计算机仿真试题及答案

{
float f3;
return f3=x1+2*x2-x3+2;
}
float f4(float x1,float x2,float x3,float x4,float t)
{
float f4;
return f4=0;
}
int main()
{
float k11,k12,k13,k14,k21,k22,k23,k24,k31,k32,k33,k34,k41,k42,k43,k44;
分别画出级联法、并联法的系统模拟结构图及其状态方程和输出方程，图式如下：
使用龙格—库塔法程序进行仿真，令u=1，系统在tHale Waihona Puke Baidu0-2s之间（仿真步长0.1s）则输出y截图如下：
比较后发现两者仿真结果接近。
二、（20分）已知系统的状态方程及输出方程
拟用四阶龙格-库塔法求系统在t=0-2s之间的输出值（仿真步长取0.01s或0.1s），试编写仿真程序，对仿真结果截图。（单号C++，双号VB）
x3 = x3 + (k31 + 2 * k32 + 2 * k33 + k34) / 6;
}
y=x1+2*x2-2*x3;
cout<<"y="<<y<<endl;
return 0;
}
仿真结果截图如下：
三、（20分）已知单位反馈系统的开环传递函数为
试用Z域离散相似法和时域离散相似法进行仿真，编写仿真程序，对仿真结果截图。（输出初态为0，输入为3，仿真步长为0.02S,100-200个周期）
（单号VB，双号C++）
答：先将函数 化成为：
画出系统结构图：
使用z域离散相似法计算得：
仿真程序如下：
Private Sub Command1_Click()
Dim n As Single
Dim t As Single
Dim w(200) As Single
Dim x(200) As Single
Dim z(200) As Single
k13 = h * f1(x1 + k12 / 2, x2 + k22 / 2, x3 + k32 / 2, x4 + k42 / 2, t + h / 2);
k23 = h * f2(x1 + k12 / 2, x2 + k22 / 2, x3 + k32 / 2, x4 + k42 / 2, t + h / 2);
Dim y(200) As Single
Dim u(200) As Single
t = 0.02
y(0) = 0
k44 = h * f4(x1 + k13, x2 + k23, x3 + k33, x4 + k43, t + h);
x1 = x1 + (k11 + 2 * k12 + 2 * k13 + k14) / 6;
x2 = x2 + (k21 + 2 * k22 + 2 * k23 + k24) / 6;
k41 = h * f4(x1, x2, x3, x4, t);
k12 = h * f1(x1 + k11 / 2, x2 + k21 / 2, x3 + k31 / 2, x4 + k41 / 2, t + h / 2);
k22 = h * f2(x1 + k11 / 2, x2 + k21 / 2, x3 + k31 / 2, x4 + k41 / 2, t + h / 2);
南京林业大学研究生试卷
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
得分
课程号33351课程名称计算机仿真20 16~2017学年第1学期
一、（20分）某系统的传递函数为
试用级联法、串联法和并联法中的两种画出系统模拟结构图，并列出相应的状态方程和输出方程。自拟仿真，比较两者结果。
答：选用级联法和并联法写出传递函数，公式如下：
float t=0,h=0.01;
double y;
float x1=0,x2=0,x3=0,x4=0;
for(int i=1;i<200;i++)
{
t=t+h;
k11 = h * f1(x1, x2, x3, x4, t);
k21 = h * f2(x1, x2, x3, x4, t);
k31 = h * f3(x1, x2, x3, x4, t);
k14 = h * f1(x1 + k13, x2 + k23, x3 + k33, x4 + k43, t + h);
k24 = h * f2(x1 + k13, x2 + k23, x3 + k33, x4 + k43, t + h);
k34 = h * f3(x1 + k13, x2 + k23, x3 + k33, x4 + k43, t + h);
{
float f1;
return f1=3*x1+2*x2-x3;
}
float f2(float x1,float x2,float x3,float x4,float t)
{
float f2;
return f2=2*x1-x2+2*x3;
}
float f3(float x1,float x2,float x3,float x4,float t)
k32 = h * f3(x1 + k11 / 2, x2 + k21 / 2, x3 + k31 / 2, x4 + k41 / 2, t + h / 2);
k42 = h * f4(x1 + k11 / 2, x2 + k21 / 2, x3 + k31 / 2, x4 + k41 / 2, t + h / 2);
答：用c++进行四阶龙格-库塔法，系统在t=0-2s间的（仿真步长0.01）编程：
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
float x1;
float x2;
float x3;
float x4;
float t;
float f1(float x1,float x2,float x3,float x4,float t)
k33 = h * f3(x1 + k12 / 2, x2 + k22 / 2, x3 + k32 / 2, x4 + k42 / 2, t + h / 2);
k43 = h * f4(x1 + k12 / 2, x2 + k22 / 2, x3 + k32 / 2, x4 + k42 / 2, t + h / 2);