MATLAB语言及应用试卷答案

《MATLAB语言及应用》试题第1页（共2页）Lastprinted错误!未指定书签。Lastsavedby错误!未指定书签。kjxykws1/10/202010:31PM湖南工业大学试卷专业年级班级学号(10位)姓名.————————————密———————封————————线———————密——————封——————线————————————课程名称MATLAB语言及应用A卷闭卷命题教师张满生课程代码01120050适用班级电子0901，电气0901/02座位号制卷份数120考试时量100分钟总分100分得分考生注意事项：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、工作空间窗口和命令历史窗口。2、命令clc作用是清楚命令窗口，who作用是清楚命令窗口。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=。4、已知矩阵A=[123;679;2513],则A(2,3)=，A(5)=。5、绘图命令holdon作用是，figure作用是。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、接收模块及和等。7、求幅值裕度和相位裕度的函数是，绘制根轨迹的函数是。二、选择题(34分，共12分)1、有矩阵125486729A，执行A(3,:)后的结果是：ans=()A.125B.729C.569D.4862、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.To_find_2503、在以下各模块中，属于输入模块组的是()。A．ScopeB.memoryC.IntegratorD.step4、simulink环境中创建的模型保存为格式文件。A．mB.mdlC.matD.fig三、求解下面非线性时变微分方程(共20分)(3)''''84tyyytyye，初始条件：(0)1,(0)(0)0yyy。(1)、将高阶微分方程表示为一阶微分方程组；（6分）（2）用MATLAB命令或M文件编程求解；(14分)四、绘制函数22sin(2/4)tiet(蓝色虚线)、2sin(2/2)tuet(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)《MATLAB语言及应用》试题第2页（共2页）Lastprinted错误!未指定书签。Lastsavedby错误!未指定书签。kjxykws1/10/202010:31PM五、将下列帮助文档翻译为汉语。(12分)Ifyourstepresponseisunstable,lowerthegainbygrabbingaredboxintheright-handplaneandmovingitintotheleft-halfplane.Inthisexample,theresultingstepresponseisstable,butitstilldoesn’tmeetthedesigncriteriasincethe2%settlingtimeisgreaterthan0.05second….Nowtrymovingtheleadnetworkpoletotheleft.Noticehowthegainmarginincreasesasyoudothis.Youcanalsoadjustthegaintoincreasethegainmargin;grabtheBodemagnitudecurveanddragitdownwardwithyourmousetoreducethegainandincreasethegainmargin.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1f,设水的阻力为21fuu，u为滑艇的运动速度,风的阻力为2f=0.5u，由运动学的相关定理可知，整个滑艇系统的动力学方程为：'21[(1.5)]uFuum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)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200300()(20)(95)(1.5)sGssss，180350()(4)csGsss，1()0.011Hss。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)《MATLAB语言及应用》试题第3页（共2页）Lastprinted错误!未指定书签。Lastsavedby错误!未指定书签。kjxykws1/10/202010:31PM湖南工业大学试题参考答案课程名称MATLAB语言及应用A卷闭卷命题教师张满生课程代码01120050适用班级电子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)=75、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、B2、A3、D4、B三、求解非线性时变微分方程(3)''''84tyyytyye，初始条件：(0)1,(0)(0)0yyy。1、表示为一阶微分方程组，先引入三个状态变量123,',''xyxyxy12233122348txxxxxextxxx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functiony=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。四、T=0:0.1:4*pi;y1=2*exp(-2*t).*sin(2*t+pi/4);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’)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)#六、1、用MATLAB命令或M文件编程分析速度变化规律(8分)已知方程是21'[(1.5)]uFuum，是一阶非线性微分方程functiondx=fastroat(t,x)dx=[(1/500).*(400-(x^2-1.5.*x))]%已知牵引力F=400end存盘为文件fastroat.mx0=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》试题第4页（共2页）Lastprinted错误!未指定书签。Lastsavedby错误!未指定书签。kjxykws1/10/202010:31PM六、2、simulink图形化仿真uu'SubtractScopeProductIntegrator1sGain11.5Gain1/500Constant400七、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)