MATLAB語言與控制系統(tǒng)仿真_參考題答案_第3章

姓名：__________考號(hào)：__________一、單選題(共10題)1.在MATLAB中，如何創(chuàng)建一個(gè)傳遞函數(shù)模型？()A.tf(sys0)B.sys0C.sys(sys0)D.sys0(tf)2.在控制系統(tǒng)仿真中，哪一項(xiàng)不是系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)？()A.零點(diǎn)判據(jù)B.極點(diǎn)判據(jù)C.奇點(diǎn)判據(jù)D.周期判據(jù)3.在MATLAB中，如何繪制系統(tǒng)的Bode圖？()A.bode(sys)B.nyquist(sys)C.step(sys)D.lsim(sys)4.控制系統(tǒng)中的阻尼比ζ與阻尼系數(shù)c之間的關(guān)系是？()A.ζ=c/(2ωn)B.ζ=cωn/(2ωn^2)C.ζ=ωn/(2c)D.ζ=ωn^2/(2c)5.在控制系統(tǒng)仿真中，哪一項(xiàng)不是系統(tǒng)響應(yīng)的類型？()A.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)B.過渡響應(yīng)C.輸入響應(yīng)D.輸出響應(yīng)6.在MATLAB中，如何繪制系統(tǒng)的Nyquist圖？()A.nyquist(sys)B.bode(sys)C.step(sys)D.lsim(sys)7.控制系統(tǒng)中的自然頻率ωn與阻尼比ζ之間的關(guān)系是？()A.ωn=1/ζB.ωn=ζ/2C.ωn=2/ζD.ωn=ζ8.在MATLAB中，如何繪制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)？()A.step(sys)B.lsim(sys)C.bode(sys)D.nyquist(sys)9.控制系統(tǒng)中的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)類型之間的關(guān)系是？()A.系統(tǒng)類型越高，穩(wěn)態(tài)誤差越小B.系統(tǒng)類型越高，穩(wěn)態(tài)誤差越大C.系統(tǒng)類型與穩(wěn)態(tài)誤差無關(guān)D.無法確定10.在MATLAB中，如何使用lsim函數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)仿真？()A.lsim(sys,u,t)B.step(sys,u,t)C.bode(sys,u,t)D.nyquist(sys,u,t)二、多選題(共5題)11.以下哪些是控制系統(tǒng)分析中常用的穩(wěn)定性判據(jù)？()A.零點(diǎn)判據(jù)B.極點(diǎn)判據(jù)C.奇點(diǎn)判據(jù)D.周期判據(jù)E.穩(wěn)態(tài)誤差判據(jù)12.在MATLAB中，以下哪些命令可以用來創(chuàng)建傳遞函數(shù)模型？()A.tfB.sysC.lsimD.stepE.bode13.以下哪些是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的性能指標(biāo)？()A.穩(wěn)態(tài)誤差B.過渡時(shí)間C.峰值時(shí)間D.諧波失真E.系統(tǒng)帶寬14.在控制系統(tǒng)仿真中，以下哪些方法可以用來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性？()A.零點(diǎn)判據(jù)B.極點(diǎn)判據(jù)C.Nyquist圖D.Bode圖E.時(shí)間響應(yīng)圖15.以下哪些是控制系統(tǒng)仿真中常用的函數(shù)？()A.lsimB.stepC.bodeD.freqzE.zplane三、填空題(共5題)16.在MATLAB中，創(chuàng)建傳遞函數(shù)模型的函數(shù)是__________。17.控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，如果一個(gè)系統(tǒng)的所有極點(diǎn)都在左半平面，則該系統(tǒng)是__________的。18.在MATLAB中，繪制系統(tǒng)Bode圖的函數(shù)是__________。19.控制系統(tǒng)中的自然頻率是指系統(tǒng)響應(yīng)中衰減振蕩的__________頻率。20.在控制系統(tǒng)仿真中，使用__________函數(shù)可以繪制系統(tǒng)的Nyquist圖。四、判斷題(共5題)21.在MATLAB中，傳遞函數(shù)模型sys0可以通過sys0=tf(num,den)創(chuàng)建，其中num和den分別是分子和分母的系數(shù)。()A.正確B.錯(cuò)誤22.控制系統(tǒng)中的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的類型無關(guān)。()A.正確B.錯(cuò)誤23.在MATLAB中，使用bode(sys)函數(shù)可以同時(shí)繪制系統(tǒng)的Bode幅頻特性和相頻特性。()A.正確B.錯(cuò)誤24.控制系統(tǒng)中的自然頻率是指系統(tǒng)響應(yīng)中衰減振蕩的頻率，它與阻尼比無關(guān)。()A.正確B.錯(cuò)誤25.在MATLAB中，使用step(sys)函數(shù)可以繪制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。()A.正確B.錯(cuò)誤五、簡單題(共5題)26.什么是傳遞函數(shù)？它有何作用？27.什么是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性？如何判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性？28.什么是Bode圖？它如何幫助分析系統(tǒng)的頻率響應(yīng)？29.什么是Nyquist圖？它與Bode圖有什么不同？30.在MATLAB中，如何進(jìn)行系統(tǒng)的階躍響應(yīng)仿真？

