2023年春国开（河北）《控制系统CAD》形考任务考核1-4题库.docx

形成性考核1L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。单选题（4分）开环控制闭环控制复合控制闭环控制和复合控制2 .在MTL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。 判断题（4分）.对.错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。 判断题（4分）对.错4 .指令figure的功能是。单选题（4分）*创建图形窗口保留现有图形绘制曲线添加网格线5 .指令hoi的功能是单选题（4分） 创建图形窗口K|L判断题（4分）对.错11 .在MTL的命令窗口中键入simulink命令可打开Simulink图形化设计环境。判断题（4分）.对.错12 .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。判断题（4分）对.错13 .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”向量设为口判断题（4分）对.错14 .一25利用Continuous库的Transfer Fen模块表示传递函数G（s）=-时,其参数设置对话框中s +2sNumertorcoefficient （分子多项式）”框应填入25。/判断题（4分）对.错15 .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。判断题（4分）对.错16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KreteSusystemD、KMsk Susystem1!> KEit Msk3o判断题（4分）对.错17 .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。判断题（4分）.对.错18 .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。判断题（4分）.对.错19 .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。判断题（4分）.对.错20 .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。判断题（4分）对.错21 .已知系统传递函数的增益为5,零点为-2土j,极点为0、3和-1土j,则零极点模型模块的参数设置对话框内“Zeros”框应填入 o单选题（4分）-2+j -2-j0 -3 -1-j -1+j4.5-2+j -2-j, 0 -3 -1-j -1+j, 4.522 .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Soures库的 模块。单选题（4分）StepTrnsfer FnSumTo Workspe23 .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。单选题（4分）StepTrnsfer FnSumSope24 .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Mth Opertions库的 模块。单选题（4分）StepTrnsfer FnSumSope25 .能将Simulink中的结果数据导出到MTL工作空间的模块是: 单选题（4分）A.SubsystemB.CD.Transfer FenTo WorkspaceZero-Pole形成性考核31. .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。 判断题（4分）对.错2. 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。判断题（4分）对,错已知系统的传递函数为：G（s）二$ 弋" ，在MATLAB中建立系统传递函数多项式模 56+5s4 +352 +8型的程序如下：.ler num=7 4 1;en=1050 3 08;G= tf (num,en)判断题(4分).对,错已知系统的传递函数为：&)=瑞常君筌%，在MATLAB中建立系统的传 递函数多项式模型的程序如下：，lernum=onv(onv(3 2,1 3),2 4 1);en=onv(onv(onv(l 0 3,2 0 3 5 1), (11,11),11);G2 二 tf(numen)判断题(4分),对,错已知系统的传递函数为：G(s)=色-？ 2、，在MATLAB中建立系统的零极点增益模型(5 4- 2)(5 -25-3)的程序如下：lerz=l；P=-2,3,-l；k=2;G3=tf (z,p,k)判断题(4分),对,错6.已知系统的传递函数为：G(s) = 12：3,在MATLAB中将TF模型转换为ZPK J Cel 1 4 7 10.1模型的程序如下：，ler num=2 1 3;en=1 2 43 1;G=tf(num,en);G4= zpk(G)判断题(4分)对.错已知两个子系统的传递函数分别为:G二(二6=3匕。在MATLAB 中用将两个子系统正、负反馈连接生成新系统的程序如下：，z=-2 l;p=3 1 4;k=l;Gl=zpk(z,p,k)；num=l 1;en=l 1 2;G2=tf(num,en);G=feek(Gl,G2,l)G=feek（Gl,G2）判断题（4分）.