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《控制系统数字仿真》练习题及答案1. 单选题1. 某系统的函数关系式为y=1/（x3-2x+4），绘制x在0至10之间变化的图形，正确的是（）。
A. fplot('1/(x*3-2*x+4)',[0 10])B. fplot('1/(x.^3-2*x+4)',[0 10])C. plot('1/(x.^3-2*x+4)',[0 10])D. plot('1/(x*3-2*x+4)',[0 10])正确答案：B2. 绘制系统零极点图的命令是（）。
A. stepB. pzmapC. rlocusD. sgrid正确答案：B3. 将系统零极点形式变换为传递函数形式的命令是（）。
A. tf2zpB. ss2tfC. ss2zpD. zp2tf正确答案：D4. AUTOCAD的坐标体系，包括世界坐标和（）坐标系。
A. 绝对坐标B. 平面坐标C. 相对坐标D. 用户坐标正确答案：D5. 在MATLAB工作空间中，表示圆周率的特殊变量是（）。
A. piB. ansC. iD. eps正确答案：A6. 下列哪条指令是求矩阵的行列式的值（）。
A. invB. diagC. detD. eig正确答案：C7. 在CAD网络系统中，以下说法不正确的是（）。
A. 设计资料可以共享B. 硬件可以共享C. 电脑文件可以共享D. 可以方便管理设计进度正确答案：C8. i=2; a=2i;b=2*i;c=2*sqrt(-1);程序执行后；a, b, c的值分别是（）。
A. a=4,b=4,c=2.0000iB. a=4,b=2.0000i, c=2.0000iC. a=2.0000i, b=4,c=2.0000iD. a=2.0000i,b=2.0000i,c=2.0000i正确答案：C9. 在循环结构中跳出循环，执行循环后面代码的命令为（）。
A. returnB. breakC. continueD. keyboard正确答案：B10. figure命令的作用是（）。
1-1答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算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。
1-2答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，计算。
它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。
由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。
仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。
1-3答: 通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。
由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。
1-4答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰，模拟仿真较数字仿真精度低但模拟仿真具有如下优点：（1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。
（2）仿真速度极快，失真小，结果可信度高。
（3）能快速求解微分方程。
模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。
（4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进行非实时仿真。
（5）易于和实物相连。
1-5答：CAD技术，即计算机辅助设计（Computer Aided Design）,是将计算机高速而精确的计算能力，大容量存储和数据的能力与设计者的综合分析，逻辑判断以及创造性思维结合起来，用以快速设计进程，缩短设计周期，提高设计质量的技术。
控制系统CAD可以解决以频域法为主要内容的经典控制理论和以时域法为主要内容的现代控制理论。
此外，自适应控制，自校正控制以及最优控制等现代控制测略都可利用CAD技术实现有效的分析与设计。
《模拟电路与数字电路》综合练习题专科 高函各专业专科、远程通信类专业专科适用【使用指南】：考试题型包括：判断题5个共计10分；填空题5个共计10分；简答题4个共计20分；计算题4个共计60分。
此套习题，可作为您考试前复习的指南，请充分重视。
谢谢。
作者：高立 模拟部分 判断题：（ ）1、通过半导体中的电流为电子电流与空穴电流之和。
√（ ）2、若用三极管的一个PN 结来代替二极管，应选用集电结。
×（ ）3、在本征半导体中掺入少量的硼元素，可以形成N 型半导体，它的多子是自由电子。
× （ ）4、PN 结内电场方向由N 区指向P 区，N 区的电位要高于P 区的电位。
√（ ）5、PN 结指的是P 型半导体与N 型半导体两者交界面处的势垒区，其扩散电流大于漂移电流。
× （ ）6、本征半导体的不仅具有掺杂特性外，还具有热敏特性和光敏特性。
√（ ）7、半导体二极管具有单向导电的重要特性，它的反向电流越大，表明管子的单向导电性越好。
× （ ）8、场效应管与晶体三极管一样，它们都是电流控制的电子器件。
× （ ）9、场效应管与晶体三极管一样，它们只有一种载流子参与导电。
×（ ）10、一个放大器对信号源影响要小，带负载能力要强，这就要求该放大器的输入电阻和输出电阻都要大才好。
×（ ）11、串联负反馈可以减小输入电阻，而并联负反馈可以提高输入电阻。
×（ ）12、单级共射放大器幅频波特图中高频特性的斜率为－10dB/dec ；相频波特图中高频相移最大为－90°，在0.1fh 和10f h 之间，相位变化的斜率为－90°/dec 。
