国家开放大学《控制系统CAD》形考任务1-4参考答案.docx

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1、国家开放大学控制系统CAD形考任务1-4参考答案题目随机，下载后利用查找功能完成学习任务形考任务11.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。（）2.指令figure的功能是_。a.绘制曲线b.创建图形窗口c.保留现有图形d.添加网格线3.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。（）4.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。（）5.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。（）6.自动控制系统性能的基本要求可以归纳为“稳、快、准”

2、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。a.快速和准确b.准确c.稳定d.快速7.已知A=1 2 3；5 6 7；9 10 11，则A(:，1 3)= _。a.2；6； 10b.1 3；5 7；9 11c.1；5；9d.(1 3；5 7；9 11)8.指令plot的功能是_。a.创建图形窗口b.添加网格线c.保留现有图形d.绘制曲线9.控制系统CAD是借助计算机控制系统进行控制和设计。（）10.在命令窗口中键入“help 函数名”，将显示显示模型的描述。（）11.MATLAB的变量名必须以_开始。a.字母b.数字c.英文字母d.下划线12.控制系统的设计包含分析和设计两方

3、面内容。（）13.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。a.MATLAB语言b.数组c.GUId.矩阵14.指令grid的功能是_。a.创建图形窗口b.添加网格线c.绘制曲线d.保留现有图形15.控制系统的计算机仿真是利用计算机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。（）16.在MATLAB命令窗口中输入指令A B C =deal(6+3*(7-3)/6， ones(2，2)*2， 4)，执行后C = _。a.2b.3c.4d.117.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

4、令窗口、当前文件夹窗口、工作空间及帮助窗口等。（）18.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= _。a.(4:4:18)b.4；4；18c.4:4:18d.4:4:1819.在MATLAB命令窗口中输入指令A B C =deal(6+3*(7-3)/6， ones(2，2)*2， 4)，执行后A = _。a.2b.3c.4d.120.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。（）21.已知A= 7 0 5；0 2 8，B=1 4 0；5 0 4，则A&B=_。a.0 0 1； 0 1 1b.1 0 0；

5、0 0 1c.1 0 1； 1 1 1d.1 0 1； 0 1 022.已知A = 2 3 6；1 9 7，B = 0 5 4；3 6 2，则A B=_。a.1 0 1； 1 1 1b.0 0 1； 0 1 1c.1 0 1； 0 1 0d.1 0 1； 0 1 123.MATLAB提供三种常用变量，即局部变量、全局变量和随机变量。（）24.指令hold的功能是_。a.保留现有图形b.创建图形窗口c.添加网格线d.绘制曲线24.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（）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

6、。a.闭环控制b.开环控制c.闭环控制和复合控制d.复合控制形考任务21.已知矩阵K=310 0 0-11 20241和L=206 0 4 0 1 0 0 341，求K&L的值。（）clearK=3 0 1 2；1 0 2 4；0 -1 0 1 ；L=2 0 1 3；0 4 0 4；6 0 0 1；K|L2.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。（）3.已知单位负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。a.Stepb.Scopec.Sumd.Trans

7、fer Fcn4.已知33维矩阵F=231 5 2 5 7 4 9 ，求F矩阵的第二行重新赋值为5 8 3。（）clearF=2 5 7；3 2 4；1 5 9；F(2，微笑 =5 8 35.在仿真参数设置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。（）6.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)，7.Simulink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，其中的

8、每个模块分别进行参数设置就可以了。（）8.已知矩阵K=310 0 0-11 20241和L=206 0 4 0 1 0 0 341，查找出K大于L的元素。（）clearK=3 0 1 2；1 0 2 4；0 -1 0 1 ；L=2 0 1 3；0 4 0 4；6 0 0 1；K=L9.已知单位负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Math Operations库的_模块。a.Scopeb.Transfer Fcnc.Sumd.Step10.已知单位负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

9、库的_模块。a.Transfer Fcnb.To Workspacec.Sumd.Step11.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应的模块库。（）12.在MATLAB的命令窗口中键入simulink命令可打开Simulink图形化设计环境。（）13.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。（）14.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、Mask Subsystem、EditMask。（）15.用零极点模型表示系统结构时若没

10、有零点只有极点，需要在零极点模型模块的参数设置话框将“Zeros”向量设为（）16.已知33维矩阵F=231 5 2 5 7 4 9 ，抽取F矩阵的第二行、第三行，第二列、第三列生成新的矩阵G。（）clearF=2 5 7；3 2 4；1 5 9；G=F(2，3；2，3)17.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。（）18.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-E19.能将Simulink中的结果数据导出到

