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01120050-MATLAB语言及应用-A卷试卷答案


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课程名称 课程代码 座位号

MATLAB 语言及应用
01120050 适用班级
制卷份数 120 考试时量

A卷

闭卷<

br />
命题教师

张满生 三、求解下面非线性时变微分方程 (共 20 分)

电子 0901,电气 0901/02 100 分钟 总分 100 分 得分

y(3) ? 8 y' y'' ? ty' ? 4 y ? e?t ,初始条件: y(0) ? 1, y(0) ? ??(0) ? 0 。 ? y
(1)、将高阶微分方程表示为一阶微分方程组; 分) (6

.

考生注意事项: 1. 仔细清理试卷总页数,如果试卷缺页、破损或字迹不清,请举手报告更换。 2. 答题不得越过边线,答案直接写在试卷内,不得将试卷及草稿纸带出考场。 一、填空题 (每空 1 分,共 14 分) 1、进入 MATLAB 软件环境后,系统默认打开的四个窗口是:命令窗口、当前目录窗口、 工作空间窗口 2、命令 clc 作用是 清楚命令窗口 和 命令历史窗口 。

湖南工业大学科技学院试卷

姓名

,who 作用是 查询工作空间有哪些变量 。

(2)用 MATLAB 命令或 M 文件编程求解;(14 分)

3、已知 A 是 5 行 5 列的方矩阵, 且 B 矩阵由 A 矩阵的第 1 到 3 列的全部元素组成,C 矩阵由 A 阵的第二行组成,即 B= (:,1:3) ,C= (2,) : 7 。 。

4、已知矩阵 A=[1 2 3 ; 6 7 9;2 5 13] ,则 A(2,3)= 9,A(5)= 5、绘图命令 hold on 作用是 figure 作用是

学号(10 位)

保持(保留)当前的图形图线,在绘制新图线时不覆盖原图线

创建新的图形对象

6、simulink 的基本模块包含多个子模块库,例如连续系统、非线性系统、输入信号源、接收模 块及 离散系统,用户自定义模块 和 等。 rlocus()

7、求幅值裕度和相位裕度的函数是 margin() ,绘制根轨迹的函数是 二、选择题 ( 3 ? 4 分,共 12 分)

?1 2 5 ? ? ? 1、有矩阵 A ? 4 8 6 ,执行 A(3,:)后的结果是:ans= ( ? ? ?7 2 9 ? ? ?
A. C. 1 2 5 5 6 9 B. 7 2 9 D. 4 8 6

b

)

四、绘制函数

i ? 2e?2t sin(2t ? ? / 4) (蓝色虚线)、 u ? e?2t sin(2t ? ? / 2) (红色点划线)的

图形,t 的范围是[0,4 ? ] ,用命令给 x 轴加上标注 “ 0_4*pi” ,图形标题加注为“电流与电压 比较” (16 分)

专业年级班级

2、MATLAB 语言对变量命名有严格要求,以下各变量命名错误的是( A. hngd#zms; B. zms_12_3; C. zms_123 ; d )。 D.step 格式文件。 D.fig

a

)。

D. To_find_250

3、在以下各模块中,属于输入模块组的是 ( A.Scope B.memory

C.Integrator b C. mat

4、simulink 环境中创建的模型保存为 A.m B. mdl

《MATLAB 语言及应用》试题

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kjxykws

6/20/2013 10:02 PM

五、将下列帮助文档翻译为汉语。 ( 12 分)

If your step response is unstable, lower the gain by grabbing a red box in the right-hand plane and moving it into the left-half plane. In this example, the resulting step response is stable, but it still doesn’t meet the design criteria since the 2% settling time is greater than 0.05 second…. Now try moving the lead network pole to the left. Notice how the gain margin increases as you do this. You can also adjust the gain to increase the gain margin; grab the Bode magnitude curve and drag it downward with your mouse to reduce the gain and increase the gain margin.

2、用 SIMULINK 图形仿真分析(8 分)

七、已知某典型负反馈控制系统的被控对象、控制器和反馈环节的数学模型如下

G( s) ?
六. 在滑艇的运行过程中,滑艇主要受到如下作用力的控制:滑艇自身的牵引力F=400N,滑艇受 到的水的阻力 f1 ,设水的阻力为 f1 ? u 2 ? u , u 为滑艇的运动速度,风的阻力为 f 2 =0.5 u ,由

180s ? 350 1 200s ? 300 , Gc ( s ) ? , H (s) ? 。 s( s ? 4) 0.01s ? 1 ( s ? 20)( s ? 95)( s ? 1.5)

试编程求取闭环系统的传递函数模型、状态方程模型和零极点模型。并作出单位阶跃响应曲线 (10 分)

运动学的相关定理可知,整个滑艇系统的动力学方程为:

u' ?