对.错8 .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。判断题（4分）对.错9 .MTL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。判断题（4分）对.错1.1 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。判断题（4分）,对,错11 .在MTL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。判断题（4分）,对.错12 .要判别系统的稳定性,可使用的MTL函数有root。、zpkt（）、tf2zp（）和pzmp（）四个函数。判断题（4分）.对.错13 .要直接求出系统闭环特征方程的根，应使用roots。函数。判断题（4分）.对.错14 .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Rmp模块作为系统的输入信号模块。判断题（4分）,对.错15 .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。判断题（4分）.对.错16 .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。判断题（4分）.对.错17 .tf2zp（）函数的功能是 o单选题（4分）*传递函数多项式模型转换为零极点模型零极点模型转换为传递函数多项式模型传递函数多项式模型转换为状态空间模型状态空间模型转换为传递函数多项式模型18 .zp2tf（）函数的功能是 o单选题（4分）*传递函数多项式模型转换为零极点模型零极点模型转换为传递函数多项式模型传递函数多项式模型转换为状态空间模型状态空间模型转换为传递函数多项式模型19 .tf2ss（）函数的功能是 o单选题（4分）*传递函数多项式模型转换为零极点模型零极点模型转换为传递函数多项式模型传递函数多项式模型转换为状态空间模型状态空间模型转换为传递函数多项式模型20.下列程序(命令)的功能是绘制出G(s) =(5 + 1-37)(5 + 1 + 37)的单位阶跃响应曲线。分子»G=zpk(,-l+3*i,-l-3*i,3)» step(G)单选题(4分)-l+j3-l-j321.下列程序(命令)的功能是求系统G(s) =7(5+5)52(5 + 10)(5 + 1)num=7*l,5;en=onv(l,0,0/gm,pm,wg,w=mrgin(num,en)单选题(4分)幅值幅值裕度相角裕度幅值裕度和相角裕度22.卜列程序(命令)的功能是求三阶系统的G(s) =5(52 +55 + 6)$3 +6s +10s + 8num=5*l/5,6;en=l,6z10,8;impulse(numzen);gri on;单选题(4分) *单位冲激响应单位阶跃响应单位斜坡响应*等加速响应23. 2典型二阶系统传递函数为：G(s)= 、:7 ,阻尼比C的值为0.4,以下程序绘制s-+2?qs + q出自然振荡角频率3n从1变化到10,每次递增 的单位 响应曲线，并对系统的动态性能的变化作定性分析。保留现有图形绘制曲线添加网格线6 .指令plot的功能是 o单选题(4分)创建图形窗口*保留现有图形绘制曲线添加网格线7 .指令gri的功能是 o单选题(4分)创建图形窗口*保留现有图形*绘制曲线*添加网格线8 .在MTL命令窗口中输入指令>>= el(6+3*(7-3)/6, ones(2,2)*2, 4),执行后二 单选题(4分)wn=l,3,5,7,9;r=0.4;t=linspe(0,20,200);hoi on;上画多条曲线)for j=l:5num=wn(j)A2;en=l,2*r*wn(j),0;Gk=tf(num,en);G=feek(Gk,l)；step(G);gri;gtext(strt('wn=,/num2str(j)en单选题(4分)%自然振荡角频率%阻尼比%将时间t在0-20间200等分%打开图形叠加功能(同一个坐标%开环传递函数分母多项式系数%求得开环传递函数%求得闭环传递函数%画图%添加鼠标文字注释，strt()为字符串连接函数2,阶跃2,斜坡 *1,阶跃I;lernum=49;en=l 10.5 0;Gk=tf(num,en)%求得开环传递函数G=feek(Gk,l,-l)%求得单位反馈的闭环传递函数y,t=step(G);%求取单位阶跃响应en=gin(G);%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*en)&(y(n)<1.02*en)%通过循环求取单位阶跃响应首次进入±2%h（8）内的%所需时间序列号n=n-l;enTs=t(n)Y,i=mx(y);Os=100*(Y-en)/en单选题(4分)*超调量，调节时间超调量，上升时间*调节时间，上升时间上升时间，稳态误差-/、7(s + l)单位负反馈系统的开环传递函数为：Gk(s) = ；-弋:一以下程序用来求在单位斜 s(s + 3)(s- +4s + 5)坡输入信号作用下的»num=7 7;»en=onv(onv(l 0,1 3),1 4 5);»Gk=tf(num,en);»G=feek(Gk/l,-l)»rss=tf(l 0,0 1);»Kv=gin(rss*Gk)»essv=l/Kv单选题（4分）*超调量调节时间稳态误差上升时间形成性考核41 .