《计算机仿真技术》试题(含完整答案)

1、精品文档一、数值计算，编程完成以下各题（共20 分，每小题5 分）1、脉冲宽度为d ，周期为 T 的矩形脉冲的傅里叶级数如下式描述：f ( )d2sin( n d / T )cos( 2 n )1nd / TTn 1当 n 150， d T1 4，1 / 21 / 2 ，绘制出函数f ( ) 的图形。解：syms n t;f=(sin(n*pi/4)/(n*pi/4)*cos(2*pi*n*t);s=symsum(f,n,1,150);y=(1+2*s)/4;x=-0.5:0.01:0.5;Y=subs(y,t,x);plot(x,Y)2、画出函数f ( x)(sin 5x) 2 e0.05x

2、25x5 cos1.5x1.5 x5.5x5 在区间 3,5 的图形，求出该函数在区间3, 5中的最小值点x m in 和函数的最小值f m in .解：程序如下x=3:0.05:5;y=(sin(5*x).2).*exp(0.05*x.2)-5*(x.5).*cos(1.5*x)+1.5*abs(x+5.5)+x.2.5;mix_where=find(y=min(y);xmin=x(mix_where);hold on;plot(x,y);plot(xmin,min(y),go,linewidth,5);str=strcat(,num2str(xmin),num2str(min(y),);t

3、ext(xmin,min(y),str);Xlabel(x)。1 欢迎下载精品文档Ylabel(f(x)经过运行后得到的图像截图如下：运行后的最小值点x m in =4.6 ，f m in = -8337.86253、画出函数 f ( x)cos 2 x e 0 .3 x2.5 x 在 1 ，3 区间的图形， 并用编程求解该非线性方程 f ( x )0 的一个根，设初始点为 x0 2 .解：x=1:0.02:3;x0=2;y=(x)(cos(x).2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x);fplot(y,1,3);Xlabel(x)Ylabel(f(x)X1=fzero(cos(x

4、).2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x),x0)运行后求得该方程的一个根为z=0.3256 。4、已知非线性方程组如下，编程求方程组的解，设初始点为1 0.5 -1.x 2x 72x5 z 23yz30。2 欢迎下载精品文档解： %在新建中建立函数文件fun2_4.mfunction f=fun2_4(x)f=x(1).2+x(1)*sqrt(7)+2;x(1)+5*x(3).2-3;x(2).*x(3)+3;%非线性方程组求解主程序fxxfcz.mx0=1 0.5 -1;fsolve(fun2_4,x0)运行后结果为：ans =-1.32293.2264-0.9298即是 x

5、=-1.3229y=3.2264z=-0.9298 .二、控制系统仿真（15 分）。3 欢迎下载精品文档某控制系统的开环传递函数为：6(1.5s1)(0.12s1)G(S)1)(0.05 s，要求：编制一个完整s(6s1)的程序完成以下各小题的要求，所绘制的图形分别定义为四张图。1）绘制出系统的阶跃信号响应曲线（响应时间为0 30s ）2）绘制出系统的脉冲信号响应曲线（响应时间为0 20 s）3）绘制出系统的斜坡信号响应曲线（响应时间为0 10 s）4）绘制出系统的 Bode 图（要求频率范围为 102 10 2 rad/sec ）解：由传递函数知， 该传递函数是将其用零极点描述法描述的，将其

6、化为用传递函数表1.08s29.72s6G(S)6.05 s2s ，所以 num=0 1.08 9.72 6,den=0.3 6.05 1 0 。述的形式为：0.3s3% 用传递函数编程求解num=0 1.08 9.72 6;den=0.3 6.05 1 0;sys=tf(num,den);t1=0:0.1:30;figure(1)step(sys) %绘制出系统的阶跃信号响应曲线t2=0:0.1:20;figure(2)impulse(sys) %绘制出系统的脉冲信号响应曲线t3=0:0.1:10;figure(3)ramp=t3;lsim(sys,ramp,t3);%绘制出系统的斜坡信号响

7、应曲线figure(4)w=10(-2):102;bode(sys,w);% 绘制出系统的Bode图。4 欢迎下载精品文档fig(1)系统的阶跃信号响应曲线fig(2)系统的脉冲信号响应曲线fig(3)系统的斜坡信号响应曲线。5 欢迎下载精品文档fig(4)系统的 Bode图三、曲线拟合（15 分）已知某型号液力变矩器原始特性参数，要求用多项式拟合的方法编程完成以下各小题：1）用二阶多项式拟合出K ( i ) 曲线；用三阶多项式拟合出( i ) 曲线；用三阶多项式拟合出B (i ) 曲线。2）用不同的颜色和不同的线型，将 K ( i ) 的原始特性参数数据点和二阶拟合曲线绘制在同一张图形中； 将 (i ) 的原始特性参数数据点和三阶拟合曲线绘制