遵循的基本原就是相像原理；0-2 仿真的分類有幾種？為什么？答：依據(jù)相像原理來分：物理仿真、數(shù)學(xué)仿真和混合仿真；物理仿真：就是應(yīng)用幾何相像原理，制作一個與實際系統(tǒng)相像但幾何尺寸較小或較大的物理模型（例如飛

2、機模型放在氣流場相像的風(fēng)洞中）進行試驗討論；數(shù)學(xué)仿真：就是應(yīng)用數(shù)學(xué)相像原理，構(gòu)成數(shù)學(xué)模型在運算機上進行討論；它由軟硬件仿真環(huán)境、動畫、圖形顯示、輸出打印設(shè)備等組成；混合仿真又稱數(shù)學(xué)物理仿真，它是為了提高仿真的可信度或者針對一些難以建模的實體，在系統(tǒng)討論中往往把數(shù)學(xué)仿真、物理仿真和實體結(jié)合起來組成一個復(fù)雜的仿真系統(tǒng)， 這種在仿真環(huán)節(jié)中有部分實物介入的混合仿真也稱為半實物仿真或者半物理仿真；0-3 比較物理仿真和數(shù)學(xué)仿真的優(yōu)缺點；答：在仿真討論中，數(shù)學(xué)仿真只要有一臺數(shù)學(xué)仿真設(shè)備（如運算機等），就可以對不同的掌握系統(tǒng)進行仿真試驗和討論，而且，進行一次仿真試驗討論的預(yù)備工作也比較簡潔，主要是受控系統(tǒng)的

3、建模、掌握方式的確立和運算機編程；數(shù)學(xué)仿真試驗所需的時間比物理仿真大大縮短，試驗數(shù)據(jù)的處理也比物理仿真簡潔的多；與數(shù)學(xué)仿真相比，物理仿真總是有實物介入，成效直觀逼真，精度高， 可信度高，具有實時性與在線性的特點；但其需要進行大量的設(shè)備制造、安裝、 接線及調(diào)試工作，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高，耗時過長，敏捷性差，轉(zhuǎn)變參數(shù)困難，模型難以重用，通用性不強；0-4 簡述運算機仿真的過程；答：第一步：依據(jù)仿真目的確定仿真方案依據(jù)仿真目的確定相應(yīng)的仿真結(jié)構(gòu)和方法，規(guī)定仿真的邊界條件與約束條件；其次步：建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型對于簡潔的系統(tǒng)，可以通過某些基本定律來建立數(shù)學(xué)模型；而對于復(fù)雜的系統(tǒng)，就必需利用試驗方法通過系統(tǒng)

4、辯識技術(shù)來建立數(shù)學(xué)模型；數(shù)學(xué)模型是系統(tǒng)仿真的依 據(jù)，所以，數(shù)學(xué)模型的精確性是非常重要；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 1 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -第三步：建立仿真模型即通過肯定算法對原系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進行離散化處理，就連續(xù)系統(tǒng)言，就是建立相應(yīng)的差分方程；第四步：編制仿真程序?qū)τ诜菍崟r仿真，可用一般高級語言或仿真語言；對于快速的實時仿真，往往需要用匯編語言；第五步：進行仿真試驗并輸出仿真結(jié)果通過試驗對仿真系統(tǒng)模型及程序進行校驗和修改，然后按系統(tǒng)仿真的要求輸出仿真結(jié)

5、果；0-5 什么是CAD技術(shù)？掌握系統(tǒng)CAD可解決哪些問題？答：CAD技術(shù)，即運算機幫助設(shè)計（Computer Aided Design），是將運算機高速而精確的運算才能、大容量儲備和數(shù)據(jù)處理才能與設(shè)計者的綜合分析、規(guī)律判定以及制造性思維結(jié)合起來，以加快設(shè)計進程、縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量的技術(shù)；掌握系統(tǒng)CAD可以解決以頻域法為主要內(nèi)容的經(jīng)典掌握理論和以時域法為主要內(nèi)容的現(xiàn)代掌握理論；此外，自適應(yīng)掌握、自校正掌握以及最優(yōu)掌握等現(xiàn)代掌握策略 都可利用CAD 技術(shù)實現(xiàn)有效的分析和設(shè)計；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁，共 21 頁 - - - - - - - -

6、 - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -第 1 章仿真軟件MATLAB1-1對于矩陣A=1 2;3 4， MATLAB以下四條命令：A.0.5 ； A0.5 ； sqrtA ； sqrtmA所得結(jié)果相同嗎？它們中哪個結(jié)果是復(fù)數(shù)矩陣，為什么？答：A.0.5=1.00001.4142;1.73212.0000 ；A0.5= 0.5537 + 0.4644i 0.8070 - 0.2124i;1.2104 - 0.3186i1.7641 + 0.1458i；sqrtA= 1.00001.4142;1.73212.0000 ；sqrtmA = 0.5537 +

