《计算机仿真》04级结课测试.doc

北京联合大学 自动化 学院 2006 — 2007 学年第 二 学期 2004 级《计算机仿真》课程结课测试 班级学号： 0408332312 姓名： 张爽 成绩： 什么是系统？系统的基本特征是什么？哪项特征直接影响系统的功能和作用？ 答：具有某些特定功能，根据某些规律结合起来、互相作用、互相依存的所有实体的集合或总合。 系统的基本特性：整体性、相关性、隶属性 整体性 数字仿真的基本要素有哪些？何为一次模型化？何为二次模型化 答：原始系统、数学模型、计算机系统 原始系统的建模过程 —— 一次建模 仿真系统的建模过程 —— 二次建模 在MATLAB中如何自动分配线性等分向量？如何生成分段线性等分向量？ 答：应用冒号算子生成线性等分向量。应用 linspace( ) 函数生成线性等分向量。 在MATLAB中在一个图形窗口中生成多个绘图子窗口用什么命令函数？在一个图形窗口中绘制多个图形怎样实现？使用哪个命令函数激活多个图形窗口？ 答： 连续系统的微分方程表示什么关系？何为系统状态空间表达式？其作用是什么？ 答：描述系统输入输出之间的关系 状态空间表达式： 其作用：借助状态变量建立系统模型能够再现系统内部状态。 应用数值解法求解微分方程的基本过程是什么？其基本出发点是什么？ 答：由于已知初始条件 y(t0 ) = y0 ，任何新的数值解 yn+1 ，都是基于前一个数值解 yn 及其导数 f(tn ,yn ) 求出的。 上述方法是在已知初值的情况下进行计算的，故也称为微分方程初值问题的数值计算法。 基本出发点：利用前一点的信息求出下一点的值的方法。 在MATLAB中使用ODE45()等命令函数可以完成微分方程的数值求解，调用时应注意什么问题？ 欧拉法是最简单的微分方程数值求解方法，为何称其为折线法、矩形法？ 答：欧拉法的基本思想：用一条折线（欧拉折线）近似取代实际的解曲线（积分曲线） y(t) 。所以称其折线法， 龙格-库塔法的基本思想是什么？ 答：若在 tn ~ tn+1 区间上多取些点的斜率值，则可以构造出精度更高的计算公式。这就是龙格-库塔法的基本思想。 为何将欧拉法、预估-校正法、龙格-库塔法称为单步法？ 答：都是利用前一点的信息求出下一点的值的方法故称为单步法。 为何采用预估-校正法进行数值积分时，需要借助欧拉法启动？ 答：欧拉法中的每个 yn 由已知或已计算出的量求得，是一种显式形式；而梯形法是隐式形式，为计算出 yn+1 ，就要预先确定一个 yn+1 ，所以必须借助其它方法启动，才能进行以后的迭代计算。虽然欧拉法不够准确，但可用于帮助确定迭代初值，通常实际应用时只做一次迭代计算，这样即得到预估–校正公式 增广矩阵法的基本思想是什么？ 答：增广矩阵法的基本思想是，将输入信号也作为系统状态对待，这样只要提高 eAt 的计算精度就可以达到提高仿真精度的目的。 在MATLAB中用于建立控制系统外部模型的常用命令函数是什么？基本调用格式是什么？ tf()函数有几种用法？ 答：在MATLAB中，调用tf ( ) 函数可以建立多项式格式传递函数模型 有sys = tf ( num, den ) mx = tf ( ‘s’ )两种用法 在MATLAB中如何建立控制系统状态空间模型？ 在MATLAB中如何设置模型的延迟特性参数？ 答：当含有延迟特性的环节串联时，总延迟时间为各环节延迟时间之和。环节并联时，若各环节延迟时间相等，则总延迟时间不变；若延迟时间不等，则需要做近似处理。 MATLAB控制系统工具箱中的 pade( ) 函数专用于近似求解纯延迟环节传递函数。对于 e-(s ，有：[np, dp] = pade( tau, n ) 其中 tau 为延迟时间常数，n 为近似阶数，np、nd 返回近似传的递函数分子、分母多项式系数向量。 若有多输入、多输出连续系统传递函数sys，sys.num{2,3}的含义是什么？ 时间离散系统有Z域相似模型和时域相似模型之分，哪一种是外部模型、哪一种是内部模型？它们是如何建立的？ 答：Z 域离散相似模型为外部模型，时域离散相似模型为内部模型。 将传递函数离散化得到脉冲传递函数：Z 域离散相似模型。 将状态空间描述离散化得到离散状态方程：时域离散相似模型。 建立离散状态空间表达式时，在原有的连续环节或连续系统之前需附加什么环节？ 答: 需要在输入、输出两端各加一个虚拟采样开关，同时在输入端采样开关之后还要设置一个保