计算机仿真试题及答案.doc

学号 专业名称 姓名

学号

班号
南京林业大学研究生试卷
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总 分
得分

课程号 33351 课程名称 计算机仿真 20 16 ～20 17 学年第 1 学期
一、(20分）某系统的传递函数为
试用级联法、串联法和并联法中的两种画出系统模拟结构图,并列出相应的状态方程和输出方程。自拟仿真，比较两者结果。
答：选用级联法和并联法写出传递函数,公式如下：
分别画出级联法、并联法的系统模拟结构图及其状态方程和输出方程,图式如下：

状态方程：

输出方程：

状态方程：

输出方程：

使用龙格-库塔法程序进行仿真,令u=1,系统在t=0—2s之间(仿真步长0。1s）则输出y截图如下:
比较后发现两者仿真结果接近.
二、（20分）已知系统的状态方程及输出方程
拟用四阶龙格—库塔法求系统在t=0-2s之间的输出值（仿真步长取0。01s或0。1s），试编写仿真程序,对仿真结果截图.(单号C++,双号VB）
答：用c++进行四阶龙格—库塔法，系统在t=0-2s间的（仿真步长0.01）编程：
＃include<iostream〉
＃include〈cstring>
using namespace std;
float x1；
float x2;
float x3;
float x4；
float t；
float f1（float x1，float x2，float x3,float x4,float t)
{
float f1；
return f1=3＊x1+2*x2—x3;
｝
float f2(float x1，float x2,float x3,float x4，float t）
｛
float f2；
return f2=2*x1—x2+2*x3;
｝
float f3(float x1,float x2,float x3,float x4，float t)
｛
float f3；
return f3=x1+2＊x2-x3+2;
｝
float f4(float x1，float x2，float x3,float x4,float t)
｛
float f4；
return f4=0；
}
int main（)
{
float k11,k12，k13，k14，k21，k22,k23，k24，k31，k32，k33，k34,k41,k42,k43，k44；
float t=0,h=0.01;
double y;
float x1=0，x2=0，x3=0,x4=0;
for(int i=1；i〈200；i++）
{
t=t+h;
k11 = h * f1(x1, x2, x3， x4， t）;
k21 = h * f2（x1， x2, x3， x4, t)；
k31 = h ＊ f3(x1， x2， x3, x4， t)；
k41 = h ＊ f4（x1， x2, x3, x4, t)；
k12 = h * f1(x1 + k11 / 2, x2 + k21 / 2， x3 + k31 / 2, x4 + k41 / 2, t + h / 2)；
k22 = h ＊ f2(x1 + k11 / 2， x2 + k21 / 2, x3 + k31 / 2, x4 + k41 / 2， t + h / 2)；
k32 = h * f3（x1 + k11 / 2， x2 + k21 / 2， x3 + k31 / 2, x4 + k41 / 2, t + h / 2）；
k42 = h * f4（x1 + k11 / 2， x2 + k21 / 2， x3 + k31 / 2, x4 + k41 / 2， t + h / 2)；
k13 = h * f1（x1 + k12 / 2， x2 + k22 / 2, x3 + k32 / 2， x4 + k42 / 2， t + h / 2）;
k23 = h * f2(x1 + k12 / 2, x2 + k22 / 2, x3 + k32 / 2， x4 + k42 / 2, t + h / 2）;
k33 = h ＊ f3(x1 + k12 / 2, x2 + k22 / 2, x3 + k32 / 2， x4 + k42 / 2, t + h / 2）；
k43 = h ＊ f4（x1 + k12 / 2, x2 + k22 / 2， x3 + k32 / 2， x4 + k42 / 2, t + h / 2）;
k14 = h * f1（x1 + k13, x2 + k23， x3 + k33， x4 + k43， t + h）;
k24 = h ＊ f2（x1 + k13， x2 + k23， x3 + k33， x4 + k43， t + h);