MATLAB語言與控制系統(tǒng)仿真_參考題答案_第3章一、單選題(共10題)1.【答案】A【解析】在MATLAB中，使用tf函數(shù)可以創(chuàng)建傳遞函數(shù)模型。2.【答案】D【解析】周期判據(jù)不是系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)，其他三項(xiàng)都是。3.【答案】A【解析】在MATLAB中，使用bode函數(shù)可以繪制系統(tǒng)的Bode圖。4.【答案】A【解析】阻尼比ζ與阻尼系數(shù)c之間的關(guān)系是ζ=c/(2ωn)。5.【答案】C【解析】輸入響應(yīng)不是系統(tǒng)響應(yīng)的類型，系統(tǒng)響應(yīng)通常指的是輸出響應(yīng)。6.【答案】A【解析】在MATLAB中，使用nyquist函數(shù)可以繪制系統(tǒng)的Nyquist圖。7.【答案】C【解析】自然頻率ωn與阻尼比ζ之間的關(guān)系是ωn=2/ζ。8.【答案】A【解析】在MATLAB中，使用step函數(shù)可以繪制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。9.【答案】A【解析】系統(tǒng)類型越高，穩(wěn)態(tài)誤差越小。10.【答案】A【解析】在MATLAB中，使用lsim函數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)仿真的格式是lsim(sys,u,t)。二、多選題(共5題)11.【答案】AB【解析】控制系統(tǒng)分析中常用的穩(wěn)定性判據(jù)包括零點(diǎn)判據(jù)和極點(diǎn)判據(jù)。奇點(diǎn)判據(jù)和周期判據(jù)也用于穩(wěn)定性分析，而穩(wěn)態(tài)誤差判據(jù)主要用于分析穩(wěn)態(tài)誤差。12.【答案】AB【解析】在MATLAB中，使用tf命令可以創(chuàng)建傳遞函數(shù)模型。sys命令用于定義系統(tǒng)模型，但不是專門用來創(chuàng)建傳遞函數(shù)模型的。lsim、step和bode命令用于系統(tǒng)仿真和圖形化分析，而不是創(chuàng)建模型。13.【答案】ABCE【解析】在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)態(tài)誤差、過渡時(shí)間、峰值時(shí)間和諧波失真都是常用的性能指標(biāo)。系統(tǒng)帶寬也是重要的性能指標(biāo)，用于描述系統(tǒng)的頻率響應(yīng)范圍。14.【答案】BCDE【解析】在控制系統(tǒng)仿真中，可以通過Nyquist圖、Bode圖和時(shí)間響應(yīng)圖來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。零點(diǎn)判據(jù)和極點(diǎn)判據(jù)也是常用的穩(wěn)定性分析方法。15.【答案】ABCDE【解析】在控制系統(tǒng)仿真中，lsim、step、bode、freqz和zplane都是常用的函數(shù)。lsim用于系統(tǒng)仿真，step用于繪制階躍響應(yīng)，bode用于繪制Bode圖，freqz用于計(jì)算頻率響應(yīng)，zplane用于繪制零點(diǎn)和極點(diǎn)圖。三、填空題(共5題)16.【答案】tf【解析】在MATLAB中，使用tf函數(shù)可以創(chuàng)建傳遞函數(shù)模型，該函數(shù)需要傳遞函數(shù)的分子和分母系數(shù)作為參數(shù)。17.【答案】穩(wěn)定的【解析】在控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，如果一個(gè)系統(tǒng)的所有極點(diǎn)都位于復(fù)平面的左半平面，則該系統(tǒng)被認(rèn)為是穩(wěn)定的。18.【答案】bode【解析】在MATLAB中，使用bode函數(shù)可以繪制系統(tǒng)的Bode圖，該函數(shù)需要傳遞一個(gè)傳遞函數(shù)模型作為參數(shù)。19.【答案】主導(dǎo)【解析】控制系統(tǒng)中的自然頻率是指系統(tǒng)響應(yīng)中衰減振蕩的主導(dǎo)頻率，它決定了系統(tǒng)響應(yīng)的振蕩特性。20.【答案】nyquist【解析】在MATLAB中，使用nyquist函數(shù)可以繪制系統(tǒng)的Nyquist圖，該函數(shù)用于分析系統(tǒng)的頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性。四、判斷題(共5題)21.【答案】正確【解析】在MATLAB中，確實(shí)可以通過sys0=tf(num,den)創(chuàng)建傳遞函數(shù)模型，其中num和den分別是分子和分母多項(xiàng)式的系數(shù)。22.【答案】錯(cuò)誤【解析】控制系統(tǒng)中的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的類型密切相關(guān)。不同類型的系統(tǒng)有不同的穩(wěn)態(tài)誤差表達(dá)式。23.【答案】正確【解析】在MATLAB中，bode(sys)函數(shù)可以用來繪制系統(tǒng)的Bode圖，包括幅頻特性和相頻特性。