​国开学习网[50490]《控制系统CAD》形考答案

国开学习网[50490]《控制系统CAD》形考答案

1．按控制信号传递的路径不同，可将控制系统划分为：按给定值操纵的开环控制、按偏差调节的闭环（反馈）控制和带补偿调节的复合控制三种控制方式，其中控制精度最高的是带补偿调节的（）方式。

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2．在MATLAB语言中，运算符可以分为三类，即算术运算符、关系运算符和逻辑运算符。（）

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3．M函数文件通常由函数声明行、H1行、函数帮助文本、注释和函数体五部分组成。（）

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4．指令figure的功能是（）。

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5．指令hold的功能是（）。

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6．指令plot的功能是（）。

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7．指令grid的功能是（）。

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8．在MATLAB命令窗口中输入指令[ABC]=deal([6+3*(7-3)]/6,ones(2,2)*2,4)，执行后A=（）。

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9．在MATLAB命令窗口中输入指令[ABC]=deal([6+3*(7-3)]/6,ones(2,2)*2,4)，执行后C=（）。

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10．若要分别生成初始值为4，终止值为18，步长为4的数组A，在MATLAB命令窗口中应输入指令A=（）。

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11．已知A=[123;567;91011]，则A(:,[13])=（）。

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12．对自动控制系统性能的基本要求可以归纳为“稳、快、准”三个方面，一个系统要能正常工作，其首先必须满足（）的最基本要求。

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13．已知A=[236;197]，B=[054;362]，则AB=（）。

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14．已知A=[705;028]，B=[140;504]，则AB=（）。

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15．MATLAB软件系统主要由开发环境、数学函数库、（）、MATLAB图形处理系统及外部应用程序接口组成。

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16．启动MATLAB后，默认用户界面包括用于管理文件的工具条（图形用户界面）、命令窗口、当前文件夹窗口、工作空间及帮助窗口等。（）

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17．命令窗口中键入helpbrowser命令或使用任何工具栏上的help菜单，都可打开帮助浏览器。（）

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18．在命令窗口中键入“help函数名”，将显示显示模型的描述。（）

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19．控制系统的设计包含分析和设计两方面内容。（）

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20．控制系统的仿真依据模型的种类不同，可分为物理仿真、数学仿真和软件仿真三种形式。（）

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21．控制系统CAD是借助计算机对控制系统进行控制和设计。（）

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22．控制系统的计算机仿真是利用计算机对控制系统进行数学仿真，数学仿真的关键在于数学模型的构建和求解。（）

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23．MATLAB的变量名必须以（）开始。

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24．MATLAB不区分字母的大小写，同一变量名中字母的大小写会被认为是同一变量。（）

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25．MATLAB提供三种常用变量，即局部变量、全局变量和随机变量。（）

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26．lookfor：在命令窗口中键入“lookfor关键字”，将按关键字搜索相关的M文件。（）

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27．脚本文件也称为命令文件，是由一系列MATLAB的命令行组成，既没有参数的输入也不返回输出参数。（）

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28．函数文件的第一行必须是“函数声明行”，以关键词“function”进行声明。（）

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29．创建两个变量A、B，其值分别为eye(2,3)、ones(1,2)，其中显示变量A，不显示变量B。以下程序是否正确clearA=eye(2,3);B=ones(1,2),（）

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30．创建初始值为4，终止值为15，步长为4的向量D，元素个数为3的向量E，并对向量进行加、减运算。以下程序是否正确clearD=[4:4:15];E=linspace(4,15,3);D+ED-E。（）

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31．clearF=[257;324;159];F(8)。（）

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32．clearF=[257;324;159];F(2,:)=[583]。（）

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33．clearF=[257;324;159];G=F(2,3;2,3)。（）

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34．clearK=[3012;1024;0-101];L=[2013;0404;6001];K=L。（）

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35．clearK=[3012;1024;0-101];L=[2013;0404;6001];K|L。（）

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36．在MATLAB的命令窗口中键入simulink命令可打开Simulink图形化设计环境。（）

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37．引出信号支线的方法是按住鼠标右键，在需要增加分支的地方拉出引线；也可在按下Shift键的同时，在分支点按住鼠标左键拉出引线。（）

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38．用零极点模型表示系统结构时若没有零点只有极点，需要在零极点模型模块的参数设置对话框将“Zeros”向量设为[]。（）

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39．

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40．利用已存在系统模型的部分结构建立子系统，则Simulink会自动添加输入模块来表示子系统的输入端口。（）

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41．创建子系统、封装子系统、编辑已封装的子系统所用的菜单命令分别为〖CreateSubsystem〗、〖MaskSubsystem…〗、〖EditMask〗。（）

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42．在仿真参数设置对话框中可选择求解器（Solver）类型，可供选择的类型有可变步长模式和固定步长模式。（）