×（ ）13、共模放大倍数越大，差模放大倍数越小，则共模抑制比越大，放大器的性能越好。
× （ ）14、OCL 电路中，输出电压等于电源电压时，管子的集电极耗散功率为最大值。
× 填空题1、通过半导体中的电流为________电流与________电流之和。
模拟数字类试题及答案高中一、选择题1. 在数字电路中，最基本的逻辑关系有哪几种？A. 与、或、非B. 与、异或、同或C. 与、或、非、异或D. 与、或、非、同或、异或答案：D2. 以下哪个不是数字电路的特点？A. 高速性B. 可靠性高C. 功耗大D. 易于集成答案：C3. 逻辑门电路中，哪个门的输出状态总是与输入状态相反？A. 与门B. 或门C. 非门D. 异或门答案：C二、填空题1. 数字电路中的信号通常有两种状态，分别是______和______。
答案：高电平，低电平2. 一个简单的数字电路由______、______、______和______组成。
答案：输入端，逻辑门，输出端，电源3. 一个4位二进制计数器可以计数到______。
答案：15三、简答题1. 请简述数字电路与模拟电路的区别。
答案：数字电路主要处理离散的数字信号，使用二进制逻辑，具有高速性、可靠性高、易于集成等特点。
而模拟电路处理连续的模拟信号，可以更精确地表示信号变化，但通常速度较慢，成本较高。
2. 什么是触发器？它在数字电路中有什么作用？答案：触发器是一种具有记忆功能的逻辑电路，能够存储一位二进制信息。
在数字电路中，触发器用于存储数据、实现寄存器功能以及构成计数器和存储器等。
四、计算题1. 给定一个逻辑表达式：Y = A'B + AB'，使用布尔代数简化该表达式。
答案：首先应用布尔代数的德摩根定律，将Y = A'B + AB'转换为Y = (A + B)'A + A(B + B')。
然后，由于B + B'总是等于1，所以表达式简化为Y = (A + B)'A + A = A。
结束语：通过以上试题及答案，我们对模拟数字电路的基本概念、特点和逻辑关系有了更深入的理解。
希望同学们能够通过练习这些题目，提高对数字电路知识的掌握程度。
第一章习题1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算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。
1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区别？各有什么特点？答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，计算。
它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。
由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。
仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。
1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？答: 通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。
由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。
1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？。
答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰，模拟仿真较数字仿真精度低但模拟仿真具有如下优点：（1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。
（2）仿真速度极快，失真小，结果可信度高。
（3）能快速求解微分方程。
模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。
（4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进行非实时仿真。
（5）易于和实物相连。
1-5什么是CAD技术？控制系统CAD可解决那些问题？答：CAD技术，即计算机辅助设计（Computer Aided Design）,是将计算机高速而精确的计算能力，大容量存储和数据的能力与设计者的综合分析，逻辑判断以及创造性思维结合起来，用以快速设计进程，缩短设计周期，提高设计质量的技术。
单选题1.某系统传递函数为G，语句step(G)的执行结果为（）。
A.绘制系统的根轨迹图B.绘制系统的单位脉冲响应曲线C.绘制系统的奈氏曲线D.绘制系统的单位阶跃响应曲线答案: D2.下列哪条指令是求矩阵的行列式的值（）。
A.invB.diagC.detD.eig答案: C3.数值积分法中，是恒定稳定的算法是（）。
A.欧拉法B.梯形法C.四阶—龙格库塔法#以上都不是答案: B4.绘制系统零极点图的命令是（）。
A.stepB.pzmapC.rlocusD.sgrid答案: B5.某系统传递函数为G，语句pzmap(G)的执行结果为（）。
A.绘制系统的根轨迹图B.绘制系统的零极点图C.绘制系统的奈氏曲线D.绘制系统的单位阶跃响应曲线答案: B6.在CAD网络系统中，以下说法不正确的是（）。
A.设计资料可以共享B.硬件可以共享C.电脑文件可以共享D.可以方便管理设计进度答案: C7.下列哪个变量的定义是不合法的（）。
A.abcd-3B.xyz_3C.abcdefD.x3yz答案: A8.AutoCAD中的图层数最多可设置为（）。
A.10层B.没有限制C.5层D.256层答案: B9.将系统零极点形式变换为传递函数形式的命令是（）。
A.tf2zpB.ss2tfC.ss2zpD.zp2tf答案: D10.用round函数四舍五入对数组[2.48 6.39 3.93 8.52]取整，结果为（）。