在使用SISO esign Tool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“ontrol n EstimtionTools Mngerv窗口中选择“ompenstor Eitor”选项卡，在Lotion文本框中能准确设定所添加 的开环零点和极点的位置。判断题（4分）对.错2 .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。判断题（4分）对,错3 .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MTL函数是rlous（sys,k）o 判断题（4分）对.错4 .计算与根轨迹上任一闭环极点相对应的根轨迹增益的MTL函数是rlofin（）o 判断题（4分）.对.错5.K已知单位负反馈控制系统的开环函数为Gk(s) = 1+ 6)(.)'利用MATLAB分析该系统临界稳定时的K值与系统的闭环极点，并求根轨迹与虚轴交点处的根轨迹增益°，» num=l» en=onv(onv(l 0,1 6),1 3)» G=tf(num,en);»rlous(G);» k=0:0.1:100;» k p= rlofin(G)判断题(4分)对.错6 .若sys为系统传递函数, 率特性的幅频值和相位。判断题(4分)对.错7 .若sys为系统传递函数, 判断题(4分),对.错8 .若sys为系统传递函数, 量标记。判断题(4分)对.错9 .若sys为系统传递函数, 判断题(4分).对.错则函数mg,phse,w=oe(sys)中函数返回值mg和phse分别表示频则函数mrgin(sys)的功能是绘制系统的oe图。则函数mrgin(sys)与oe(sys)的区别是所绘制的oe图上带有稳定裕则函数nyquist(sys)的功能是绘制系统的Nyquist曲线。10 .K已知单位负反馈系统的开环传递函数为：G(s) =，利用bode()函数可分别s(s + l)(s + 5)绘制出K取不同值时系统的Bode图如图所示。曲线2所对应的K相对较大，所对应的幅 值裕量约为(dB),相位裕量约为-23度，对应的闭环系统不稳定。，判断题(4分)对.错11 .用鼠标左键单击在oe图曲线上任意一点，曲线上便会标注出“二同时系统会显示单 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。判断题(4分)对.错12 .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。判断题(4分)对.错13 .0 4s + l串联校正装置G(s) =一能改善系统的准确性和快速性。 O.b + l判断题(4分)对.错14 .MTL提供的单输入/单输出系统可视化设计工具SISO esign Tool是一种基于根轨迹分析或 频域性能指标的系统设计工具。判断题(4分)对.错15 .欲使用SISO esign Tool对系统进行校正设计，需在MTL命令窗口输入rltool(sys)启动SISO esign Took判断题(4分)对.错16 .在使用SISO esign Tool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"SISO esign for SISOesign Tskv窗口用鼠标拖移零极点。判断题(4分)对.错17 .K已知单位反馈系统的开环传递函数G(s)=-,绘出系统根轨迹的MALAB程 5(0.25+1)(0.55 + 1)序如下：,num=;en=onv(onv(l 0,0.2 1),0.5 1) sys=tf(num,en);rlous(sys);单选题(4分)*K218 .、 K(s + 1)已知单位反馈系统的开环传递函数G(s) = Y=,绘出系统根轨迹的MALAB程序如下:s(2s +1)num=;en=onv(l 0,2 1)sys=tf(num,en);rlous(sys);单选题（4分）*KI1 1101 K19.已知控制系统开环传递函数为Gjs）二s +s+453 + 3s2 + 7s,用MALAB分析系统的根轨迹的起点。num=l 1 0 4;en=13 7 0;G=tf(num,en);rlous(G)；单选题(4分)p=roots(en) *p=roots(num)p=root(en)p= rlous(en)20.(如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。单选题(4分)不同频率，幅值*不同频率，幅值相同频率，幅值*相同频率，相角若系统的单位阶跃响应为：y(t)=l-1.8e-4t+0.8e-9t (t>0),求系统的频率特性表达式的程序如 下。syms t s w;Y=l-1.8*exp(-4*t)+0.8*exp(-9*t);R=l;YS=lple(Y,t,s);RS=lple(R,t/s);GS=;GSS=simple(GS);GSF=ftor(GS);GW=sus(GSF,s,i*w)单选题(4分)YS/RS* RS/YS* oe( RS/YS)*mrgin(YS/RS)已知系统的开环传递函数为G(s)=孚，分别计算当=0.5和3=2时开5(25+ 1)(? +0.55 + 1)环频率特性的幅频值A(3)和幅角值(P(3)的程序如下。l;lerw=。5,2;% 3=0.5、2num=10;en=onv(onv(l 0,20.5 1);49.在MTL命令窗口中输入指令>>= el(6+3*(7-3)/6z ones(2,2)*2, 4),执行后= 单选题(4分)*1410 .若要分别生成初始值为4,终止值为18,步长为4的数组，在MTL命令窗口中应输入指令二 O单选题（4分）4:4:18(4:4:18)4；4;184:4:1811 .