2024年大学试题(计算机科学)-计算机仿真技术笔试历年真题荟萃含答案

2024年大学试题(计算机科学)-计算机仿真技术笔试历年真题荟萃含答案（图片大小可自由调整）答案解析附后卷I一.参考题库(共25题)1.简述who指令和whos指令的区别。2.subplot（211）把屏幕分成两个部分，并把曲线放在左半部分。3.计算机仿真的三要素为系统、模型和计算机。4.求方程组：x^2+y^2=1，xy=2的解。5.试比较数值积分法与离散相似法的区别。6.离散事件系统有（）、（）、（）等基本要素。7.简述随机数与随机变量的作用、产生方法？8.数值积分法中，计算步长越小，总误差越小。9.一般的排队系统由（）、（）、（）三个基本*部分组成。10.什么叫数学建模？11.计算机建模的方法有哪些？什么叫参数化建模？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＝0.1s13.什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？14.产生随机变量的常用方法有（）、（）、（）和（）。15.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？16.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（）。17.离散相似法采样周期的选择应该满足（）。18.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？19.简述龙格－库塔法的基本思想。20.什么是数值稳定性问题？如何保证计算中的数值稳定性？21.设系统的状态空间表达式为： 若取线性变换阵： 设新的状态变量为，则利用MATLAB求在新状态变量下，系统状态空间表达式。22.已知系统传递函数为，试求可控标准型，可观测标准型，对角型动态方程。23.在MATLAB中，2ⅹ2的矩阵A=[12，34]是一种正确的输入方式。24.设D2y-3Dy+2y=x，y（0）=1，Dy（0）=0，求y（0.5）的值。25.仿真误差主要包括（）、（）。卷II一.参考题库(共25题)1.虚拟现实2.在连续系统的数字仿真中，仿真算法的选择一般考虑什么？常用的仿真算法有几种？各有什么特点？3.系统模型的定义、类型及特征？4.系统仿真一般分为哪几类？5.简述计算机仿真的基本步骤。6.连续系统的数学模型有哪几种描述形式？7.化系统结构图为状态方程的转换方法有（）、（）和（）等方法。8.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。9.已知离散系统状态空间表达式： 试用MATLAB求其系统的脉冲传递函数。10.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。 11.应用ADAMS进行虚拟样机设计的过程是什么？12.写出函数IF、STEP函数的正确书写格式，并分别说明各个函数的含义。13.分析机械系统的固有频率和振动模态的意义是什么？14.离散系统15.ADAMS有哪两种建模方式？16.设单位反馈系统的开环传递函数 试利用二阶-龙格库塔法求系统的单位阶跃响应。17.并行计算18.各种数值积分法的截断误差与积分方法的（）和（）有关。是由于计算机的字长是有限制的，计算只能限制在有限位数内，因而产生了舍入误差。19.什么叫系统？系统具有哪些特点？20.简述控制系统设计时四种常用的校正方法。21.传感器的作用是什么？22.采用装配法创建机构模型的特点是什么？有什么优点和缺点？23.简述计算机仿真的过程。24.离散事件系统一般应用在什么地方？25.物理仿真卷III一.参考题库(共25题)1.什么是实时仿真？什么情况下需要进行实时仿真？它在算法上有什么要求？2.求f（kT）=kexp（-akT）的Z变换表达式。3. （1）A（1：3，3）=（） （2）B（2：3）＝（） （3）A’＝（） （4）B.’＝（） （5）A.*B＝（） （6）A*B＝（）4.设随机变量x是[a，b]上均匀分布的随机变量，即 试用反变换方法产生x。 5.数学模型的定义是什么？6.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。7.函数文件中函数名称和文件名可以不同。8.写出sys=zpk（{[]；[23]}，{1；[0-1]}，[-5；1]）的运行结果。9.分布交互仿真10.欧拉法的截断误差为（），二阶龙格－库塔法的截断误差为（）。（步长用h表示）11.虚拟样机技术的特点有哪些？12.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。13.系统仿真14.已知系统传递函数为，试写出系统可控、不可观测，可观测，不可控，不可控、不可观测的动态方程。15.什么是虚拟样机技术？虚拟样机技术的应用软件有哪些？16.数值积分方法有哪些？17.相似的常用方法有（）、（）、（）、（）。18.计算机仿真的定义、类型、作用？19.二阶龙格库塔法的递推公式、特点及数值求解应用？20.设系统状态方程为，并设系统状态可控，试求a，b。21.定制用户对话框的作用是什么？22.已知系统结构图如下图所示，1、2、3、4、5为典型环节，a为常数，试写出其连接矩阵W、W0、Wc 23.求方程cos（t）^2*exp（-0.1t）=0.5t的解24.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。25.已知采样系统的结构图如下： 试利用采样控制系统的数字仿真方法，求当采样周期T=0.1s，且初始状态为零时，离散系统的单位阶跃响应。卷I参考答案一.参考题库1.参考答案:W.ho命令用于查询变量名；W.hos命令可以查看所有变量的大小。2.参考答案:错误3.参考答案:正确4.参考答案: 5.参考答案: 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。6.参考答案:实体；活动；事件7.参考答案: 随机数产生的方法：随机数表硬件设备数学公式 随机数的作用：离散事件系统仿真的基础就是产生随机数 随机变量的产生方法：反变换法、组合法、卷积法及取舍法 随机变量的作用：随机数与随机变量的产生：MATLAB提供了两个基本的函数用于产生随机数。它们是rand和randn。8.参考答案:错误9.参考答案:到达模式；服务机构；服务规则10.参考答案:数学建模：把现实世界中的实际问题加以提炼，抽象为数学模型，求出模型的解，验证模型的合理性，并用该数学模型所提供的解答来解释现实问题，我们把数学知识的这一应用过程称为数学建模。