测控仿真答案

1、一，天空1系统的三要素：实体，属性，活动2实际系统的模型：通常分为物理模型和数学模型两种3系统仿真三要素：实际系统、数学模型、计算机4系统仿真有三个基本的活动：模型建立，模型变换，仿真实验5系统仿真的四大步骤：系统分析，模型构造，模型运行与改进，设计格式仿真结果的输出6仿真模型的种类划分：物理仿真，物理仿真，数学物理仿真7 一般常用的数学模型形式有：传递函数模型(系统的外部模型)，状态方程模型(系统的 内部模型)，零极点增益模型，部分分式模型。8求解数值积分法的三种基本方法：欧拉法，梯形法，龙格一库塔法9仿真过程的三类误差：初始误差，舍入误差，截断误差传递函数模型与部分分式模型互换 状态空间模

2、型转换为传递函数模型 状态空间模型转换为零极点增益模型 传递函数模型转换为状态空间模型 传递函数模型转换为零极点增益模型 零极点增益模型转换为状态空间模型 零极点增益模型转换为传递函数模型10模型的转换函数residue：ss2tf:ss2zp:tf2ss:tf2zp:zp2ss:zp2tf:y,x,t=step(sys,t)y,x=step(sys,t) y=step(num,den,t)11阶跃响应函数：step(num,den,t)step(A,B,C,D,iu,t) step(Z,P,K,t) step(sys,iu,t)脉冲激励响应曲线：绘制响应曲线impulse(sys,iu,t)

3、不画图，通过函数返回值得到响应的相关数据y,x,t=impulse(sys,t)y,x=impulse(sys,t)y=impulse(num,den,t)任意输入响应函数：绘制响应曲线impulse(sys,iu,t,x0)不画图，通过函数返回值得到响应的相关数据y,x=impulse(sys,u,t,x0)二，简答1时间，事件，固定增量推进发之间的关系时间步长法：按照时间流逝的顺序，一步一步地对系统的活动进行仿真。在整个仿真 过程中，时间步长固定不变事件步长法：是以事件发生的时间为增量，按照事件发生的时间顺序，一步一步地对 系统的行为进行仿真，直到预定的时间结束为止。固定增量推进法：选择适

4、当的时间单位T作为仿真钟推进的增量，每推进一步进行如 下处理：该步内若无事件发生，则仿真钟再推进一个时间单位；若在该步内有若干个事件发 生，则认为这些事件均发生在该步的结束时刻。2系统仿真的基本活动和基本要素之间的关系模型建立：将实际系统抽象为数学模型，此过程也称为系统辨识。模型变换：通过一些仿真算法将系统的数学模型转换为仿真模型，以便将模型放到计算 机上进行处理。仿真实验：通过计算机的运算处理，把实际系统的特点、性能等表示出来，用于指导实 际系统。三，程序填空lecho off %不显示程序内容clear;clca=4;b=6disp(暂停，请按任意键继续)% disp指令可以用来显示字符p

5、ause %暂停，直到用户按任意键echo on%显示程序内容，注意matlab默认是不显示c=a+b%暂时把控制权交给键盘(在命令窗口中出现k提示符,k),%输入return，回车后退出，继续执行下面的语句。keyboardd=input(Enter the value of d=);% 提示用户输入 d 的值e=a*24+b*8+d*6-cf=e/ddisp(work pause 10 second) % disp指令可以用来显示字符 pause(10) %暂停 10 秒disp(f) %显示指定变量的结果，而不显示变量名称 echo off 四，编程 1传递函数s3 + 7 s2 + 2

6、4 s + 24G (s)=s4 + 10 s3 + 35 s2 + 50 s + 24s3 +1k2 + 30sG(s)=s4 + 9s3 + 452 +87s + 50 num=1 7 24 24; den=1 10 35 50 24; G=tf(num,den)num=1,11,30,0;den=1,9,45,87,50;z,p,k=tf2zp(num,den)2零极点增益模型3部分分式展开s3 + s2 + 4 s + 4num=2,0,9,1;den=1,1,4,4;r,p,k=residue(num,den)并联 parallel串联 seriesa,b,c,d=parallel(

