MATLAB与控制系统仿期末考试试卷真.doc

MATLAB与控制系统仿期末考试试卷真

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2020年4月19日
文档仅供参考

1． 在MATLAB的命令行窗口中按上方向键能够编辑修改已执行或已输入的上一行命令。
2． 对于一次输入多行命令语句的情况，能够在每条命令输入完后，按组合键 Shift+enter 后输入下一条命令，直至按enter键后一次性执行。
3． MATLAB中变量的名字必须以 字母 开头，之后能够是任意字母、数字或 下划线 ；变量名称区分字母的大小写；变量中不能包含有标点符号。
4． 要查看已计算变量A的值，在命令行窗口中输入命令 A 。
5． 在命令行窗口输入 clear 命令能够删除MATLAB工作空间中的变量。
6． 将已计算变量T1和T2存入已有数据的数据文件timedata.mat中，数据文件的原数据不丢失，在命令行中输入的指令为 save timesdata.mat T1 T2 -append 。
7． 用冒号表示式建立从数值A到B，间隔为0.1的线性行向量C的命令为 C=A:0.1:B 。
8． SIMULINK的传递函数模块在 continuous 模块组中，示波器模块在 sinks 模块组中。

1． 在MATLAB的工作空间中查看所有已存在变量的名称、sizes能够用以下( C )命令。
A．help B．lookfor C．whos D．who
2． 在MATLAB的主窗口中，能够在（ D ）面板中利用已执行的命令建立m文件。
A．命令行（command window） B．工作空间（workspace）
C．历史命令（command history） D．当前目录（current directory）
3． 以下能够关闭图形对话框[例如fugure（1）]的命令为( D )。
A．clc B．clear
C．clf D．close

4． 进行频率法超前、滞后校正除了使用理论或者bode图分析，还能够利用（ B ）图形化工具进行分析和校正。
A．rltool B．sisotool
C．Itview D．sptool
5． 在sisotool中进行频率法超前校正时，应添加一个( C )极点、一个（ ）零点，而且零点（ ）极点。
A．实、虚，大于 B．实、实、大于
C．实、实、小于 D．虚、实、大于
6． 在已有的图形对话框中保持原图，进行新图的绘制，需先执行命令（ C ）
A．grid on B．grid off
C．hold on D．hold off
7． 频率法超前校正主要是对系统的（ B ）频段进行调整，能够实现对系统（ ）性能指标的改进。
A．中、稳态 B．中、动态
C．低、稳态 D．低、动态
8． 在simulink模块图的建立过程中，要从已连接线上引出分支线路，需将鼠标放在已连接的连线上，按住（ A ）键进行绘制。
A．ctrl B．shift
C．alt D．enter
9． 在进行根轨迹法校正时，打开rltool或sisotool工具，如果不显示分析曲线中的阶跃响应曲线，那么能够在根轨迹中右键快捷菜单中添加Design Requirements中的（ B ），以添加辅助参考线进行校正。
A．Region constraint B．Percent overshoot
C．Damping ratio D．Natural frequency
10． 既能够绘制系统博得图，又能够直接查看系统的幅度、相位稳定裕量的函数是（ B ）
A．bode B．margin
C．implus D．step
1. 已知方程如下，写指令，求方程的解X： （10分）

解：（共10分）
A=[3 2 1 0;0 7 5 3;1 0 8 6;0 0 4 5] （3分）
B=[5;0;0;2] （3分）
X=A\B
或者
X1=inv(A)*B（4分）

2. 已知矩阵，P为单位矩阵，Q和M矩阵如下：，

写指令，求：
(1) H （5分）
(2) N=[(Q-ones(4)),[M;ones(2,2)]] （5分）
（要求写出MATLAB中计算H和N矩阵需执行的所有指令、并以矩阵的形式写出执行后H和N矩阵的结果）
解：(1)
Q=[1 2 3 4;5 6 7 8;9 10 11 12;13 14 15 16] （1分）
M=[3 7;4 2] （1分）
P=eye(4)
H=[P Q] （2分）
H=[ 1 0 0 0 1 2 3 4;
0 1 0 0 5 6 7 8;
0 0 1 0 9 10 11 12;
0 0 0 1 13 14 15 16 ] （2分）
(2)
N=[(Q-ones(4)),[M;ones(2,2)]] （2分）
N =[ 0 1 2 3 3 7;
4 5 6 7 4 2;
8 9 10 11 1 1;
12 13 14 15 1 1 ] （2分）
3. 写指令，绘制横坐标范围在0~2π,坐标间隔为π/180的正余弦曲线，正弦和余弦曲线颜色分别为红色和蓝色。如右图，两个曲线的图形分别分布于同一个对话框的上半部和下半部，每个子图的标题分别为sin(x)和cos(x)。（10分）
解：
x=0:pi/180:2*pi（2分）
y1=sin(x) （1分）
y2=cos(x) （1分）
subplot(2,1,1) （1分）
plot(x,y1,'r') （1分）
title('sin(x)') （1分）
subplot(2,1,2) （1分）
plot(x,y2,'b') （1分）
title('cos(x)') （1分）
4. 建立5×5矩阵A：

然后利用对角阵函数乘以A，实现将A的第一行至第五行分别乘以2、4、6、8、10，运算结果赋值给变量H。 （10分）
解：
A=[1 2 3 4 5;6 7 8 9 10;11 12 13 14 15;16 17 18 19 20;21 22 23 24 25] （2分）
B=[2 4 6 8 10] （2分）
C=diag(B) （3分）
H=C*A（3分）
5. 已知
① 试用符号表示式表示符号变量y，并把y展开为一倍角公式[如sin(t)或cos(t)]形式。（6分）
解：
syms t（2分）
y=sin(2*t)+cos(2*t) （2分）
expand(y) （2分）
F=int(y) （2分）
E=taylor(F,6) （2分）
6. 已知系统的开环传递函数 （10分））
对此系统进行超前校正，满足校正后相位裕量的超前校正程序。
num=20
den=[0.5 1 0]
[gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den)
dpm=50-pm+5
phi=dpm+pi/180
a=(1+sin(phi))/(1-sin(phi))
mm=-10*log10(a)
[mu,pu,w]=bode(num,den)
mu_db=20*log10(mu)
wc=spline(mu_db,w,mm)
T=1/(wc+sqrt(a))
p=a*T;
nk=[p,1]
dk=[T,1]
Gc=tf(nk,dk)
printsys(nk,dk,'s')
滞后校正

num=5
den=[0.5 1.5 1 0]
[gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den)
dpm=-180-40+12
[mu,pu,w]=bode(num,den);
wc=spline(pu,w,dpm);
[mu,pu,w]=bode(num,den)
wc=spline(pu,w,dpm);
mu_db=20*log10(mu);
m_wc=spline(w,mu_db,wc);
beta=10^(-m_wc/20);
w2=0.2*wc
T=1/(beta*w2);
nk=[beta*T1];
dk=[T 1];
h1=tf(nk,dk);
printsys(nk,dk,’s’);