11.参考答案:3D建模的方法：几何建模、特征建模、参数化建模、装配法建模等。参数化的建模定义：把零件的特征/主要尺寸根据变化范围建立，并把各相关尺寸关联起来的建模仿法。12.参考答案: 13.参考答案:仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机技术等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助专家经验知识、统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科学。它所遵循的基本原则是相似原理。14.参考答案:反变换法；组合法；卷积法；接受——拒绝法15.参考答案: 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。16.参考答案:几何相似；环境相似；性能相似17.参考答案:香农定理（采用定理）18.参考答案: 作用：首先是帮助人们加深对客观世界的认识。其次是提高人们的决策和对客观世界的干预能力。 目标： 1、提高认识 2、提高干预能力19.参考答案:龙格－库塔法基本思想：用几个点上的函数值的线性组合来代替泰勒展开式中各阶导数，然后按泰勒级数展开确定其中的系数，这样既可以避免计算高阶导数，又能提高积分的精度及截断误差阶数。20.参考答案:所谓数值稳定问题，是指在扰动影响下，其计算过程中误差的积累是否受到控制的问题。如何保证：选择合理的计算步长。21.参考答案: 22.参考答案: 23.参考答案:错误24.参考答案: 25.参考答案:截断误差；舍入误差卷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:仿真算法是将系统模型转换成仿真模型的一类算法，在数字仿真模型中起核心和关键作用。仿真算法经历了从串行算法到并行算法的发展过程。目前，连续系统与离散事件系统的非实时串行算法已相当完善，当前研究的重点是实时连续系统算法、各类系统的并行算法及定性系统算法。3.参考答案: 系统模型的定义：是指以某种确定的形式（如文字、符号、图表、实物、数学公式等），对系统某一方面本质属性的描述。 系统模型的分类：物理模型、数学模型 系统模型的特征： （1）它是现实系统的抽象或模仿； （2）它是由反映系统本质或特征的主要因素构成的； （3）它集中体现了这些主要因素之间的关系。4.参考答案: 1）根据被研究系统的特征可以分为连续系统仿真和离散系统仿真两大类。 2）按仿真实验中所取的时间标尺τ（模型时间）与自然时间的时间标尺（原型时间）T之间的比例关系可以将仿真分为实时仿真和非实时仿真两大类。 3）按照参与仿真的模型种类不同，将系统分为物理仿真、数学仿真和物理—数学仿真。5.参考答案:（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。6.参考答案:微分方程、传递函数、状态方程、结构图7.参考答案:级联法；串联法；并联法8.参考答案: 9.参考答案: 10.参考答案: 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）；11.参考答案: 12.参考答案: 正确书写格式：IF（expr1：expr2，expr3，expr4） 13.参考答案:意义：避免发生共振，减轻振动影响，保证机械系统尽量平稳运行，延长其使用寿命，降低噪声。14.参考答案:一个系统的状态如果随着时间成间断或突然的改变，则称该系统为离散系统15.参考答案: A.DAMS软件的建模方式： （1）应用ADAMS2005直接建立几何模型 （2）应用其他三维CAD软件建立几何模型，然后通过相应的接口导入adams中。16.参考答案: 17.参考答案:并行计算（ParallelComputing）是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程。18.参考答案:阶次；步长19.参考答案: 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。20.参考答案:超前校正、滞后校正、滞后-超前校正和反馈校正。21.参考答案:传感器的作用：感知物体的运动位置、物体之间碰撞力等。22.参考答案:装配法建模的定义：建立封闭机构（比如曲柄摇杆机构）模型时如果只知道杆件的长度，但不知准确地位置，可以先按杆件的长度建立各个杆件，然后再用运动副-2bod-2loc的方式关联各个连接点（装配在一起），就可以得到所需要的机构模型23.参考答案: 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。24.参考答案: 离散事件系统仿真的应用： 1.排队系统 2.机械行业25.参考答案: 按照真实系统的物理性质构造系统的物理模型，并在物理模型上进行实验的过程称为物理仿真。 物理仿真优点是：直观、形象，也称为“模拟”； 物理仿真缺点是：模型改变困难，实验限制多，投资较大。卷III参考答案一.参考题库1.参考答案: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。2.参考答案: 3.参考答案: ；[11]；；；；4.参考答案: 由f（x）得到的x的分布函数 5.参考答案:数学模型：是利用数学语言（符号、式子与图象）模拟现实的模型。6.参考答案:时间t；微分方程；传递函数7.参考答案:错误8.参考答案: 9.参考答案: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10.参考答案:O（h2）；O（h3）11.参考答案: 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。12.参考答案:相互联系；相互制约；相互依存13.参考答案:系统仿真是利用相似理论、控制理论、计算技术等理论和技术，通过综合性的模型实验来揭示原理的本质和运动规律的科学方法。14.参考答案: 15.参考答案: 虚拟样机（VirtualPrototyping简称VP）技术又称为机械系统动态仿真技术，是一项计算机辅助工程（CAE）技术，是建模仿真技术、虚拟现实（VirtualReality）技术、计算辅助设计与制造（CAD／CAM）等技术综合集成。目前世界范围内流行使用的机械系统的仿真软件有ADAMS和比利时LMS的DADS（DynamicAnalysisandDesignSystem）动力学分析和设计系统软件。16.参考