中国地质大学远程教育学院2012年3月课程考试模拟题：
《控制系统数字仿真》模拟题 （本卷适合于2011年秋季专升本入学的学生）
一．名词解释
1．解析法——就是运用已经掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析、计算。它是一种纯理论上的试验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。
2．统计模型法——采用由特殊到一般的逻辑、归纳方法，根据一定数量的在系统运行中实测的物理数据，运用统计规律、系统辨识等理论合理估计出反映系统各物理量相互制约的关系的数学模型。
3．DCS控制系统——即分布式控制系统，又称集散控制系统。是相对于集中控制系统而言的一种控制系统，它依靠网络将控制系统的各个部分连接起来。
4．ITAE准则——这是一种目标函数，它是指系统实际输出与系统给定的误差绝对值与时间的乘积的积分。
5．显式算法——在多步法中，若计算第k+1次的值时，需要的各项数据均是已知的，那么这种算法就叫做显式算法。
6．属性——就是实体所具有的任何有效特征。
7．机理模型法——采用由一般到特殊的推理演绎方法，对已知结构、参数的物理系统运用相应的物理定律，经过合理的分析简化而建立起来的描述系统各物理量动、静态变化性能的数学模型。
8．FFT——即快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。
9．实体——就是存在于系统中的具有实际意义的物体。
10．可观性——对于连续线性系统，若存在一个时刻t1，使得系统以某非零状态为初始状态的输出恒为零，则称该非零状态不能观测。若系统的所有非零状态都不为不能观测，则系统是完全能观的。
11．可控性¬——如果在有限时间区间内存在容许控制向量u(t)，能使此系统从初始状态转移到原点，则称该初始状态是能控的；若状态空间中所有的点都是能控的，那么就称该系统是能控的。
12．数字仿真——采用数学模型，在数字计算机上借助于数值计算的方法所进行的仿真试验称之为数字仿真。
二．简答题
1．数字仿真包括那几个要素？其关系如何？
解答：通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。
2．什么是CAD技术？控制系统CAD可解决那些问题？
解答：CAD技术，即计算机辅助设计（ComputerAidedDesign）,是将计算机高速而精确的计算能力，大容量存储和数据的能力与设计者的综合分析，逻辑判断以及创造性思维结合起来，用以快速设计进程，缩短设计周期，提高设计质量的技术。
控制系统CAD可以解决以频域法为主要内容的经典控制理论和以时域法为主要内容的现代控制理论。此外，自适应控制，自校正控制以及最优控制等现代控制测略都可利用CAD技术实现有效的分析与设计。
三．计算题
1．用matlab语言求下列系统的状态方程、传递函数、零极点增益、和部分分式形式的模型参数，并分别写出其相应的数学模型表达式
解答：（1）状态方程模型参数:编写matlab程序如下
（2）零极点增益:编写程序
（3）部分分式形式:编写程序
2．已知二阶系统状态方程为
写出取计算步长为h时，该系统状态变量X=[]的四阶龙格-库塔法递推关系式。
解答：四阶龙格-库塔法表达式
所以状态变量的递推公式可以写作：
3．用matlab语言求下列系统的状态方程、传递函数、零极点增益、和部分分式形式的模型参数，并分别写出其相应的数学模型表达式
解答：（1）传递函数模型参数:编写程序
得到结果
（2）零极点增益模型参数:编写程序
（3）部分分式形式的模型参数：编写程序
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