已知二1 2 3;5 6 7;9 10 11,贝此口 3)=单选题(4分)G=tf(num,en);数%求得传递函for j=l:length(w)H=freqresp(G,w(j);%求得频率响应mg=s(H);模phse= _转化为度%求复数H的%求复数H的幅角并把单位isp('w=',num2str(w(j)isp('幅频=',num2str(mg)isp(口幅角色 num2str(phse)en单选题（4分）ngletfmrginoe23.已知系统的开环传递函数为：G(s) =5(0.15 + 1)(0.045 + 1)绘制对数幅频特性曲线以及相频特性曲线并确定系统相位裕量Y和幅值螯量h以及对应的谶 止频率和相位穿越频率3g的程序如下。()，l;lf;lernum=10;en=onv(onv(l 0,0.11),0.04 1); %开环传递函数分母多项式系数Gk=tf(num/en)%求得开环传递函数oe(Gk);griGm,Pm,Wg,W=(Gk) %求得系统的稳定裕量以及对应的频率单选题(4分)*ngletfmrgin*oe24 .将幅值裕量Gm转化为分贝值Gm=(Gm)。单选题(4分)*loglO tf20*logl0 log25 .0 45 + 1某串联校正装置的传递函数为：G(s)=-，该串联校正装置提供的是校正。.0.15 + 1单选题(4分)超前*滞后滞后-超前延迟2；6; 1013;5 7;9 11 *（13;5 7;9 11）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。单选题（4分）*稳定*快速 *准确快速和准确13 .已知=2 3 6;19 7, =0 5 4;3 6 2,贝=。单选题（4分） *1 0 1; 0 11 *1 0 1; 0 1 00 0 1; 0 11 *1 0 1; 11114 .已知二70 5;0 2 8, = 140;504,则&二。单选题（4分） *1 0 0;0 0 11 0 1; 0 1 00 0 1; 0 1110 1; 11115 .MTL软件系统主要由开发环境、数学函数库、MTL图形处理系统及外部应用程 序接口组成。单选题（4分）数组矩阵GUIMTL语言16 .启动MTL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。判断题（4分）对.错17 .命令窗口中键入helprowser命令或使用任何工具栏上的help菜单，都可打开帮助浏览器。 判断题（4分）对.错18 .在命令窗口中键入"help函数名"，将显示显示模型的描述。判断题（4分）对.错19 .控制系统的设计包含分析和设计两方面内容。判断题（4分）.对.借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。 判断题（4分）.对.错21 .控制系统是借助计算机对控制系统进行控制和设计。判断题（4分）,对.错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。判断题（4分）.对.错23 .MTL的变量名必须以 开始。单选题（4分）英文字母字母数字下划线24 .MTL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。判断题（4分）.对.错25 .MTL提供三种常用变量，即局部变量、全局变量和随机变量。判断题（4分）.对.错形成性考核2l.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。判断题（4分）.对.错2 .脚本文件也称为命令文件，是由一系列MTL的命令行组成，既没有参数的输入也不返回输 出参数。判断题（4分）对.错3 .函数文件的第一行必须是“函数声明行。以关键词“funtion”进行声明。判断题(4分).对,错4 .创建两个变量、，其值分别为eye(2,3)、ones(l,2),其中显示变量，不显示变量。以下程序是 否正确=eye(2,3);=ones(l,2),判断题(4分)对.错 创建初始值为4,终止值为15,步长为4的向量，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ler=4:4:15;E=linspe(4,15 ,3);+E判断题(4分),对.错6.9已知3x3维矩阵F= 315 72 4 ,寻访F矩阵的第8个元素。lerF=2 5 7;3 2 4;15 9;F判断题（4分）.对.错7.5 92已知3x3维矩阵尸=3 15 72 4 ,将F矩阵的第二行重新赋值为5 8 3。5 9lerF=2 5 7;3 2 4;15 9;F(2,:)=5 8 3判断题(4分)对,错8. . ynx r 1 ii j-2 5 r已知3x3维矩阵尸=3 2 4,抽取F矩阵的第二行、第三行，第二列、第三列生成新的矩 1 5 9阵G。/lerF=2 5 7;3 2 4;15 9;G=F（2,3；2,3）判断题（4分）.对.错9.3 0已知矩阵火=1 0 0 -11 2122 4 和 £ = 00 1J 61 30 4 ,查找出K大于L的元素u0 1lerK=3 0 12;10 2 4;0-10 1;L=2 0 13;0 4 0 4;6 0 01;K>=L判断题（4分）.对.错10.3已知矩阵爪=1 00 1 20 2 4 和 £ =-1 0 134 ,求K&L的值1lerK=3 0 12;10 2 4;0-10 1;L=2 0 13;0 4 0 4;6 0 0 1;