大学试题(计算机科学)-计算机仿真技术笔试（2018-2023年）真题摘选含答案

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。大学试题(计算机科学)-计算机仿真技术笔试（2018-2023年）真题摘选含答案（图片大小可自由调整）卷I一.参考题库(共30题)1.欧拉法的递推公式、特点及数值求解应用？2.凡是系统的输入量是（）的连续函数，无论其输出量是连续单调函数或是单值或是多值的函数，均称这个系统是连续系统。用（）表示的系统可以是非线性或线性系统，而对于（）表示的系统，只适用于单输入－单输出的线性定常系统，所以表示有一定的局限性。3.设系统结构图如下，试编程求系统单位阶跃响应、最大超调量和上升时间。4.利用input（）函数修改下图所给程序ex3_2.m，将其中给定的参数r，P，W，W0和Wc利用键盘输入，使其变为连续控制系统面向结构图的通用数字仿真程序。 5.比较物理仿真和数学仿真的优缺点。6.用请两种方法将传递函数表示的系统转换为状态空间模型；7.产生随机变量的常用方法有（）、（）、（）和（）。8.为使仿真的结果被证实是真实可靠的，也就是结果是可信的，仿真所遵循的基本原则是相似原理：（）、（）和（）。9.试比较数值积分法与离散相似法的区别。10.已知线性定常系统的状态方程为 试利用Simulink求u（t）为单位阶跃函数时系统状态方程的解。11.在SIMULINK中，简述建立子系统的方法。12.已知系统传递函数，试采用双线性变换法求解系统差分方程，计算步长h＝0.1s13.已知系统结构图如下，试采用四阶龙格－库塔法求系统输出响应。 14.应用ADAMS进行虚拟样机设计的过程是什么？15.求二元函数方程组：sin（x-y）=0，cos（x+y）=0的解。16.系统的结构如下图所示：写出判断闭环系统稳定性的程序17.已知系统状态空间表达式为，计算步长h=0.1，输入信号u=1（t0）试采用欧拉法，四阶龙格－库塔法计算th时对应的y值。18.简述计算机仿真的过程。19.为什么说计算步长与截断误差和舍入误差有关？如何选取合理的计算步长？20.离散事件仿真研究的一般步骤是什么？21.什么是产品全生命周期？22.利用input（）函数修改下图所给程序ex3_1.m，将其中给定的参数r，numo，deno，numh和denh利用键盘输入，使其变为连续控制系统面向传递函数的通用数字仿真程序。 23.在设置工作环境时设置了WorkingGrid，WorkingGrid的作用是什么？24.在进行机构参数化建模时，首先创建了若干Point，请问Point与Marker有何不同？25.函数文件中函数名称和文件名可以不同。26.求以下方程组边值问题的解。Df=3f+4g，Dg=-4f+3g，f（0）=0，g（0）=127.用图来表示建模与仿真的基本组成与相互关系（即仿真三要素），并加以说明。28.分布交互仿真29.编写函数文件myfunction.m，求任意矩阵的均方根值，且当矩阵aa=[1，2，3；3，4，5]时，完成在MATLABCOMMAND窗口下的调用。30.已知系统的传递函数为 试用MATLAB建立其状态空间表达式。卷I参考答案一.参考题库1.参考答案: 特点：算法简单，计算工作量小，且为单步显式法，可自启动，但精度较低。 Ym+1=ym+f（tm，ym）h2.参考答案:时间t；微分方程；传递函数3.参考答案: 程序清单如下： [num1，den1]=series（[1]，[1，2]，[3]，[2，1]）； [num2，den2]=series（[num1，den1，[2]，[1，3]]； [numc，denc]=cloop（num2，den2，-1）； t=0：0.01：10； [y，x，t]=step（numc，denc，t）； plot（x，y）； delta=max（y）-1； ifdelta>0 disp（[‘最大超调量为：’，num2str（delta*100），’%’]）； [val1，t1]=max（y）； [val2，t2]=min（abs（y（1：t1）-1））； tr=t2*0.01； disp（[‘系统上升时间为：’，num2str（tr），’秒’]）； else disp（‘系统无超调’）； end4.