7、a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)%并联连接两个状态空间系统。a,b,c,d=series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)%串联连接两个状态空间系统a,b,c,d=parallel(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,inp1,i np2,out1,out2)% inp 1和inp2分别指定两系统中要连接在一 起的输入端编号a,b,c,d=series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,out1,in2)%out1和in2分别指定系统1的部分输出和系统2的部分输入进行连接num,den=parallel(num1,den1,num2,d

8、en2)%将并联连接的传递函数进行相加num,den=series(num1,den1,num2,den2)%将串联连接的传递函数进行相乘。反馈：feedbacka,b,c,d=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)%将两个系统按反馈方式连接，一般而言， 系统1为对象，系统2为反馈控制器num,den=feedback(num1,den1,num2,den2,sig n)%可以得到类似的连接，只是子系统和闭 环系统均以传递函数的形式表示。sign的含 义与前述相同a,b,c,d=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,sign )%系统1的

9、所有输出连接到系统2的输入， 系统2的所有输出连接到系统1的输入,sign 用来指示系统2输出到系统1输入的连接符 号，sign缺省时，默认为负，即sign= -1。总 系统的输入/输出数等同于系统1。a,b,c,d=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,inp 1,out1)%部分反馈连接，将系统1的指定输出out1 连接到系统2的输入，系统2的输出连接到 系统1的指定输入inp1，以此构成闭环系统闭环响应开环响应ac,bc,cc,dc=cloop(a,b,c,d,sign) % 通过将所 有的输出反馈到输入，从而产生闭环系统的 状态空间模型。当sign=1时采用

10、正反馈；当 sign= -1时采用负反馈；sign缺省时，默认为 负反馈。ac,bc,cc,dc=cloop(a,b,c,d,outputs,inputs) %表 示将指定的输出outputs反馈到指定的输入 inputs，以此构成闭环系统的状态空间模型。 一般为正反馈，形成负反馈时应在inputs中 采用负值numc,denc=cloop(num,den,sign)%表示由传递函数表示的开环系统构成闭环 系统，sign意义与上述相同Forwhile计算从1到100的和求从0到n的和大于100时的最小n值sum=0;for i=1:100 sum=sum+i;endSum,isum=0; j=

11、0;while sum=1y=10elseif x-1&x1y=0elsey=-10endt=-pi:0.1:pi;trigname=input( input trig functions name:) switch trignamecase sinplot(t，sin(t)case cosplot(t，cos(t)otherwisebreak %终止，跳出switch语句end五，应用题1固定增量例 报童每天清晨从报社购进报纸零售，晚上将没有卖掉的报纸退回.每份报纸的购进价为 1.3元，零售价为2元，退回价为0.2元.报童售出一份报纸赚0.7元，退回一份报纸赔1.1元.报 童每天如果购进的报

12、纸太少，不够卖时会少赚钱，如果购得太多卖不完时要赔钱.试为报童筹 划每天应如何确定购进的报纸数使得收益最大.报纸每捆10张，只能整捆购买，报纸可以分 为3种类型的新闻日：好、一般、差，它们的概率分别为0.35,0.45和0.2，在这些新闻日中每 天对报纸的需求分布的统计结果下图：需求量好新闻的需求概 率一般新闻的需求概率差新闻的需求概率400.030.100.44500.050.180.22600.150.400.16702800.350.080.06900.150.040.001000.070.000.00试确定每天报童应该订购的报纸数量解：我们通过计算机仿真来解决此问