7、 0.4644i 0.8070 - 0.2124i;1.2104 - 0.3186i1.7641 + 0.1458i；其中，“ A.0.5 ”表示向量的乘方，“ A0.5 ”表示矩陣的乘方，“ sqrtA ”只定義在矩陣的單個元素上，即分別對矩陣的每個元素進行運算，“ sqrtmA ”表示對矩陣（方陣）的超越函數(shù)進行運算；1-4 求二元函數(shù)方程組：sinx-y=0,cosx+y=0的解；答：>>x,y=solve'sinx-y=0','cosx+y=0','x','y' x =-1/4*pi 1/4*piy =-1/4

8、*pi 1/4*pi1-5 求函數(shù)yt=exp-t*|sincost|的最大值（0<=t<inf）；答：>>f='-1*exp-absx*abssincosabsx'>>x=fminsearchf,0,ymax=exp-absx*abssincosabsx x =ymax =00.84151-6設(shè) D2y-3Dy+2y=x,y0=1,Dy0=0，求 y0.5 的值；答：>> f='D2y-3*Dy+2*y=x'g=dsolvef,'y0=1,Dy0=0','x'x=0.5;y=eva

9、lg y =0.61001-7 求方程cost2*exp-0.1t=0.5t的解；答：>>t1=solve'cost2*exp-0.1*t=0.5*t','t't=evalt1精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 3 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -t =0.83291-8 求方程組：x2+y2=1,xy=2的解；答：>>x,y=solve'x2+y2=1','x*y=2','x

10、','y' x =-1/2*1/2*51/2+1/2*i*31/23+1/4*51/2+1/4*i*31/2-1/2*1/2*51/2-1/2*i*31/23+1/4*51/2-1/4*i*31/2-1/2*-1/2*51/2+1/2*i*31/23-1/4*51/2+1/4*i*31/2-1/2*-1/2*51/2-1/2*i*31/23-1/4*51/2-1/4*i*31/2y =1/2*51/2+1/2*i*31/21/2*51/2-1/2*i*31/2-1/2*51/2+1/2*i*31/2-1/2*51/2-1/2*i*31/21-9 求 fkT=kexp-a

11、kT的 Z 變換表達式；答：>>syms k t z;f=k*exp-a*t;F=ztransf,t,z f =k*z/exp-a/z/exp-a-11-10 求一階微分方程Dx=ax+byt,x0=x0的解；答：>>f='Dx=a*x+b*y'x=dsolvef,'x0=x0','t' x =-b*y/a+expa*t*b*y+x0*a/a 1-12求以下方程組邊值問題的解；Df=3f+4g, Dg=-4f+3g, f0=0, g0=1答：>>f='Dx1=3*x1+4*x2,Dx2=-4*x1+3*

12、x2'x1,x2=dsolvef,'x10=0,x20=1','t' x1 =x2 =exp3*t*sin4*texp3*t*cos4*t精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -第 2 章 掌握系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其轉(zhuǎn)換2-1 已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為s2G ss36s2s111s6試用 MATLAB建立其狀態(tài)空間表達式；答：>>num=1 1 1;den=1 6 11 6;A,B,C,D=tf2

13、ssnum,den A =-6-11-6100010B =100C =111D =02-2 已知系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為01x1t10u1 t-2-3x2t11u2 t10x1t11x2tx1 tx 2 t y t試用 MATLAB求其傳遞函數(shù)陣；答：>> A=0 1;-2 -3;B=1 0;1 1;C=1 0;1 1;D=zeros2,2;>> num1,den1=ss2tfA,B,C,D,1,num2,den2=ss2tfA,B,C,D,2 num1 =den1 =num2 =01.00004.000002.00002.000013200.00001.000001.0

14、0001.0000精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 5 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -den2 =1322-3 已知兩子系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為G1 s1s1s， G2 s21s s3試利用MATLAB求兩子系統(tǒng)串聯(lián)和并聯(lián)時系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；答：>> num1=1;den1=1 3 2;num2=1;den2=1 3 0;>>num,den=seriesnum1,den1,num2,den2 num =00001den =161160>>

15、 num1=1;den1=1 3 2;num2=1;den2=1 3 0;>>num,den=parallelnum1,den1,num2,den2 num =00262den =1611602-4 設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為x1 tx 2 t01x1 t1u t-2-3x2 t2x1 t如取線性變換陣y t3011P11-1x2 t設(shè)新的狀態(tài)變量為xPx ，就利用MA TLAB求在新狀態(tài)變量下，系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式；答：>>A=0 1;-2 -3;B=1;2;C=3 0;D=0;P=1 1;1 -1;>>A1,B1,C1,D1=ss2ssA,B,C,D,P A