参考答案: 5.参考答案:在仿真研究中，数学仿真只要有一台数学仿真设备（如计算机等），就可以对不同的控制系统进行仿真实验和研究，而且，进行一次仿真实验研究的准备工作也比较简单，主要是受控系统的建模、控制方式的确立和计算机编程。数学仿真实验所需的时间比物理仿真大大缩短，实验数据的处理也比物理仿真简单的多。与数学仿真相比，物理仿真总是有实物介入，效果直观逼真，精度高，可信度高，具有实时性与在线性的特点；但其需要进行大量的设备制造、安装、接线及调试工作，结构复杂，造价较高，耗时过长，灵活性差，改变参数困难，模型难以重用，通用性不强。6.参考答案: 7.参考答案:反变换法；组合法；卷积法；接受——拒绝法8.参考答案:几何相似；环境相似；性能相似9.参考答案: 数值积分法：比较成熟，精度较高，计算公式复杂，计算量大，适合离线仿真； 离散相似法：计算公式简单，计算量小，速度快，精度较数值积分法低，适合在线仿真。10.参考答案: 11.参考答案: 方法1：使用subsystem块，然后添加所需要的模块，增加输入输出端口即可； 方法2：在模块窗口菜单选项中选择[Edit>>CreatSubsystem]用一个子系统模块代替选中的模块组。12.参考答案: 13.参考答案: 程序清单如下： r=2； [numo，deno]=series（[1，1]，[1，4]，4，[1，3，2]）； [numc，denc]=cloop（numo，deno）； [A，B，C，D]=tf2ss（numc，denc）； Tf=input（‘仿真时间Tf=’）； h=input（‘计算步长h=’）； X=zeros（size（A，1），1）； y=0；t=0； fori=1：Tf/h K1=A*X+B*r； K2=A*（X+h*K1/2）+B*r； K3=A*（X+h*K2/2）+B*r； K4=A*（X+h*K3）+B*r； X=X+h*（K1+2*K2+2*K3+K4）/6； y=[y，C*X]；t=[t，t（i）+h]； end plot（t，y）；14.参考答案: 15.参考答案: 16.参考答案: [num，den]=tfdata（gs，’v’）； temp=roots（den）； temp1=find（real（temp）>=0）； n=length（temp）； ifn~=0 disp（’unstable’） elsedisp（’stable’） end17.参考答案: 18.参考答案: 第一步：根据仿真目的确定仿真方案根据仿真目的确定相应的仿真结构和方法，规定仿真的边界条件与约束条件。 第二步：建立系统的数学模型对于简单的系统，可以通过某些基本定律来建立数学模型。而对于复杂的系统，则必须利用实验方法通过系统辩识技术来建立数学模型。数学模型是系统仿真的依据，所以，数学模型的准确性是十分重要。 第三步：建立仿真模型即通过一定算法对原系统的数学模型进行离散化处理，就连续系统言，就是建立相应的差分方程。第四步：编制仿真程序对于非实时仿真，可用一般高级语言或仿真语言。对于快速的实时仿真，往往需要用汇编语言。第五步：进行仿真实验并输出仿真结果通过实验对仿真系统模型及程序进行校验和修改，然后按系统仿真的要求输出仿真结果。19.参考答案: 计算步长的选取影响系统的稳定性，当步长选取太大时，数值积分会使得各种误差传递出去。 合理选取计算步长：首先要保证计算稳定。其次要求有一定的计算精度。20.参考答案: 1）系统建模及模型改进 2）确定仿真算法 3）建立仿真模型 4）设计仿真程序，运行仿真程序，仿真模型的检验与改进 5）仿真结果输出处理 6）仿真分析21.参考答案:产品全生命周期：从产品研究、产品规划、产品设计、产品试验、产品制造、产品销售、产品使用到产品最终报废的过程22.参考答案: 23.参考答案: WorkingGrid作用：就是把绘图平面变成坐标图纸形式，便于绘图时捕捉到精确点。24.