13、题。最优策略应该是每天的利润最大。利润=销售收入-报纸成本-损失+残值这是一个随机现象的计算机仿真问题，故先确定各种情况的随机数的对应关系。新闻日和需求量对应的随机数分别如下面两个表格所示新闻种类出现概率对应的随机数区间好新闻0.35(0.00,0.35)一般新闻0.450.35,0.80)差新闻0.200.80,1.00)需求量好新闻的随机数区间一般新闻的随机数区间差新闻的随机数区间40(0.00,0.03(0.00,0.10(0.00,0.44500.03,0.08)0.10,0.28)0.44,0.66)600.08,0.23)0.28,0.68)0.66,0.82)700.23,0.4

14、3)0.68,0.88)0.82,0.94)800.43,0.78)0.880.96)0.94,1.00)900.78,0.93)0.96,1.00)1000.93,1.00计算机仿真的流程：1）令每天的报纸订购数变化，40-100 ；2）让时间从1开始变化（循环）到365；3）产生新闻种类的随机数，确定当天的新闻类型;4）产生需求量随机数，确定当天的报纸需求量；5）计算当天的收入，计算累积利润，8）比较得出最优定货量具体的计算由Matlab编程计算实现。elseif x2(i)0.78x1=rand(365,1);news=80;x2=rand(365,1);elseif x2(i)0.93

15、for n=4:10news=90; elsepaper=n*10;购头的报纸里news=100; endlr(n)=0;利润elseif x1(i)0.8for i=1:365if x2(i)0.10if x1(i)0.35news=40;if x2(i)0.03elseif x2(i)0.28news=40;news=50;elseif x2(i)0.08elseif x2(i)0.88news=50;news=60;elseif x2(i)0.23elseif x2(i)0.88news=60;news=70;elseif x2(i)0.43elseif x2(i)0.98news=70

16、;news=80;elseelsenews=90;sale=paper;endremand=0;elseendif x2(i)0.44news=40;lr(n)=lr(n)+2*sale-1.3*paper+0.2*remand;elseif x2(i)0.88endnews=50;endelseif x2(i)0.82optnews=40;最佳量news=60;optmoney=lr(4);最佳利润elseif x2(i)=optmoneynews=80;optnews=n*10;endoptmoney=sb(n);endendif paper=newsn,lr(n)/365sale=new

17、s;实际销售量endremand=paper-news;乘。余量optnews,optmoney,optmoney/365Matlab程序经过计算机仿真后得到最优购货量是每天60份， 平均每天利润34.4元。例赶火车过程仿真一列火车从A站经过B站开往C站，某人每天赶往B站乘这趟火车。已知火车从A站到B 站运行时间为均值30分钟、标准差为2分钟的正态随机变量.火车大约在下午1点离开A站。离开时刻的频率分布为出发时刻(T)1： 001： 051： 10频率这个人到达B站时的频率分布为到达时刻(T)1:281:301:321： 34频率0.1用计算机仿真火车开出、

18、火车到达B站、这个人到达B站情况，并给出能赶上火车的仿真结果。引入以下变量：T1火车从A站开出的时刻；T2火车从A站运行到B站所需要的时间;T3此人到达B站的时刻T1（分）0510P （频率）T1, T2, T3是随机变量，其概率分布为 x1=0.7, x2=0.9, y1=0.3, y2=0.7, y3=0.9开车时间的仿真测试s1=0; s2=0; s3=0;求概率 0.7 0.2 0.1 x=rand(10000,1);for i=1:10000if x(i)0.9s3=s3+1;endends1/10000, 1-s1/10000-s3/10000,s3/10000人到达时刻仿真测试T2 （分）28303234P（频率）030-40-20-1s1=0; s2=0; s3=0;s4=0;x=rand(10000,1);for i=1:10000if x(i)0.3s1=s1+1;elseif x(i)0.7s2=s2+1;elseif x(i)0.9s3=s3+1;elses4=s4+1;endendends1/10000, s2/10000,s3/10000,s4/10000火车运行时