24.【答案】錯(cuò)誤【解析】控制系統(tǒng)中的自然頻率與阻尼比有關(guān)。自然頻率ωn是系統(tǒng)無阻尼時(shí)的振蕩頻率，與阻尼比ζ有關(guān)，關(guān)系為ωn=2/ζ。25.【答案】正確【解析】在MATLAB中，step(sys)函數(shù)用于繪制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，該函數(shù)需要傳遞一個(gè)傳遞函數(shù)模型作為參數(shù)。五、簡答題(共5題)26.【答案】傳遞函數(shù)是一種數(shù)學(xué)工具，用于描述線性時(shí)不變系統(tǒng)（LTI）的輸出與輸入之間的關(guān)系。它將系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)通過代數(shù)方程聯(lián)系起來，便于分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。傳遞函數(shù)可以簡化系統(tǒng)分析的復(fù)雜性，并有助于理解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和性能。【解析】傳遞函數(shù)是系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的一種表示形式，它將系統(tǒng)的輸入和輸出通過拉普拉斯變換聯(lián)系起來。通過傳遞函數(shù)，可以方便地計(jì)算系統(tǒng)的響應(yīng)、穩(wěn)定性和性能指標(biāo)。27.【答案】系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后，能夠返回到平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)的能力。不穩(wěn)定性則是指系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后，無法返回平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)行為發(fā)散。判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性通常通過分析系統(tǒng)的極點(diǎn)位置來實(shí)現(xiàn)。如果一個(gè)系統(tǒng)的所有極點(diǎn)都位于復(fù)平面的左半平面，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的；如果至少有一個(gè)極點(diǎn)位于右半平面，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的?！窘馕觥肯到y(tǒng)的穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要概念。通過分析系統(tǒng)的傳遞函數(shù)或狀態(tài)空間模型，可以確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。極點(diǎn)分析是判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的常用方法，它基于系統(tǒng)的特征方程的根的位置。28.【答案】Bode圖是一種用于表示系統(tǒng)頻率響應(yīng)的圖形，它包括幅頻特性和相頻特性。Bode圖通過雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系來表示，橫坐標(biāo)為頻率的對(duì)數(shù)，縱坐標(biāo)為增益或相位的對(duì)數(shù)。Bode圖可以幫助分析系統(tǒng)的帶寬、相位裕度和增益裕度等性能指標(biāo)，從而評(píng)估系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能?！窘馕觥緽ode圖是控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中的重要工具，它通過圖形化的方式展示了系統(tǒng)對(duì)頻率變化的響應(yīng)。通過觀察Bode圖，可以了解系統(tǒng)在不同頻率下的增益和相位變化，這對(duì)于確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能非常關(guān)鍵。29.【答案】Nyquist圖是一種用于分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的圖形，它展示了系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)和零點(diǎn)在復(fù)平面上的分布。Nyquist圖通過繪制傳遞函數(shù)的幅頻特性和相頻特性在復(fù)平面上的軌跡來構(gòu)建。與Bode圖不同，Nyquist圖提供了更全面的穩(wěn)定性信息，包括相位裕度和增益裕度，它適用于反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析?！窘馕觥縉yquist圖和Bode圖都是分析系統(tǒng)頻率響應(yīng)的工具，但它們提供的信息不同。Bode圖主要提供幅頻和相頻特性，而Nyquist圖則提供更全面的穩(wěn)定性信息，包括相位裕度和增益裕度。Nyquist圖對(duì)于反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析尤為重要，因?yàn)樗梢灾苯訌膱D形上判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定