参考答案:Marker和Point都是点但是两者又有不同之处：Marker具有独立的方向性，随零件和运动副的加入而产生，可作为零件或运动副位置的控制变量，格式为：.model_1.Part_1.marker_1。Point不具独立的方向性，常用作进行参数化建模的控制点，或者是空间位置标记点。一般通过TableBuilder进行修改。格式为：.model_1.part_1.point_1。25.参考答案:错误26.参考答案: 27.参考答案: 系统是研究的对象，模型是系统的抽象，仿真是对模型的实验传统上： “系统建模”――系统辨识技术范畴 “仿真建模”――即针对不同形式的系统模型研究其求解算法 “仿真实验”――检验（Verification）―“仿真程序”的检验 致效（Validation）――将仿真结果与实际系统的行为进行比较 现代仿真技术：将仿真活动扩展到上述三个方面，并将其统一到同一环境中。 系统建模 基本定律及系统辨识等方法计算机程序化 用仿真方法确定实际系统的模型 基于模型库的结构化建模 采用面向对象建模（Object-OrientedModeling）方法，在类库的基础上实现模型拼合与重用 仿真建模 许多新算法和新软件 模型与实验分离技术，即模型的数据驱动（datadriven） 仿真问题分为两部分：模型与实验 模型又分为两部分：参数模型和参数值仿真实验；将实验框架与仿真运行控制区，实验框架定义一组条件，输出函数的定义也与仿真模型分离开来28.参考答案:分布交互仿真（DistributedInteractiveSimulation，简称DIS）系统是应用仿真理论、仿真计算机（或其他仿真设备）、通信网络、虚拟现实（VR）技术等构造的逼真的虚拟战场环境，进行作战任务的演练、指挥员训练、大规模武器系统作战效能评估等活动的先进的仿真技术29.参考答案: functionrs=myfunction(a) [m,n]=size(a) sum=0 fori=1:m forj=1:n sum=sum+a(i,j) end end rs=sqrt(sum/m/n) 在命令窗中输入aa=[1,2,3;3,4,5]，然后执行rs=myfunction(aa)即可。30.参考答案: 卷II一.参考题库(共30题)1.虚拟现实2.离散事件系统有（）、（）、（）等基本要素。3.什么是实时仿真？什么情况下需要进行实时仿真？它在算法上有什么要求？4.已知线性定常系统的状态空间表达式为 且初始状态为零，试利用四阶-龙格库塔法求系统的单位阶跃响应。5. （1）A（1：3，3）=（） （2）B（2：3）＝（） （3）A’＝（） （4）B.’＝（） （5）A.*B＝（） （6）A*B＝（）6.虚拟样机技术的特点有哪些？7.写出sys=tf（{-5；[1-56]}，{[1-1]；[110]}）的运行结果。8.系统仿真的定义？9.已知系统矩阵，至少用两种方法求状态转移矩阵。10.ADAMS生成柔性体的方法有哪两种（具体介绍两种方法的步骤）？11.对于矩阵A=[12；34]，MATLAB以下四条命令：A.^（0.5）；A^（0.5）；sqrt（A）；sqrtm（A）所得结果相同吗？它们中哪个结果是复数矩阵，为什么？12.简述计算机仿真的基本步骤。13.什么叫系统？系统具有哪些特点？14.求方程组：x^2+y^2=1，xy=2的解。15.若G（s）=2/｛（s+3）（s+4）｝采用零阶保持器将G（s）转换为G（z），采样周期T＝0.1s，编程得出G（s）与G（z）的阶跃响应图。16.什么叫柔性体？一般在何种情况下须考虑机构中的柔性？17.设系统状态方程为，并设系统状态可控，试求a，b。18.什么叫数学建模？19.编程实现用Euler法求初值问题的数值解，设方程如下：du/dt=√u+5u，且u（0）=1，t=[0，10]，并取步长h=0.1。20.系统是由（）、（）、（）的若干部分（要素）结合在一起形成的具有特定功能和运动规律的有机整体。21.串联校正主要包括（）、（）、（）。22.分别阐述函数ss（）、tf（）和zpk（）的功能23.离散系统24.系统仿真实质上包括（）、（）、（）三个基本要素。25.根据模型不同可以把控制系统仿真分为（）、（）、（）。