11、MATLAB工作空间的模块是：a. b. c. d. 20. 已知33维矩阵F=231 5 2 5 7 4 9 ，寻访F矩阵的第8个元素。（）clearF=2 5 7；3 2 4；1 5 9；F(8)21.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。（）22.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。（）23.利用Continuous库Transfer Fcn模块表示传递函数G（s）=25s2+2s时，其参数设置对话框中“Numertor coefficie

12、nt（分子多项式）”框应填入25。（）24.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。（）25.已知系统传递函数的增益为4.5，零点为-2j，极点为0、-3和-1j，则零极点模型模块的参数设置话框内“Zeros”框应填入_。a.-2+j -2-j，0 -3-1-j -1+j，4.5b.4.5c.-2+j -2-jd.0 -3 -1-j -1+j26.已知单位负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。a.Stepb.To Workspacec.Transfer Fcnd.Sum27

13、.已知单位负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Math Operations库的_模块。a.Stepb.Sumc.Transfer Fcnd.Scope28.已知单位负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。a.Scopeb.Stepc.Sumd.Transfer Fcn形考任务31.下列程序（命令）的功能是求系统Gs=7（s+5）s2(s+10)(s+1)的 。num=7*1,5；den=conv(1,0,0，conv(1,10，1,1)；gm,pm,wg

14、,wc=margin(num,den)a.幅值b.幅值裕度和相角裕度c.幅值裕度d.相角裕度2.要直接求出系统闭环特征方程的根，应使用roots()函数。（）3.已知系统的传递函数为：Gs=2(s-1)(s+2)(s2-2s-3)，MATLAB中建立系统的零极的程序如下：（）clearz=1；p=-2,3,-1；k=2；G3=tf (z,p,k)4. 已知系统的传递函数为：Gs=2s2+s+3s4+2s3+4s2+3s+1，在MATLAB中将TF模型的程序如下：（）clearnum=2 1 3；den=1 2 4 3 1；G=tf(num，den)；G4= zpk (G)5.tf2ss()函数

15、的功能是_。a.状态空间模型转换为传递函数多项式模型b.零极点模型转换为传递函数多项式模型c.传递函数多项式模型转换为状态空间模型d.传递函数多项式模型转换为零极点模型6.已知系统的传递函数为：Gs=7s2+4s+1s6+5s4+3s2+8，在MATLAB中建立系统传递型的程序如下：（）clearnum=7 4 1；den=1 0 5 0 3 0 8；G= tf (num，den)7.典型二阶系统传递函数为：Gs=n2s2+2ns+n2，阻尼比的值为，出自然震荡角频率n从1变化到10，每次递增 的单位 响的动态性能的变化作定性分析。clc；clf；clearwn=1，3，5，7，9； % 自然

16、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hold on； % 打开图形叠加功能（同一个坐标上画多条曲线)for j=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enda.1，冲激b.2，斜坡c.1，阶跃d.2，阶跃8

17、.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。（）9.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。（）10.tf2zp()函数的功能是_。a.零极点模型转换为传递函数多项式模型b.传递函数多项式模型转换为零极点模型c.状态空间模型转换为传递函数多项式模型d.传递函数多项式模型转换为状态空间模型11.zp2tf()函数的功能是_。a.传递函数多项式模型转换为零极点模型b.状态空间模型转换为传递函数多项式模型c.传递函数

18、多项式模型转换为状态空间模型d.零极点模型转换为传递函数多项式模型12.下列程序（命令）的功能是绘制出Gs=()(s+1-3j)(s+1+3j)的单位阶为 G=zpk(，-1+3*i，-1-3*i，3) step(G)a.-1-j3b.-1+j3c.1d.313.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。（）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Ramp模块作为系统的输入信号模块。（）15.已知系统的传递函数为：（3s+2）(s+3)(2s2+

19、4s+1)(s2+3)s+13(2s4+3s2+5s+1)，在MATLAB中建递函数多项式模式的程序如下：（）clearnum=conv(conv(3 2，1 3)，2 4 1)； den=conv(conv(conv(1 0 3，2 0 3 5 1)，(1 1，1 1)，1 1)；G2=tf(num，den)16.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。（）17.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。（

20、）18.clc；clearnum=49；den=1 10.5 0；Gk=tf(num,den) % 求得开环传递函数Gb=feedback(Gk,1,-1) % 求得单位的闭环传递函数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否0.98*Cend)&(y否num=7 7；den=conv(conv(1 0，1 3)，1 45)；Gk=tf(num，den)；Gb=feedback(Gk，1，-1)rss=tf(1 0，0 1)；Kv=dcgain(rss*Gk)essv

