控制系统仿真试题参考2

频率特性类题目1一个系统的开环传递函数为，试绘制其当K=5、30时系统的开环频率特性Nyquist图，并判断系统的稳定性。2系统开环传递函数为，建立其零极点增益模型，然后分别绘制当K=5、K=30时系统的开环频率特性Bode图，并判断系统的稳定性。3系统开环传递函数为，计算K=5和K=30时系统的幅值裕度与相位裕度。4已知某系统的闭环传递函数()s如下，试用roots（）命令来判断系统的稳定性。25432325()24576ssssssss5某单位负反馈系统的开环控制系统的传递函数为2k(0.80.64)()(0.05)(5)(40)KssGsssss（1）绘制系统的根轨迹；（2）当10K时，绘制系统的Bode图，判断系统的稳定性，并且求出幅值裕度和相角裕度。6已知系统的状态空间模型如下：11x31x+01u1y1x（1）绘制系统的Bode图和nyquist图；（2）求系统的幅值裕度和相位裕度；7已知单位负反馈系统的开环传递函数为)1(12sss，试绘制系统的单位阶跃响应、开环Bode图和Nyquist曲线，并求系统的幅值裕度和相位裕度。)5.01)(1.01()(sssksG)5.01)(1.01()(sssksG)5.01)(1.01()(sssksG8用筛选法求某自然数范围内的全部素数。素数是大于1，且除了1和它本身以外，不能被其他任何整数所整除的整数。用筛选法求素数的基本思想是：要找出2～m之间的全部素数，首先在2～m中划去2的倍数(不包括2)，然后划去3的倍数(不包括3)，由于4已被划去，再找5的倍数(不包括5)，…，直到再划去不超过的数的倍数，剩下的数都是素数。9已知nkky1121，当n=100时，求y的值。10利用for循环计算1!+2!+3!+…..+20!的值。11用while循环来实现求1+2+……+100的值。12编一函数计算以下分段函数值。232(0)21(01)321(1)xxxxxxx≤≥13我国新税法规定：个体工商户的生产、经营所得和对企事业单位的承包经营、承租经营所得应缴纳的个人所得税为全年收入中应缴纳所得税部分税率/%(1)不超过5000元的5(2)超过5000元至10000元的部分10(3)超过10000元至30000元的部分20(4)超过30000元至50000元的部分30(5)超过50000元的部分35试编程加以计算。14矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容，否则会出错。设两个矩阵为A=[1,2;5,6];B=[7,9;20,11]；先求两矩阵的乘积，若出错，则自动转去求两矩阵的点乘。15编制M脚本文件，要求从键盘逐个输入数值（input），然后判断输入的数是大于0还是小于0，并输出提示（使用disp命令）是正数（positiveone）还是负数（negativeone），同时记录输入的正数、负数的个数。当输入0时，终止此M文件的运行（使用break命令）；当输入第10个数字时，显示记录的正、负数个数并终止程序。16一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数，编写M文件，输出全部水仙花数。17编写M文件，实现以下功能：从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这些数的平均值和它们之和。18一数组的元素满足规则：a(1)=a(2)=１,a(3)=a(1)+a(2),a(4)=a(2)+a(3),…依次类推，求该数组中第一个大于10000的元素。19某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下(商品价格用price来表示)：price200没有折扣200≤price5003%折扣500≤price10005%折扣1000≤price25008%折扣2500≤price500010%折扣5000≤price14%折扣请编写程序，使得当从计算机输入所售商品的打折前价格后，能输出其实际销售价格。20编写M脚本文件，分别使用for和while循环语句计算101iiisum的值,并且显示出sum的结果。21已知nkky1121，当n=100时，求y的值。22编写函数文件使其实现如下功能：当在命令窗口输入数字后，根据输入参数的个数决定输出的结果；当没有参数输入时，显示“无输入参数”；当有一个参数时，则以该参数为边绘制正方形；当有两个参数时，则以两个参数为长和宽绘制矩形。23编制M脚本文件，要求从键盘逐个输入数值（input），然后判断输入的数是大于0还是小于0，并输出提示（使用disp命令）是正数（positiveone）还是负数（negativeone），同时记录输入的正数、负数的个数。当输入0时，终止此M文件的运行（使用break命令）；当输入第10个数字时，显示记录的正、负数个数并终止程序。24若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如6=1+2+3，所以6是完数。求[1,500]之间的全部完数。25今有多项式P1(x)=x^4-2x+1,P2(x)=x^2+4x-0.5，要求先求得P(x)=P1(x)+P2(x)，然后计算xi=0.2*i各点上的P(xi)（i=0,1,2,…,5）值。26试编一个m程序，将一维数组x中的N个数按颠倒的次序重新存储。要求运行程序后，在命令窗口提示“请用[]输入一个一维数组；”，输入完毕后若回车，就能在输出窗口显示刚才所输入的数组的颠倒次序。