k34 = h * f3（x1 + k13, x2 + k23, x3 + k33, x4 + k43， t + h）；
k44 = h ＊ f4（x1 + k13， x2 + k23, x3 + k33， x4 + k43, t + h)；
x1 = x1 + （k11 + 2 ＊ k12 + 2 ＊ k13 + k14） / 6;
x2 = x2 + (k21 + 2 * k22 + 2 * k23 + k24) / 6；
x3 = x3 + (k31 + 2 ＊ k32 + 2 ＊ k33 + k34） / 6；
｝
y=x1+2＊x2-2*x3；
cout<〈”y="〈〈y〈〈endl；
return 0;
｝
仿真结果截图如下：
三、(20分）已知单位反馈系统的开环传递函数为
试用Z域离散相似法和时域离散相似法进行仿真,编写仿真程序，对仿真结果截图。(输出初态为0，输入为3,仿真步长为0.02S,100—200个周期）
（单号VB，双号C++）
答：先将函数化成为：
画出系统结构图：
使用z域离散相似法计算得:
仿真程序如下：
Private Sub Command1_Click（）
Dim n As Single
Dim t As Single
Dim w(200) As Single
Dim x（200） As Single
Dim z(200) As Single
Dim y(200) As Single
Dim u（200) As Single
t = 0。02
y(0) = 0
For n = 0 To 199
w(n + 1） = w（n) + t ＊ 3
x(n + 1) = x(n） * Exp(—4 ＊ t) + w(n + 1) — w（n） ＊ (3 + Exp（-4 * t)） / 4
y（n + 1) = y(n） ＊ Exp(—3 ＊ t) + x(n) * 50 ＊ （1 - Exp(-3 ＊ t)) / 3
Next
Text1.Text = y（200）
End Sub
仿真结果截图如下:
使用时域相似法计算得：
仿真程序如下：
Private Sub Command1_Click(）
Dim w(2000) As Single
Dim x（2000） As Single
Dim y（2000） As Single
Dim T As Single
Dim n As Single
T = 0.02
y(0) = 0
For n = 0 To 199
w（n + 1） = w（n） + T * 3
x（n + 1） = x(n) ＊ Exp（-4 ＊ T） + (w（n） + 3） ＊ (0。25 — 0.25 ＊ Exp(—4 ＊ T))
y(n + 1） = Exp(-3 ＊ T） * y(n） + 50 ＊ x(n) ＊ （1 — Exp（-3 * T）） / 3
Next
Text1。Text = y（200)
End Sub
仿真结果截图如下：
四、 （20分）投掷硬币实验，至少投掷多少次，才能使正面朝上的频率在0。4—0。6之间的概率不小于0。9 ？试编写仿真程序,对仿真结果截图。（仿真8000—12000次）
答：（仿真12000次)程序如下：
Private Sub Command1_Click()
Dim a As Single
Dim i As Integer
Dim j As Integer
Dim t As Integer
Dim s As Single
For j = 1 To 12000
n = 0
For i = 1 To 25
r = Rnd（）
If r 〉= 0.5 Then
n = n + 1
End If
Next
If 0.4 <= n / 25 〈= 0.6 Then
m = m + 1
End If
If m / 25 〉= 0。9 Then
s = s + 1
End If
Next
Text1。Text = s
End Sub
仿真结果截图如下：
五、 （20分）某自选市场，平均每分钟有6位顾客到来，每位顾客购物时间服从（4.2，7.2）分钟均布（不包括交费时间）。有十个收银台,每位顾客服务时间服从（1。2，2）分钟均布.试用GPSS仿真其排队情况。要求画出仿真模型的程序块框图，列出程序清单,对仿真结果截图。(仿真4000—5000次)
答：程序清单及程序块框图如下：
SIMULATE
1 STORAGE 10
GENERATE 1/6，0
ADVANCE 5。7,1.5
QUEUE 1
ENTER 1
DEPART 1
MARK
ADVANCE 1。6，。4
LEAVE 1
　　 TABULATE 1
TERMINATE 1
1   TABLE   IA,5，5，10
START 4000
END