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43．选择可变步长模式时仿真步长随模型的动态特性变化，提供误差控制和过零检测两种功能，而固定步长模式则不提供。（）

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44．Simulink将建模时所需的功能模块按其功能划分到不同的模块库中，因此任一模块都有唯一对应的模块库。（）

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45．Simulink对子系统的封装功能不仅增强了模型的可读性，还大大简化了子系统的参数设置，在仿真前只需打开子系统编辑窗口，对其中的每个模块分别进行参数设置就可以了。（）

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46．已知系统传递函数的增益为5，零点为-2±j，极点为0、-3和-1±j，则零极点模型模块的参数设置对话框内“Zeros”框应填入（）。

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47．已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，要利用Simulink求系统的单位阶跃响应，则需要用到Sources库的（）模块。

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48．已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，要利用Simulink求系统的单位阶跃响应，用示波器显示仿真结果，则需要用到Sinks库的（）模块。

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49．已知单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，要利用Simulink求系统的单位阶跃响应，则需要用到MathOperations库的（）模块。

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50．能将Simulink中的结果数据导出到MATLAB工作空间的模块是：（）。

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51．利用Simulink进行系统建模和仿真的一般步骤是调用各模块库中的模块建立仿真模型，设置各模块参数及全局仿真参数后运行仿真，并根据系统性能要求调整参数，输出结果。（）

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52．在线性定常系统中，常用的数学模型有：微分方程及传递函数的多项式模型、传递函数的零极点增益模型、状态空间模型和频率响应数据模型等。（）

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53．clearnum=[741];den=[1050308];G=tf(num,den)。（）

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54．clearnum=conv(conv([32],[13]),[241]);den=conv(conv(conv([103],[20351]),([11],[11])),[11]);G2=tf(num,den)。（）

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55．clearz=[1];p=[-2,3,-1];k=2;G3=tf(z,p,k)。（）

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56．clearnum=[213];den=[12431];G=tf(num,den);G4=zpk(G)。（）

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57．clearz=[-21];p=[314];k=1;G1=zpk(z,p,k);num=[11];den=[112];G2=tf(num,den);Ga=feedback(G1,G2,1)Gb=feedback(G1,G2)。（）

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58．在控制系统时域分析时，常用的时域动态性能指标有：上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。（）

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59．MATLAB中step()函数是单位斜坡响应函数。它可以用来绘制单位阶跃响应波形图或求取输出量的数值向量。（）

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60．impulse函数不带输出变量时，可在当前窗口中直接绘制出系统的单位冲激响应曲线。（）

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61．在MATLAB中，欲求取系统的时域性能，可以利用鼠标和菜单的操作，在单位阶跃响应曲线上求取，也可以编制简单程序求取。（）

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62．要判别系统的稳定性，可使用的MATLAB函数有root()、zpkdata()、tf2zp()和pzmap()四个函数。（）

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63．要直接求出系统闭环特征方程的根，应使用roots()函数。（）

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64．若在Simulink仿真集成环境中分析系统在斜坡信号作用下系统的稳态误差，在Simulink建模时，可选用Ramp模块作为系统的输入信号模块。（）

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65．若在Simulink仿真集成环境中分析系统在阶跃信号作用下系统的稳态误差，在Simulink建模时，可选用Step模块作为系统的输入信号模块。（）

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66．所谓根轨迹，是指控制系统开环传递函数的某一参数（如开环增益）从零变化到无穷大时，开环零极点在s平面上移动的轨迹。（）

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67．tf2zp()函数的功能是（）。

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68．zp2tf()函数的功能是（）。

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69．tf2ss()函数的功能是（）。

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70．G=zpk([],[-1+3*i,-1-3*i],3)step(G)。

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71．num=7*[1,5];den=conv([1,0,0],conv([1,10],[1,1]));[gm,pm,wg,wc]=margin(num,den)。

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72．num=5*[1,5,6];den=[1,6,10,8];impulse(num,den);gridon;

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73．clc;clf;clearwn=[1,3,5,7,9];%自然振荡角频率dr=0.4;%阻尼比t=linspace(0,20,200);%将时间t在0-20间200等分holdon;%打开图形叠加功能（同一个坐标上画多条曲线)forj=1:5num=wn(j)^2;den=[1,2*dr*wn(j),0];%开环传递函数分母多项式系数Gk=tf(num,den);%求得开环传递函数Gb=feedback(Gk,1);%求得闭环传递函数step(Gb);grid;%画图gtext(strcat('wn=',num2str(j)))%添加鼠标文字注释，strcat()为字符串连接函数end。