（如N=5，原来x为：x=[13579]而经过颠倒处理后x中数据的次序应该为：x=[97531]）模型建立及转换题1某系统的传递函数为2321.323()0.51.21ssGssss使用MATLAB求出状态空间表达式和零极点模型。2求出以下系统的传递函数101012000031uXX，110yX3已知某系统的传递函数为：2264220122412)(23423ssssssssG，试用MATLAB语言求出该系统的传递函数模型、状态空间模型和零极点增益模型。4已知双闭环调速系统电流环内的前向通道3个模块传递函数分别为：试求串联连接的等效传递函数及其等效状态空间模型。5已知两个环节的传递函数分别为：试求两环节并联连接等效传递函数的num与den向量及等效的状态空间模型。6将传递函数模型23)(2ssssG转换为状态空间模型和零极点模型。7系统方程为uyyyy616116,求出其状态空间表达式，写出A、B、C、D阵，建立其MATLAB状态空间模型，然后绘制其单位阶跃响应曲线。8设有一质量弹簧阻尼系统，如下图所示。F(t)为输入的外力，y(t)为质量块的位移，弹簧的弹性系数为k，阻尼器的阻尼系数为f。系统的动态方程组为：)()()()(tFtkytyftymsssG04.010128.0)(1100167.030)(2ssG10128.05.2)(3ssG21)(1ssG212)(22ssssG求出其状态空间表达式，写出A、B、C、D阵，建立其MATLAB状态空间模型，然后绘制其单位阶跃响应曲线（只要写出MATLAB语句即可）。9对下图中所示系统进行建模、模型转换及仿真：⑴用MATLAB语言表示图示系统的模型，并给出传递函数、零极点和状态空间三种模型的具体表达。⑵用MATLAB语言画出系统单位阶跃响应的波形。10对图中所示的质量—弹簧—阻尼机械系统，系统的动力学方程为：kukyycym,其中，m=5kg，k=2N/m，c=0.1N/m.s1，建立其MATLAB状态空间模型，写出A、B、C、D阵，然后绘制其单位阶跃响应曲线。ykumc11求下面系统在阶跃信号为0.11(t)时系统的响应。204036820234ssss并求系统性能指标：稳态值、上升时间、调节时间、超调量12已知系统传递函数01.12.01)(2ssGs，绘制系统阶跃响应曲线；绘出离散化系统阶跃响应曲线，采样周期sTs3.0。数值计算类题目1求解以下线性代数方程：123102211313121xxx2已知矩阵013=121542A，218=414332B试分别求出A阵和B阵的秩、转置、行列式、逆矩阵以及特征值。3已知矩阵013=121542A，218=414332B在Command窗口中分别求出2C=A、D矩阵为A中每个元素平方组成的矩阵、E矩阵为A阵乘以B阵、F矩阵为A阵和B阵数组乘积（即：对应元素分别相乘的积构成的矩阵）。4求复数矩阵13573623243iiiiiiC的转置C1与共轭转置C2。5假设a、b、c和d的定义如下：21a10；01b12；23c；5d分别写出下列表达式的运算结果。(1)a*b(2)a*c(3)a.*d(4)a*d6求解由下面四个方程组成的方程组。522778638232432143214214321xxxxxxxxxxxxxxx7求解由下面四个方程组成的方程组。512279823317232432143214214321xxxxxxxxxxxxxxx8已知某班的5名学生的三门课成绩列表如下：学生序号12345高等数学7889647368外语8377807870MATLAB语言8291788268试写出有关命令，先分别找出三门课的最高分及其学生序号；然后找出三门课总分的最高分及其学生序号。SIMULINK建模分析题1某一单位负反馈控制系统，其开环传递函数为1()(1)Gsss给它输入阶跃量为2的阶跃信号，试使用Simulink构造其闭环仿真模型，并且绘制其响应曲线。然后将已经建立的闭环控制系统封装成一个子系统。2典型的直流电动机双闭环调速系统的结构图如图所示，编写MATLAB程序（或利用SIMULINK工具），画出系统的单位阶跃响应曲线。S01.011SS085.017.01S01.011.0SS051.015.01S0067.0170S15.0121.0S130S01.011.0S01.010044.00.212---y(t)u(t)3双环调速的电流环系统的方框图模型为：建立该系统的SIMULINK模型，然后在单位阶跃输入信号作用下对系统进行仿真。根据仿真结果计算超调量、上升时间、调节时间、稳态误差。4利用sisotool工具完成下面的题目：系统开环传递函数为：绘制当K=5、30时系统的Bode图，并判断系统的稳定性；计算K=5、30时系统的幅值和相位裕度；绘制K=5、30时系统的Nyquist图；绘制K=5、30时系统的Nichols图。5已知二阶系统微分方程：.0)1(2yyyy1)0(,0)0(yy求在时间区间t=[0,20]内的微分方程的解。6具有死区非线性特性的控制系统方框图如题下图所示。试绘制当输入信号)(1)(tAtr和)(1)(1)(tAttAtr时系统响应曲线。)5.01)(1.01()(sssKsG图形绘制题1绘制z=sin(x)*cos(y)的三维网格和三维曲面图，x,y变化范围均为[0，2π]。2用MATLAB语言绘制［－2π，2π］区间内sinθ、cosθ曲线，数据点间隔0.1弧度。要求分上下两个子图分别绘制sinθ、cosθ，并且sinθ用红色、实线，cosθ用兰色、虚线，对图形标题及横纵坐标轴进行标注（图形标题分别为sinθ、cosθ，横纵坐标轴分别为x,y）。3在[02π]范围内绘制二维曲线图y=sin(x)*cos(5x)。4在[02π]范围内绘制二维曲线图。y=|1000sin(4x)|+1