2012控制系统仿真复习题1

2026/4/24 4:37:55

2 求出以下系统的传递函数

??1???1 X???0

01??0??0u?, ?20?X?y??11?????0?3??1??0?X

12s3?24s2?12s?203 已知某系统的传递函数为:G(s)?4,试用MATLAB语言322s?4s?6s?2s?2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:

0.0128s?1302.5G1(s)?G2(s)?G3(s)?0.04s0.00167s?10.0128s?1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:

12s?1G1(s)?G2(s)?2s?2s?s?2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。

s6 将传递函数模型G(s)?2转换为状态空间模型和零极点模型。

s?3s?2

???6???11y??16y?6u,求出其状态空间表达式,写出A、B、C、D7 系统方程为?yy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:

?(t)?f?y?(t)?ky(t)?F(t) m?y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:

my?cy?ky?ku,其中,m=5kg,k=2N/m,c=0.1N/m.s?1,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。

yukmc

11求下面系统在阶跃信号为0.11(t)时系统的响应。

20

s4?8s3?36s2?40s?20

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G(s)?1s2?0.2s?1.01,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Ts?0.3s。

数值计算类题目

1 求解以下线性代数方程:

?102??x1??2??113??x???1? ???2?????312????x3????1??

2 已知矩阵

?218??013??1,B=?41?4 12 A=????????542???332??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

?218??013??1,B=?41?4 12 A=????????542???332??在Command窗口中分别求出C=A2、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)。

i?1?34 求复数矩阵C??i?6?2

5?i3?i27??4i3?的转置C1与共轭转置C2。 ?i3?5 假设a、b、c和d的定义如下:

?10???1a?? ?; b??

?21??02??3?; ; d?5 c????1??2?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*d

6 求解由下面四个方程组成的方程组。

2x1?3x2?x3?2x4?8

x1?3x2?x4?6x1?x2?x3?8x4?77x1?x2?2x3?2x4?5

7 求解由下面四个方程组成的方程组。

2x1?3x2?x3?2x4?17

x1?3x2?x4?23x1?x2?x3?8x4?97x1?x2?2x3?2x4?51

8 已知某班的5名学生的三门课成绩列表如下:

学生序号 1 2 3 4 5 高等数学 78 89 64 73 68 外语 83 77 80 78 70 MATLAB语言 82 91 78 82 68

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

G(s)?1 s(s?1)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。

u(t)

0.212-11?0.01S1?0.17S0.085S0.11?0.01S1?0.15S0.051S701?0.0067S0.11?0.01S0.211?0.15S130Sy(t)--0.00441?0.01S3 双环调速的电流环系统的方框图模型为:


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