計算機仿真技術與cad習題答案(已修改)
2025-07-01 07:15 本頁面
【正文】 計算機仿真技術與CAD——基于MATLAB的控制系統(tǒng)（第3版）第0章 緒論01 什么是仿真？它所遵循的基本原則是什么？答：仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術和計算機技術等理論基礎之上的，以計算機和其他專用物理效應設備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實或假想的系統(tǒng)進行試驗，并借助專家經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對試驗結果進行分析和研究，進而做出決策的一門綜合性的試驗性科學。它所遵循的基本原則是相似原理。02 仿真的分類有幾種？為什么？答：依據(jù)相似原理來分：物理仿真、數(shù)學仿真和混合仿真。物理仿真：就是應用幾何相似原理，制作一個與實際系統(tǒng)相似但幾何尺寸較小或較大的物理模型（例如飛機模型放在氣流場相似的風洞中）進行實驗研究。數(shù)學仿真：就是應用數(shù)學相似原理，構成數(shù)學模型在計算機上進行研究。它由軟硬件仿真環(huán)境、動畫、圖形顯示、輸出打印設備等組成。混合仿真又稱數(shù)學物理仿真，它是為了提高仿真的可信度或者針對一些難以建模的實體，在系統(tǒng)研究中往往把數(shù)學仿真、物理仿真和實體結合起來組成一個復雜的仿真系統(tǒng)，這種在仿真環(huán)節(jié)中有部分實物介入的混合仿真也稱為半實物仿真或者半物理仿真。03 比較物理仿真和數(shù)學仿真的優(yōu)缺點。答：在仿真研究中，數(shù)學仿真只要有一臺數(shù)學仿真設備（如計算機等），就可以對不同的控制系統(tǒng)進行仿真實驗和研究，而且，進行一次仿真實驗研究的準備工作也比較簡單，主要是受控系統(tǒng)的建模、控制方式的確立和計算機編程。數(shù)學仿真實驗所需的時間比物理仿真大大縮短，實驗數(shù)據(jù)的處理也比物理仿真簡單的多。與數(shù)學仿真相比，物理仿真總是有實物介入，效果直觀逼真，精度高，可信度高，具有實時性與在線性的特點；但其需要進行大量的設備制造、安裝、接線及調(diào)試工作，結構復雜，造價較高，耗時過長，靈活性差，改變參數(shù)困難，模型難以重用，通用性不強。04 簡述計算機仿真的過程。答：第一步：根據(jù)仿真目的確定仿真方案根據(jù)仿真目的確定相應的仿真結構和方法，規(guī)定仿真的邊界條件與約束條件。第二步：建立系統(tǒng)的數(shù)學模型對于簡單的系統(tǒng)，可以通過某些基本定律來建立數(shù)學模型。而對于復雜的系統(tǒng)，則必須利用實驗方法通過系統(tǒng)辯識技術來建立數(shù)學模型。數(shù)學模型是系統(tǒng)仿真的依據(jù)，所以，數(shù)學模型的準確性是十分重要。第三步：建立仿真模型即通過一定算法對原系統(tǒng)的數(shù)學模型進行離散化處理，就連續(xù)系統(tǒng)言，就是建立相應的差分方程。第四步：編制仿真程序對于非實時仿真，可用一般高級語言或仿真語言。對于快速的實時仿真，往往需要用匯編語言。第五步：進行仿真實驗并輸出仿真結果通過實驗對仿真系統(tǒng)模型及程序進行校驗和修改，然后按系統(tǒng)仿真的要求輸出仿真結果。05 什么是CAD技術？控制系統(tǒng)CAD可解決哪些問題？答：CAD技術，即計算機輔助設計（Computer Aided Design），是將計算機高速而精確的計算能力、大容量存儲和數(shù)據(jù)處理能力與設計者的綜合分析、邏輯判斷以及創(chuàng)造性思維結合起來，以加快設計進程、縮短設計周期、提高設計質量的技術?？刂葡到y(tǒng)CAD可以解決以頻域法為主要內(nèi)容的經(jīng)典控制理論和以時域法為主要內(nèi)容的現(xiàn)代控制理論。此外，自適應控制、自校正控制以及最優(yōu)控制等現(xiàn)代控制策略都可利用CAD技術實現(xiàn)有效的分析和設計。21計算機仿真技術與CAD——基于MATLAB的控制系統(tǒng)（第3版）第1章 仿真軟件——MATLAB11 對于矩陣A=[1 2。3 4]，MATLAB以下四條命令：A.^()；A^()；sqrt(A)；sqrtm(A)所得結果相同嗎？它們中哪個結果是復數(shù)矩陣，為什么？答：A.^()=[ 。 ]；A^()= [ + 。 + ]；sqrt(A)= [ 。 ]；sqrtm(A) = [ + 。 + ]；其中，“A.^()”表示向量的乘方，“A^()”表示矩陣的乘方，“sqrt(A)”只定義在矩陣的單個元素上，即分別對矩陣的每個元素進行運算，“sqrtm(A)”表示對矩陣（方陣）的超越函數(shù)進行運算。14 求二元函數(shù)方程組：sin(xy)=0,cos(x+y)=0 的解。答：[x,y]=solve(39。sin(xy)=039。,39。cos(x+y)=039。,39。x39。,39。y39。)x =1/4*pi 1/4*pi y =1/4*pi1/4*pi15 求函數(shù)y(t)=exp(t)*|sin[cost]|的最大值（0=tinf）。答：f=39。(1)*exp((abs(x)))*abs(sin(cos(abs(x))))39。x=fminsearch(f,0),
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