A.[2 6 3 8]B.[2 6 4 8]C.[2 6 4 9]D.[3 7 4 9]答案: C11.给图形添加栅格的命令是（）。
A.figureB.hold offC.hold onD.grid答案: D12.绘制控制系统根轨迹的命令是（）。
A.stepB.pzmapC.rlocusD.sgrid答案: C13.角度x=[30 45 60]，计算其正弦函数的运算为（）。
A.SIN（deg2rad(x)）B.SIN(x)C.sin(x)D.sin(deg2rad(x))答案: D14.将系统传递函数形式变换为零极点形式的命令是（）。
第一章习题1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算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。
1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区别？各有什么特点？答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，计算。
它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。
由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。
仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。
1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？答: 通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。
由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。
1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？。
答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰，模拟仿真较数字仿真精度低但模拟仿真具有如下优点：（1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。
（2）仿真速度极快，失真小，结果可信度高。
（3）能快速求解微分方程。
模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。
（4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进行非实时仿真。
（5）易于和实物相连。
1-5什么是CAD技术？控制系统CAD可解决那些问题？答：CAD技术，即计算机辅助设计（Computer Aided Design）,是将计算机高速而精确的计算能力，大容量存储和数据的能力与设计者的综合分析，逻辑判断以及创造性思维结合起来，用以快速设计进程，缩短设计周期，提高设计质量的技术。
模拟数字类试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在数字电路中，最基本的逻辑门是：A. 与门B. 或门C. 非门D. 异或门2. 以下哪个不是数字信号的特点？A. 离散性B. 连续性C. 确定性D. 可重复性3. 数字信号处理中，采样定理指出采样频率应至少为信号最高频率的：A. 1倍B. 2倍C. 3倍D. 4倍4. 在数字通信中，以下哪种调制方式具有较高的频带利用率？A. 调幅（AM）B. 调频（FM）C. 调相（PM）D. 正交幅度调制（QAM）5. 数字信号的量化误差属于：A. 随机误差C. 测量误差D. 仪器误差6. 在数字图像处理中，以下哪种滤波器可以减少图像噪声？A. 高通滤波器B. 低通滤波器C. 带通滤波器D. 带阻滤波器7. 数字信号处理中，傅里叶变换主要用于分析信号的：A. 时间特性B. 频率特性C. 幅度特性D. 相位特性8. 以下哪个是数字信号的优点？A. 抗干扰能力弱B. 易于存储C. 信号容易失真D. 传输距离短9. 在数字信号处理中，离散傅里叶变换（DFT）是傅里叶变换在：A. 连续域的特例B. 离散域的特例C. 频域的特例D. 时域的特例10. 以下哪个是数字信号处理中的基本概念？A. 模拟信号B. 连续信号D. 周期信号二、填空题（每题2分，共10分）1. 数字信号与模拟信号的主要区别在于数字信号具有_______性。
2. 在数字信号处理中，_______是将模拟信号转换为数字信号的过程。
3. 数字信号的量化是将连续幅度的信号转换为_______幅度的信号。
4. 数字信号的编码是将_______信号转换为适合传输或存储的格式。
5. 数字信号的解码是将编码后的信号还原为_______信号的过程。
三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述数字信号与模拟信号的主要区别。
2. 解释什么是数字信号的采样和量化。
3. 数字信号处理有哪些主要的应用领域？4. 什么是数字滤波器，它有哪些类型？四、计算题（每题10分，共20分）1. 给定一个模拟信号x(t) = 3sin(2πft)，其中f = 1kHz，若要进行数字信号处理，请计算至少需要的采样频率，并说明原因。
《数字模拟与仿真》考试题
考试分为两个部分：第一部分，9道试题，总分80分；第二部分，20分，撰写
一篇和本课程内容有关的论文，字数不限，要求不能有相同题目或者内容雷同
的文章，否则该部分没有成绩。6月30日上交两部分的纸质答案(正反两面打印)。
论文请一并上交电子版答案，请全班打包后一起上交。
第一部分：总分80分
1. 求正弦函数的6次多项式拟合。（5分）
解：设正弦函数y=sin(x),