26.机构运动学分析与动力学分析的区别是什么？27.设系统微分方程为。式中，u和y分别为系统输入和输出量。试列写可控标准型（即矩阵A为友矩阵）及可观测标准型（即矩阵A为友矩阵转置）状态空间表达式。28.已知连续系统的动态方程为设采样周期T=1s，试求离散化动态方程。29.数学模型的作用主要可从哪两方面来表达？建模的两个主要目标又是什么？30.计算机仿真的三个基本活动是（）、（）、（）。卷II参考答案一.参考题库1.参考答案:虚拟现实是用高科技手段构造出来的一种人工环境，它具有模仿人的视觉、听觉、触觉等感知功能的能力，具有使人可以亲身体验沉浸在这种虚拟环境中并与之相互作用的能力2.参考答案:实体；活动；事件3.参考答案:即仿真时钟与实际时钟完全一致，模型仿真的速度与实际系统运行的速度相同。当被仿真的系统中存在物理模型或实物时，必须进行实时仿真。4.参考答案: 5.参考答案: ；[11]；；；；6.参考答案: 虚拟样机技术的特点： 1、强调在系统层次上模拟产品的外观、功能及特定环境下的行为； 2、可以辅助物理样机进行设计验证和测试； 3、可以在相同时间内“试验”更多的设计方案，从而易于获得最优设计方案； 4、用于产品开发的全生命周期，并随着产品生命周期的演进而不断丰富和完善； 5、支持产品的全方位测试、分析与评估； 6、减少产品开发时间产品尽快上市； 7、减少了设计费用。7.参考答案: 8.参考答案:系统仿真（SystemSimulation）定义：是以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机、仿真软件、仿真器和各种专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或设想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术。9.参考答案: 10.参考答案: A.DAMS生成柔性体的方法： 1、在adams软件中直接创建柔性体，选择Build/FlexibleBodies/.... 2、应用三维绘图软件绘制实体模型，然后在有限元分析软件ANSYS中打开实体模型文件进行划分网格，保存后生成mnf文件，最后将mnf文件导入ADAMS中。11.参考答案: A.^（0.5）=[1.00001.4142；1.73212.0000]； A^（0.5）=[0.5537+0.4644i0.8070-0.2124i；1.2104-0.3186i1.7641+0.1458i]； sqrt（A）=[1.00001.4142；1.73212.0000]； sqrtm（A）=[0.5537+0.4644i0.8070-0.2124i；1.2104-0.3186i1.7641+0.1458i]； 其中，“A.^（0.5）表示向量的乘方，”“A^（0.5）表示矩阵的乘方，”“sqrt（A）”只定义在矩阵的单个元素上，即分别对矩阵的每个元素进行运算，“sqrtm（A）表示对矩阵（方阵）的超越函数进行运算。12.参考答案:（1）根据仿真目的确定仿真方案；（2）建立系统的数学模型；（3）选择合适仿真方法，建立仿真模型；（4）编写仿真程序并进行程序调试；（5）进行仿真实验；（6）仿真结果分析。13.参考答案: 系统：为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置（部件）。 系统具有以下四个特点： ①系统是由部件组成的，部件处于运动状态； ②部件之间存在着联系； ③系统行为的输出也就是对目标的贡献，系统各主量和的贡献大于各主量贡献之和，即系统的观点1+1>2； ④系统的状态是可以转换的，在某些情况下系统有输入和输出，系统状态的转换是可以控制的。14.参考答案: 15.参考答案: sysc=tf(2,conv([13],[14])); sysd=c2d(sysc,0.1,'zoh'); [num,den]=tfdata(sysd,'v'); [yc,tc]=step(sysc,[0:0.2:30]); dstep(num,d