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74．clc;clearnum=49;den=[110.50];Gk=tf(num,den)%求得开环传递函数Gb=feedback(Gk,1,-1)%求得单位反馈的闭环传递函数[y,t]=step(Gb);%求取单位阶跃响应Cend=dcgain(Gb);%求取系统的终值n=length(t);%求得仿真时间t序列的长度while(y(n)0.98*Cend)(y(n)1.02*Cend)%通过循环求取单位阶跃响应首次进入±2%h(∞)内的%所需时间序列号n=n-1;endTs=t(n)[Y,i]=max(y);Os=100*(Y-Cend)/Cend。

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75．num=[77];den=[conv(conv([10],[13]),[145])];Gk=tf(num,den);Gb=feedback(Gk,1,-1)rss=tf([10],[01]);Kv=dcgain(rss*Gk)essv=1/Kv。

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76．在使用SISODesignTool对系统进行校正设计时，若要调整校正装置提供的零、极点位置，可以在“ControlandEstimationToolsManager”窗口中选择“CompensatorEditor”选项卡，在Location文本框中能准确设定所添加的开环零点和极点的位置。（）

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77．根轨迹法的实质就是依据反馈系统中开、闭环传递函数间的关系，由开环传递函数的零、极点直接寻求闭环根轨迹的总体规律。（）

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78．根据给定的根轨迹增益向量k，绘制系统sys的部分根轨迹的MATLAB函数是rlocus(sys,k)。（）

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79．计算与根轨迹上任一闭环极点相对应的根轨迹增益的MATLAB函数是rlocfind()。（）

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80．num=1den=[conv(conv([10],[16]),[13])]G=tf(num,den);rlocus(G);k=0:0.1:100;[kp]=rlocfind(G)。（）

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81．若sys为系统传递函数，则函数[mag,phase,w]=bode(sys)中函数返回值mag和phase分别表示频率特性的幅频值和相位。（）

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82．若sys为系统传递函数，则函数margin(sys)的功能是绘制系统的Bode图。（）

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83．若sys为系统传递函数，则函数margin(sys)与bode(sys)的区别是所绘制的Bode图上带有稳定裕量标记。（）

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84．若sys为系统传递函数，则函数nyquist(sys)的功能是绘制系统的Nyquist曲线。（）

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85．用鼠标左键单击在Bode图曲线上任意一点，曲线上便会标注出“■”，同时系统会显示单击点的对数幅频（或相频）值以及对应的频率。此时若按住鼠标左键并拖动图中的“■”，则显示的数据随着“■”位置的改变而变化。（）

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86．常用的串联校正有相位超前校正、相位滞后校正和相位滞后-超前校正三种方式。（）

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87．

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88．MATLAB提供的单输入/单输出系统可视化设计工具SISODesignTool是一种基于根轨迹分析或频域性能指标的系统设计工具。（）

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89．欲使用SISODesignTool对系统进行校正设计，需在MATLAB命令窗口输入rltool(sys)启动SISODesignTool。（）

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90．在使用SISODesignTool对系统进行校正设计时，若要调整校正装置提供的零、极点位置，可以在显示系统根轨迹的“SISODesignforSISODesignTask”窗口用鼠标拖移零极点。（）

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91．num=（）;den=[conv(conv([10],[0.21]),[0.51])]sys=tf(num,den);rlocus(sys);

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92．num=（）;den=[conv([10],[21])]sys=tf(num,den);rlocus(sys);

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93．num=[1104];den=[1370];G=tf(num,den);rlocus(G)；（）。

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94．A(ω)称为系统的幅频特性，它描述系统对（）输入信号的稳态响应（）衰减（放大）的特性。

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95．若系统的单位阶跃响应为：y(t)=1-1.8e-4t+0.8e-9t(t0)，求系统的频率特性表达式的程序如下。symstsw;Y=1-1.8*exp(-4*t)+0.8*exp(-9*t);R=1;YS=laplace(Y,t,s);RS=laplace(R,t,s);GS=    ;GSS=simple(GS);GSF=factor(GS);GW=subs(GSF,s,i*w)。

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96．clc;clearw=[0.5,2];%ω=0.5、2num=10;den=[conv(conv([10],[21]),[10.51])];G=tf(num,den);%求得传递函数forj=1:length(w)H=freqresp(G,w(j));%求得频率响应mag=abs(H);%求复数H的模phase=（）（）(H)*180/pi;%求复数H的幅角并把单位转化为度disp(['w=',num2str(w(j))])disp(['幅频=',num2str(mag)])disp(['幅角=',num2str(phase)])end。

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97．clc;clf;clearnum=10;den=[conv(conv([10],[0.11]),[0.041])];%开环传递函数分母多项式系数Gk=tf(num,den)%求得开环传递函数bode(Gk);grid[Gm,Pm,Wg,Wc]=（）(Gk)%求得系统的稳定裕量以及对应的频率。

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98．将幅值裕量Gm转化为分贝值Gmdb=（）(Gm)。

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99．

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