在正弦函数一个周期区间内部对其求值得到x，y的点集合：
Pi=3.1415926;
x=[0:0.1:2*Pi];
y=sin(x);
得到点集合后，利用多项式拟合函数对其进行计算：
result=polyfit(x,y,6);
得到六次拟合多项式：
65432
(-4.13E-5)*x(-4.90E-3)*x+(8.30E-2)*x-(3.82E-1)*x+(2.53E-1)*x+(8.86E-1)*x1.03E-2y
利用多项式求值函数对上述公式求新值，并绘图检验结果：
y1=polyval(result,x);
plot(x,y,'k-',x,y1,'bo--');
legend('Original','New');
图1 正弦函数六次拟合曲线图
M文件内容如下：
%NO1;
clear;
syms x y result y1;
syms Pi;
Pi=3.1415926;
x=[0:0.1:2*Pi];
y=sin(x);
result=polyfit(x,y,6);
y1=polyval(result,x);
plot(x,y,'k-',x,y1,'bo--');
legend('Original','New');
poly2str(result,'x');
2. 某一多项式的根为：2，4，6，8，请生成该多项式，求导，并计算求导后的根。（10
分）
解：M文件如下
syms x y;
>> syms b result;
>> x=[2 4 6 8]
x =
2 4 6 8
>> y=poly(x)
y =
1 -20 140 -400 384
poly2str(y,'x')
ans =
x^4 - 20 x^3 + 140 x^2 - 400 x + 384
>> b=polyder(y)
b =
4 -60 280 -400
>> poly2str(b,'x')
ans =
4 x^3 - 60 x^2 + 280 x – 400
syms result;
>> result=roots(b)
result =
7.2361
5.0000
2.7639
>> result;
3. 计算下列极限（5分）
•
（1）求解过程如下：
syms a x;
a=limit((1-cos(x))/x^2);
得到：
2
01cos12limxxx
（2）求解过程如下：
syms a x;
a=limit((1-cos(2*x))/(x*sin(x)));
得到：
01cos22sinlimxxxx
4. 求符号矩阵 F 对变量 x 的一阶微分、对变量 a 的二阶微分 （10分）
F=[cos(a*x) sin((a+b)2*x)]
[-sin(a*x) en];
syms a x b n e;
F=[cos(a*x),sin((a+b)^2*x);-sin(b*x),e^n];
diff(F,'x')
diff(F,'a',2)
结果： any =
[ -sin(a*x)*a, cos((a+b)^2*x)*(a+b)^2] [-cos(b*x)*b, 0] ans = [ -cos(
a*x)*x^2, -4*sin((a+b)^2*x)*(a+b)^2*x^2+2*cos((a+b)^2*x)*x] [0, 0]
2
0cos1limxxxxxxxsin2cos1lim0
5.
已知铣床光电跟踪旋转系统结构图，求出系统的传递函数、状态空间矩阵及零极点方程，
绘制波特图，并且控制单位阶跃给定响应的超调量在20%以内，编程计算超调量。系统模
拟结构图：（15分）
6.
解：
编程：
>> G1=tf([4.5,45],[0.5,1]);
G2=tf([18],[0.08,1]);
G3=G1*G2;
H1=0.007;
Gf=feedback(G3,H1,1);
G4=tf([14.4],[1]);
G5=tf(0.1,[1,0]);
前向通道传递函数
>> G6=G4*Gf*G5
Transfer function:
116.6 s + 1166
-----------------------------
0.04 s^3 + 0.013 s^2 - 4.67 s
系统传递函数
>> G=feedback(G6,1)
Transfer function:
116.6 s + 1166
-----------------------------------
0.04 s^3 + 0.013 s^2 + 112 s + 1166
状态空间模型
>>GSS=ss(G)
a =
x1 x2 x3
x1 -0.325 -43.74 -56.95
x2 64 0 0
x3 0 8 0
b =
u1
x1 8
x2 0
x3 0
c =
x1 x2 x3
y1 0 5.695 7.119
d =
u1
y1 0
系统bode图
>>bode(G)
单位阶跃响应
>> step(G)
grid on
计算超调量
>>num=[6.48 64.8];den=[0.4685 7.165 64.8];
[z,p,k]=tf2zp(num,den);
[y,x,t]=step(num,den);
tl=length(t);yss=y(tl);
[ym,tm]=max(y);
singma=100*(ym-yss)/yss
singma =
19.3693
6如图所示计算各支路电流和电压（10分）
解：系统的模型图如下
线路 电流 电压 电阻
R1 1.54A 10.77V
7Ω
R2 7.69A 7.69V
1Ω
7. 设计一个3—8译码器电路（15分）
解：设计的三八译码器如下：
封装的子系统为：
设置的输入信号参数为：E脉冲源参数设置如下：周期12s，脉宽11s，相位延时0s．，A0脉冲
源：周期2s、脉宽1S、相位延时ls；A1脉冲源：周期4s、脉宽2s、相位延时2s；A2脉冲源：
周期8s、脉宽4s、相位延时4s.
时钟信号和得出的结果如下：
时钟信号
结果输出
8. 设计一个全桥整流电路，并通过示波器显示正弦信号整流结果（10分）
解：建立的模型图为：