1 [ F ? (u 2 ? 1.5u )] m

其中,m为滑艇的质量。假设滑艇的质量为500kg,按要求对此系统进行仿真分析。 1、用 MATLAB 命令或 M 文件编程分析速度变化规律 (8 分)

《MATLAB 语言及应用》试题

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kjxykws

6/20/2013 10:02 PM

四、

湖南工业大学科技学院试题参考答案
课程名 称 课程代 码

T=0:0.1:4*pi; y1=2*exp(-2*t).*sin(2*t+pi/4); 张满生 y2=exp(-2*t).*sin(2*t+pi/2); plot(t,y1,’b--’,t,y2,’r-.’), xlabel(‘0_4*pi’) title(‘电流与电压比较’)

MATLAB 语言及应用
01120050 适用班级

A卷

闭卷

命题教师

电子 0901,电气 0901/02

一、填空题 1、命令历史窗口、工作空间窗口 2、清空命令窗口、查询工作空间有哪些变量 3、B=A(:,1:3),C=A(2,:) 4、A(2,3)=9,A(5)=7 5、保持(保留)当前的图形图线,在绘制新图线时不覆盖原图线; 创建新的图形对象 6、离散系统,用户自定义模块 7、margin(); rlocus() 二、选择 1、B

五、翻译 译文: 如果阶跃响应不稳定,用鼠标抓住右半平面内的红色方块并移动到左半平面,以降低系统增 益。(3分)在本例中,相应的阶跃响应是稳定的,但其仍不满足设计指标,因为2%内调节时间大 于0.05秒。(3分) 现在,试着将超前网络的极点往左边移,请注意当你这样调节时系统幅值裕度随之增大。(2 分)你也可以调节增益以增大幅值裕度(1分);用鼠标抓着波特图幅值曲线并往下拉,将减小系统 增益并增大幅值裕度。(3分) #

2、A

3、D

4、 B

三、求解非线性时变微分方程

y(3) ? 8 y' y'' ? ty' ? 4 y ? e?t ,初始条件: y(0) ? 1, y(0) ? ??(0) ? 0 。 ? y
1、 表示为一阶微分方程组, 先引入三个状态变量

x1 ? y, x2 ? y ', x3 ? y ''

六、 1、用 MATLAB 命令或 M 文件编程分析速度变化规律 (8 分)

? ? ? ?x ? ?3

? x1 ? x2 ? x2 ? x3 ? e ? t ? 4 x1 ? tx2 ? 8 x2 x3

已知方程是

u'?

1 [ F ? (u 2 ? 1.5u )] m

,是一阶非线性微分方程

2、用 MATLAB 命令或 M 文件编程求解 定义非线性微分方程组如下 function y=test4_1(t,x) y=[x(2);x(3);exp(-t)-4*x(1) -t*x(2)-8*x(2)*x(3)]; end ;% 在当前目录下存为test4_1.m 文件。 在命令窗口下输入: x0=[1;0;0]; tf=50; [t,x]=ode45('test4_1',[0,tf],x0); plot(t,x) 即可求出非线性微分方程组的数值解,并作出曲线。

function dx=fastroat(t,x) dx=[(1/500).*(400-(x^2-1.5.*x))] % 已知牵引力 F=400 end 存盘为文件fastroat.m x0=0; [t,x]=ode45('fastroat',[0,200],x0); plot(t,x) 即可求出其数值解,并作出其速度变化曲线。

《MATLAB 语言及应用》试题

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kjxykws

6/20/2013 10:02 PM

六、 2、simulink 图形化仿真

u' 1/500 Gain

1 s Integrator

u Product Scope

1.5 400 Constant Gain 1 Subtract

七、 s=tf(‘s’); G=(200*s+300)/((s+20)(s+95)(s+1.5));Gc=(180*s+350)/(s*(s+4)); % H=1/(0.01*s+1); %(3 分) GG=feedback(G*Gc,H,1);% 闭环传递函数 (2 分) GGss=ss(GG); % 闭环状态方程模型 (2 分) GGz_p_k=zpk(GG); %零极点模型 (1 分) step(GG) % 闭环单位阶跃响应 (2 分)

《MATLAB 语言及应用》试题

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kjxykws

6/20/2013 10:02 PM


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