16、1 =B1 =C1 =-203-13-11.50001.5000精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 6 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -D1 =02-5 已知離散系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式x1 k101x1k0x2 k113x2k1u ty k11x1 kx2 k試用 MATLAB求其系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)；答：>>A=0 1;1 3;B=0;1;C=1 1;D=0;T=1;A1,B1,C1,D1=c2dmA,B,C,D,T A1 =B1 =C1 =D1 =2.95987

17、.33577.335724.96691.95987.3357110精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 7 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -第 3 章 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真3-1 已知線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式為x1 tx 2 t y t01x1 t2u t-5-6x2 t0x1 t12x2 t且初始狀態(tài)為零，試利用四階- 龍格庫塔法求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)；答：%ex3_1.mr=1; A=0 1;-5 -6; B=2;0; C=1 2; d=0; Tf=5; h=0.1;x

18、=zeroslengthA,1; y=0; t=0; for i=1:Tf/hK1=A* x+B*r; K2=A*x+h*K1/2+B*r; K3=A*x+h*K2/2+B*r; K4=A*x+h*K3+B*r; x=x+h*K1+2*K2+2*K3+K4/6;y=y;C*x; t=t;ti+h; endplott,y3-2 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)4G ss s2試利用二階- 龍格庫塔法求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 8 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - -

19、- - - -答：%ex3_2.mr=1; numo=4; deno=1,2,0; num,den=cloopnumo,deno; A,b,C,d=tf2ssnum,den;Tf=5; h=0.1;x=zeroslengthA,1; y=0; t=0; for i=1:Tf/hK1=A* x+b*r; K2=A*x+h*K1+b*r;x=x+h*K1+K2/2; y=y;C*x; t=t;ti+h; endplott,y3-4 利用 input 函數(shù)修改例3-1 所給程序ex3_1.m ，將其中給定的參數(shù)r，numo ，deno ，numh 和 denh 利用鍵盤輸入，使其變?yōu)檫B續(xù)掌握系統(tǒng)面對

20、傳遞函數(shù)的通用數(shù)字仿真程序；答：精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 9 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -3-5 利用 input 函數(shù)修改例3-2 所給程序ex3_2.m ，將其中給定的參數(shù)r ，P，W ，W0和 Wc 利用鍵盤輸入，使其變?yōu)檫B續(xù)掌握系統(tǒng)面對結(jié)構(gòu)圖的通用數(shù)字仿真程序；答：精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 10 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - -

21、- - -第 4 章 連續(xù)系統(tǒng)按環(huán)節(jié)離散化的數(shù)字仿真4-1 已知非線性習(xí)題如圖題4-1 所示，試利用連續(xù)系統(tǒng)按環(huán)節(jié)離散化的數(shù)字仿真方法，求輸出量y 的動態(tài)響應(yīng)，并與無非線性環(huán)節(jié)進行比較；（圖略）答：%ex4_1.m%主程序R=10;P=0.1 1 0.5 1 5 5; 0 1 1 0 0 0; 2 1 2 0 0 0;10 1 10 0 0 0;W=0 0 0 -1; 1 0 0 0; 0 1 0 0; 0 0 1 0;W0=1;0;0;0;Wc=0 0 0 1; Tf=25;T=0.02; A=P:,1;B=P:,2;C=P:,3;D=P:,4; FZ=P:,5;S=P:,6;n=lengt

22、hA; fori=1:nifAi=0ifBi=0 Ei=0;Fi=0;Gi=0;Hi=0; Li=Ci+Di/T/Ai;Qi=-Di/Ai*T;elseEi=exp-Ai*T/Bi;Fi=Di/Bi-Ci/Ai*1-Ei*Bi/Ai*T-1;Gi=Di/Bi-Ci/Ai*1+Ei-1*1+Bi/Ai*T; Hi=1;Li=Di/Bi;Qi=0;endelseifBi=0 Ei=1;Fi=0.5*Ci*T/Bi;Gi=Fi;Hi=1;Li=Di/Bi;Qi=0;elsedisp'Ai=Bi=0' endendend x=zeroslengthA,1;x0=x;z=x;u=zero

23、slengthA,1;u0=u; y=zeroslengthWc:,1,1;t=0; forj=1:Tf/Tu1=u; u=W*x+W0*R; fori=1:nifFZi=0ifFZi=1 ui=saturationui,Si;endifFZi=2 ui=deadzoneui,Si;end精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 11 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -ifFZi=3 ui,u0i=backlashu0i,ui,u1i,Si;ifendFZi=4 ui=sign1