21、=1/Kva.调节时间b.超调量c.上升时间d.稳态误差22.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。（）23.已知两个子系统的传递函数分数为：G1s=s+2s-1s-3s2-5s+4,G2s=s+1s2+s+2。中用将两个子系统正、负反馈连接生成新系统的程序如下：（）clear z=-2 1；p=3 1 4；k=1；G1=zpk(z，p，k)； num=1 1； den=1 1 2； G2=tf(num，den)； Ga=feedback(G1，G2，1)Gb= feedback (G1，G2)24.下列程序（命令）的功

22、能是求三阶系统的Gs=5(s2+5s+6)s3+6s2+10s+8 。num=5*1,5,6；den=1,6,10,8；impulse(num,den)；grid on；a.单位斜坡响应b.单位阶跃响应c.单位冲激响应d.等加速响应25.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。（）形考任务41.已知单位负反馈控制系统的开环函数Gks=Kss+6s+3，利用MATLAB分析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轨迹增益。（） num=1 den=conv(conv(1 0，1 6)，13)

23、G=tf(num，den)； rlocus(G)； k=0:0.1:100； k p= rlocfind(G)2.已知系统的开环传递函数为：Gs=10s(0.1s+1)(0.04s+1)，绘制对数幅频特征曲线以及相频特性曲线系统相位裕量和幅值裕量h以及止频率c和相位穿越频率g的程序如下。（）clc；clf；clearnum=10；den=conv(conv(1 0，0.1 1)，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)；gridGm，Pm，Wg，Wc= _ (Gk) % 求得系统的稳定裕量以及应的频率a.marginb.t

24、fc.angled.bode3.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数幅频（或相频）值以及应的频率。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。（）4.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。（）5.已知控制系统开环传递函数为Gks=s3+s2+4s3+3s2+7s，用MALAB分析系统的根轨迹的起点。num=1 1 0 4；den=1 3 7 0；G=tf(num，den)；rlocus(G)；_a.p=roots(den)b.p=root(den)c.p= r

25、locus(den)d.p=roots(num)6.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。（）7.计算与根轨迹上任一闭环极点相应的根轨迹增益的MATLAB函数是rlocfind ()。（）8.已知单位反馈系统的开环传递函数Gs=K(s+1)s(2s+1)，汇出系统根轨迹的MALAB程序如下：num=_；den=conv(10，2 1)sys=tf(num，den)；rlocus(sys)；a.K 1b.1 1c.1 Kd.1 09.欲使用SISO Design Tool 系统进行校正设计，需在MATLAB命令窗口输

26、入rltool(sys)启动SISO Design Tool。（）10.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。syms t s w；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)a.bode(RS/YS)b.RS/YSc.margin(YS/RS)d.YS/RS11.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

27、-超前校正三种方式。（）12.某串联校正装置的传递函数为Gs=0.4s+10.1s+1，该串联校正装置提供的是（）a.超前b.滞后c.滞后-超前d.延迟13.在使用SISO Design Tool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“Control and Estimation Tools Manager”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。（）14.MATLAB提供的单输入/单输出系统可视化设计工具 SISO Design 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。

28、（）15.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。（）16.A()称为系统的幅频特性，它描述系统_输入信号的稳态响应_衰减（放大）的特性。a.不同频率，幅值b.相同频率，幅值c.不同频率，幅值d.相同频率，相角17.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。（）18.根轨迹法的实质就是依据系统中开、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。（）19.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

29、点直接寻求闭环根轨迹的总体规律。（）20.已知单位反馈系统的开环传递函数Gs=KS(0.2S+1)(0.5S+1)，绘出系统num=_；den=conv(conv(10，0.2 1)，0.5 1)sys=tf(num，den)；rlocus(sys)；a.1b.Kc.5d.221.串联校正装置Gs=0.4S+10.1S+1能改善系统的准确性和快速性。（）22.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)。（）23.已知单位负反馈系统的开环传递函数为：Gs=K(S+1)(S+5)，利用bode()函数绘制出K取不同值时系统的Bode图如图所

30、示。曲线2所对应的K相对较大，所对应值裕量约为-10（dB），相位裕量约为-23度，对应的闭环系统不稳定。（）24.在使用SISO Design Tool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 Design for SISO Design Task”窗口用鼠标拖移零极点。（）25.将幅值裕量Gm转化为分贝值Gmdb=_(Gm)。a.tfb.log10c.logd.20*log1026.已知系统的开环传递函数为Gs=10S(2S+1)(S2+0.5S+1)，分别计算当=0.5和环频率特性的幅值A（）和幅角值()的程序如下。clc；clearw=0.5,2； %=0.5、2num=10；den=conv(conv(1 0，2 1)，1 0.51)；G=tf(num，den)； %求得传递函数for j=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)enda.tfb.anglec.boded.margin