计算机仿真期末考试

山东科技大学2011—2012学年第一学期

《计算机仿真》考试试卷

班级 姓名 学号

答题格式要求：

程序清单：……………………所编写的M 文件……………………………… 窗口命令：……………………命令窗口中所执行的命令…………………… 输出图像：……………………所要求的截图………………………………… (注：第五题答题时在第四问之后统一答题，标明题号与每幅图的含义)

试题部分：

一、已知两个多项式

42

132()32()21

f x x x x f x x x ⎧=+++⎪⎨=++⎪⎩ 在MATLAB 中采用直接输入命令的方式分别求出两个多项式的和与积（10分）

p1=[1 0 3 1 2];p2=[0 1 0 2 1];p=p1+p2 p =

1 1 3 3 3

>> p1=[1 0 3 1 2];p2=[1 0 2 1];p=conv(p1,p2) p =

1 0 5

2 8 5 5 2 二、编写一个m 文件，利用图形窗口分割法将下列坐标方程

sin(/3)1y θ=+

用四种绘图方式画在不同的窗口中。（15分） %ex1_6.m

theta=0:0.1:6*pi;rho=sin(theta/3)+1/1;

subplot(2,2,1);polar(theta,rho); subplot(2,2,2);polar(theta,rho);

subplot(2,2,3);semilogx(theta,rho);grid subplot(2,2,4);semilogy(theta,rho);grid

三、用MATLAB 求下面方程组的解（15分）

25

327

x y x y -=⎧⎨

+=⎩ [x,y]=solve('2*x-y=5','3*x+2*y=7','x','y')

x = 17/7

y =

-1/7

四、已知系统结构图如下，试根据面向结构图仿真法编写仿真程序求解系统输出

响应，其中仿真时取仿真时间为10，步长为0.05。（20分）

五、采用Simulink工具箱设计带PID控制器的系统回路，题目要求如下：（40分）

(1)在Simulink模型窗口中构建PID模型（如下图所示）（截图设计窗口）

(2)将上述结构图封装成PID控制器,本次试验主要需进行以下几项设置：

Icon（图标）项：“Drawing commands”编辑框中输入“disp(‘PID’)”，Parameters(参数)项：创建Kp, Ki, Kd三个参数，子系统下方名称更改为“PID controller”（保存参数设置对话框中Icon（图标）项、“Drawing commands”

编辑框两幅截图）

(3)利用封装好的PID控制器搭建一单回路系统，结构框图如下图所示，所需模

块为：Sources模块库中Step模块；Sinks模块库中的Scope模块；Commonly Used Blocks模块库中的Mux模块；Continuous模块库中的Zero-Pole模块。

（保存设计好的系统结构框图）

(4) 双击PID模块，在弹出的对话框中可设置PID控制器的参数Kp,Ki,Kd：这里

设置为Kp=8.5,Ki=5.3,Kd=3.4。仿真参数时间设置为0~15，其他默认即可。设置好参数后，单击“Simulation/Start”运行仿真，双击Scope示波器观察输出结果。(保存PID参数设置对话框和最终示波器输出图像，注意示波器输出图像保存之前先点击AutoScale工具栏以使图像最佳显示)

答（1）在Simulink模型窗口中构建PID模型

（2）

Icon（图标）项：“Drawing commands”编辑框中输入“disp(‘PID’)”，Parameters(参数)项

Parameters(参数)项：创建Kp, Ki, Kd三个参数，子系统下方名称更改为“PID controller”

（3）利用封装好的PID控制器搭建一单回路系统

（4）保存PID参数设置对话框和最终示波器输出图像