24、ui,Si;endend x1=x;fori=1:n zi=Ei*zi+Fi*ui+Gi*u1i;xi=Hi*zi+Li*ui+Qi*u1i; endfori=1:nifFZi=0ifFZi=5 xi=saturationxi,Si;endifFZi=6 xi=deadzonexi,Si;endififFZi=7 xi,x0i=backlashx0i,xi,x1i,Si;FZi=8 xi=sign1xi,Si;endend endy=y,Wc*x;t=t,tj+T; endplott,y%saturation.m%子程序functionx=saturationu,s ifabsu>=si

25、fu>0 x= s; elsex=-s; endelsex= u; endendend修改“ P=0.1 1 0.5 1 0 0; 0 1 1 0 0 0; 2 1 2 0 0 0;10 1 10 0 0 0;”>>ex4_1精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 12 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -4-2 針對例3-2 所給線性定常系統(tǒng)，試利用第4 章所給程序，求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，并對其結(jié)果進行比較；答：>>ex3_2>>ex4

26、_1精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 13 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -4-3 針對例4-1 所給系統(tǒng)， 去掉飽和非線性環(huán)節(jié)后求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，并與例4-1所得結(jié)果進行比較；答：>>ex4_1修改“ P=0.1 1 0.5 1 0 0; 0 1 1 0 0 0; 2 1 2 0 0 0;10 1 10 0 0 0;”>>ex4_14-4 利用input 函數(shù)修改例4-1 所給程序ex4_1.m ，將其中給定的參數(shù)R， P， W ， W0

27、和 Wc 利用鍵盤輸入，使其變?yōu)檫B續(xù)掌握系統(tǒng)按環(huán)節(jié)離散化的通用數(shù)字仿真程序；答：略精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 14 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -第 5 章 采樣掌握系統(tǒng)的數(shù)字仿真5-1 已知采樣掌握系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖題5-1 所示 （圖略） ；試利用采樣掌握系統(tǒng)的數(shù)字仿真方法，求當(dāng)采樣周期T=0.1s ，且初始狀態(tài)為零時，離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)；答：%ex5_1.m R=1; Gr=1;Fr=0;P=1 1 1 0 0 0;1 2 1 0 0 0;W=0 0;1

28、 0;W0=1;0; Wc=0 1; Tf=25;Tm=0.1;T=0.01; A=P:,1;B=P:,2;C=P:,3;D=P:,4;FZ=P:,5;S=P:,6;n=lengthA;n1=lengthFr;m1=lengthGr; fori=1:nifAi=0ifBi=0 Ei=0;Fi=0;Gi=0;Hi=0;Li=Ci+Di/T/ Ai; Qi=- Di/ Ai*T;elseEi=exp-Ai*T/ Bi;Fi=Di/Bi- Ci/ Ai*1- Ei* Bi/ Ai*T-1;Gi=Di/Bi- Ci/ Ai*1+ Ei-1*1+ Bi/ Ai*T; Hi=1; Li=Di/ Bi; Q

29、i=0;endelseifBi=0 Ei=1;Fi=0.5*Ci*T/Bi;Gi=Fi;Hi=1;Li=Di/Bi;Qi=0;elsedisp'Ai= Bi=0' endendendx=zeroslengthA,1; x0=x;z=x;u=zeroslengthA,1; u0=u;y=zeroslengthWc:,1,1;t=0;Ur=zerosn1,1; Er=zerosm1,1; forij=0:Tf/Tm;e=R-xn;Er=e;Er1:m1-1;ur=-Fr*Ur+ Gr*Er;Ur= ur;Ur1:n1-1; forj=1:Tm/Tu1= u; u = W*x+W0*

30、ur;精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 15 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -fori=1:nifFZi=0ifFZi=1 ui=saturationui, Si;endifFZi=2 ui=deadzoneui, Si;endifFZi=3ui,u0i=backlashu0i,ui,u1i,Si;end ifFZi=4 ui=sign1ui, Si;endendend x1= x;fori=1:nzi=Ei*zi+Fi* ui+Gi*u1i;xi=Hi*zi+Li*

31、ui+Qi*u1i; endfori=1:nifFZi=0ifFZi=5 xi=saturationxi,Si;endifFZi=6 xi=deadzonexi,Si;endifFZi=7 xi,x0i=backlashx0i,xi,x1i,Si;end ifFZi=8 xi=sign1xi,Si;endendendy=y,Wc*x; t= t,tlengtht+T; endend plott,y>>ex5_15-2 針對例3-2 和例 4-1 所給連續(xù)系統(tǒng)，試利用第5 章所給程序，求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，并對其結(jié)果進行比較分析；答：>>ex3_2精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 16 頁，共 21 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - -