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控制系统数字仿真题库
填空题
1.定义一个系统时,首先要确定系统的边界;边界确定了系统的范围,边界以外对系统的作用称为系统的输入,系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。
2.系统的三大要素为:实体、属性和活动。
3.人们描述系统的常见术语为:实体、属性、 事件 和活动。
5、根据系统的属性可以将系统分成两大类:工程系统和非工程系统。
-物理混合仿真。
18.根据仿真应用目的的不同,人们经常把计算机仿真应用分为四类,分别为: 系统分析 、 系统设计 、 理论验证 和 人员训练 。
22.保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置。
26.三阶隐式阿达姆斯算法的截断误差为:O()。
27.四阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()。
28.根据计算稳定性对步长h是否有限制,数值积分算法可以分为二类,分别是: 条件稳定算法 和 绝对稳定算法 。
29. 根据数值积分算法本次计算只用到前一次的计算结果,还是需要更前面的多次结果,数值积分算法可以分为二类,分别 单步 法和 多步 法 。
30. 根据数值积分算法本次计算是否是需要前面的多次结果,常见的RK法和Adams法分别是: 单步 法和 多步 法。
31.龙格-库塔法的基本思想是用几个点上函数值的 线性组合 来避免计算函数的高阶导数、提高数值计算的精度。
34. 采用数值积分方法时有两种计算误差,分别为截断误差和舍入误差。
36. 常用快速数字仿真算法有增广矩阵法、时域矩阵法、替换法和根匹配法。
37. 一般对快速数字仿真算法有二点基本要求,分别为: 每步计算量小 和 良好的计算稳定性 。
38. MATLAB中,最常用的将连续系统转换成离散系统的函数为 c2d函数 。
40. 采样控制系统的数字仿真的一般方法为:差分方程递推求解法和双重循环方法。
43. 已知某采样控制系统的数字校正环节为,采。样周期为T=0.02秒,试写出该校正环节的数字仿真模型。
44.为了确定控制器的结构及其参数,人们往往会提出二类优化问题,分别为:函数优化问题和参数优化问题。
46. 参数优化问题也称为静态优化问题,解决参数优化问题的寻优途径一般有二种:间接寻优法 和直接寻优法。。
49. 在三维情况,正规单纯形是一个正四面体 。
54. c2d函数的调用格式为c2d(sys,T,'method'),当method为tustin时,离散化的方法 为 双线性变换法,当method为matched时,离散化的方法为 零极点根匹配法 。
56. 将实际系统抽象为数学模型,称之为一次模型化, 将数学模型转化为可在计算机上运行 的仿真模型,称之为二次模型化。
简答题:
2、(本题5分)简述系统仿真的一般步骤。
ⅱ 建立系统的数学模型
ⅲ 数学模型转换成仿真模型
ⅳ 编程和调试
ⅴ 仿真模型的校核和验证
ⅵ 在计算机上进行仿真试验,并对仿真结果进行分析
3、(本题5分)简述计算机仿真的优点。
(1)对尚处于论证或设计阶段的系统进行研究,唯一的方法就是仿真。
(2)经济、安全、效率高。
(3)研究系统非常方便灵活。
4、(本题5分)在应用仿真技术研究系统时,为什么要进行实验设计?
因为仿真是在模型上做试验,是一种广义的试验。因此,仿真基本上是一种通过试验来研究系统的综合试验技术,具有一般试验的性质,而进行试验研究通常是需要进行试验设计。
5、(本题5分)解析法与仿真法有何不同?
解析法又称为分析法,它是应用数学推导、演绎去求解数学模型的方法。仿真法是通过在模型上进行一系列试验来研究问题的方法。利用解析法求解模型可以得出对问题的一般性答案,而仿真法的每一次运行则只能给出在特定条件下的数值解。解析法常常是围绕着使问题易于求解,而不是使研究方法更适合于问题,常常因为存在诸多困难而不能适用。从原则上讲,仿真法对系统数学模型的形式及复杂程度没有限制,是广泛适用的,但当模型的复杂程度增大时,试验次数就会迅速增加,从而影响使用效率。
8、(本题5分)简述单步法数值积分算法的优点。
需要存储的数据量少,占用的存储空间少;
只需要知道初值,就可以启动递推公式进行运算,即可以自启动;
容易实现变步长运算。
10、(本题5分)简述数值积分算法的选择原则。
选择时应考虑的原则:
(1)精度要求;(2)计算速度;
(3)计算稳定性;(4)自启动能力;
(5)步长变化能力。
11、(本题5分)简述离散相似算法的优缺点。
与数值积分算法相比,离散相
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