計算機仿真技術與CAD——基于MATLAB的控制系統(第3版)

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第0章 緒論

0-1 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，利用系統模型對真實或假想的系統進行試驗，并借助專家經驗知識、統計數據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。

0-2 仿真的分類有幾種？為什么？

答：

依據相似原理來分：物理仿真、數學仿真和混合仿真。

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。

數學仿真：就是應用數學相似原理，構成數學模型在計算機上進行研究。它由軟硬件仿真環境、動畫、圖形顯示、輸出打印設備等組成。

混合仿真又稱數學物理仿真，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，在系統研究中往往把數學仿真、物理仿真和實體結合起來組成一個復雜的仿真系統，這種在仿真環節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。

0-3 比較物理仿真和數學仿真的優缺點。

答：

在仿真研究中，數學仿真只要有一臺數學仿真設備(如計算機等)，就可以對不同的控制系統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，主要是受控系統的建模、控制方式的確立和計算機編程。數學仿真實驗所需的時間比物理仿真大大縮短，實驗數據的處理也比物理仿真簡單的多。

與數學仿真相比，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、接線及調試工作，結構復雜，造價較高，耗時過長，靈活性差，改變參數困難，模型難以重用，通用性不強。

0-4 簡述計算機仿真的過程。

答：

第一步：根據仿真目的確定仿真方案

根據仿真目的確定相應的仿真結構和方法，規定仿真的邊界條件與約束條件。

第二步：建立系統的數學模型

對于簡單的系統，可以通過某些基本定律來建立數學模型。而對于復雜的系統，則必須利用實驗方法通過系統辯識技術來建立數學模型。數學模型是系統仿真的依據，所以，數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的數學模型進行離散化處理，就連續系統言，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模型及程序進行校驗和修改，然后按系統仿真的要求輸出仿真結果。

0-5 什么是CAD技術？控制系統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、大容量存儲和數據處理能力與設計者的綜合分析、邏輯判斷以及創造性思維結合起來，以加快設計進程、縮短設計周期、提高設計質量的技術。

控制系統CAD可以解決以頻域法為主要內容的經典控制理論和以時域法為主要內容的現代控制理論。此外，自適應控制、自校正控制以及最優控制等現代控制策略都可利用CAD技術實現有效的分析和設計。

計算機仿真技術與CAD——基于MATLAB的控制系統(第3版)

第1章 仿真軟件——MATLAB

1-1 對于矩陣A=[1 2;3 4]，MATLAB以下四條命令：

A.^(0.5)；A^(0.5)；sqrt(A)；sqrtm(A)

所得結果相同嗎？它們中哪個結果是復數矩陣，為什么？

答：

A.^(0.5)=[1.0000 1.4142;1.7321 2.0000]；

A^(0.5)= [0.5537 + 0.4644i 0.8070 - 0.2124i;1.2104 - 0.3186i 1.7641 + 0.1458i]；

sqrt(A)= [1.0000 1.4142;1.7321 2.0000]；

sqrtm(A) = [0.5537 + 0.4644i 0.8070 - 0.2124i;1.2104 - 0.3186i 1.7641 + 0.1458i]；

其中，“A.^(0.5)”表示向量的乘方，“A^(0.5)”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)的超越函數進行運算。

1-4 求二元函數方程組：sin(x-y)=0,cos(x+y)=0 的解。

答：

>>[x,y]=solve('sin(x-y)=0','cos(x+y)=0','x','y')

x =

-1/4*pi

1/4*pi

y =

-1

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机仿真技术与cad第三版课后答案,《计算机仿真技术与CAD习题答案》.doc的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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