现代控制理论1-8三习题库
信息工程学院现代控制理论课程习题清单
3.有电路如图1-28所示。以电压U(t)为输入量，求以电感中的电流和电
容上的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻 R 2上的电压作为输出
量的输出方程。
4.建立图P12所示系统的状态空间表达式。
M 2
1 f(t)
5.两输入u i ，U 2，两输出y i ，y 的系统，其模拟结构图如图
1-30所示,
练习题 ，输出为，试自选状态变量并列写出其状
2.
有电路如图所示，设输入为 态空间表达式。
C
ri _ l- ------- s
R 2 U i U ci
L u
A
------
—
2
R i
试求其状态空间表达式和传递函数阵。
6.系统的结构如图所示。以图中所标记的 x 1、x 2、x 3作为状态变量，推
导其状态空间表达式。 其中，u 、y 分别为系统的输入、 输出，1、
2
试求图中所示的电网络中，以电感
L i 、L 2上的支电流x i 、X 2作为状态
变量的状态空间表达式。这里 u 是恒流源的电流值，输出 y 是R 3上的 支路电压。
8.
已知系统的微分方程
y y 4y 5y 3u ，试列写出状态空间表达式。 9.
已知系统的微分方程
2y 3y u u ， 试列写出状态空间表达式。
10. 已知系统的微分方程
y
2y 3y 5y
5u 7u ，试列写出状态空间
表达式。
7.
3均为标量。
11.
系统的动态特性由下列微分方程描述
y 5 y 7 y 3y u 3u 2u
列写其相应的状态空间表达式，并画出相应的模拟结构图。
12. 已知系统传递函数 W(s) 坐 卫 2 ,试求出系统的约旦标准型
s(s 2)(s 3)
的实现，并画出相应的模拟结构图
13. 给定下列状态空间表达式
X 1 0 1 0 X 1
0 X 2 2 3
0 X 2 1 u X 3
1 1
3 X 3
2
X 1
y 0
0 1 x 2
X 3
(1)画出其模拟结构图；(2)求系统的传递函数
14. 已知下列传递函数，试用直接分解法建立其状态空间表达式，并画出状 态变量图。
15.
列写图所示系统的状态空间表达式。
16. 求下列矩阵的特征矢量
0 1 0
A 3
0 2 12
7
6
17. 将下列状态空间表达式化成约旦标准型(并联分解)
(1)g(s )
s 3
s 1 3
2
s 6s 11s 6
⑵ g(s ) s 2 2s 3
3 c 2
s 2s 3s 1
x1 4 1 2 x1 3 1
x2 1 0 2 x2 2 7 u
x3 1 1 3 x3 5 3
y i 1 2 0 X1
y20 1 1 X2
X3
18. 试将下列状态方程化为对角标准形。
& 0 1 X1 0
(1) c u
& 5 6 x21
& 0 10^ 23
U|
(2) & 3 0 2 x2 1 5
u2
X12 7 6 x37 1
19. 试将下列状态方程化为约当标准形。
& 4 1 2 x1 3 1
u1
& 1 0 2 x2 2 7
u2
X 1 1 3 x3 5 3
20. 已知系统的状态空间表达式为
c 5 1 2
&x u
3 1 5
y 1 2 x 4u
求其对应的传递函数。
21. 设离散系统的差分方程为
y(k 2) 5y(k 1) 3y(k) u(k 1) 2u k
求系统的状态空间表达式。
22. 已知两系统的传递函数分别为W1(s)和W2(s)
1 1 1 1
W(s) s 1； 1 W2(s) s13 s 4
0 ---------- ——0
s 2 s 1
试求两子系统串联联结和并联连接时，系统的传递函数阵，并讨论所得结果
23. 已知如图1-22所示的系统，其中子系统1、2的传递函数阵分别为
1 1
s 1 s 1 0
W1 (s) s 1卢W2(s)
0 1 0 1
s 2
求系统的闭环传递函数
24. 已知差分方程为
y(k 2) 3y(k 1) 2y(k) 2u(k 1) 3u(k)
试将其用离散状态空间表达式表示，并使驱动函数 u 的系数b(即控制列阵)
为
25.
某机械位移系统，物体在外力
小变动时，系统的动态方程为:
其中为物体质量，为弹性系数，|为外力。 1)求取以 、 为状态变量，以|沱；：|= ■为输入，肚￡|为输出的
状态方程和传递函数；
2)判断参数同，.对系统能控性和能观性有何影响。
26. 考虑以下系统的传递函数：
Y(s) s 6
2
U (s) s 5s 6
试求该系统状态空间表达式的能控标准形和可观测标准形。
27. 考虑下列单输入单输出系统：
y 6y 11y 6y 6u
试求该系统状态空间表达式的对角线标准形。
28. 考虑由下式定义的系统：
x Ax Bu
y Cx
式中
1 2
1
A
B
, C [1 1]
—4 -3
2
试将该系统的状态空间表达式变换为能控标准形。
29. 考虑由下式定义的系统：
x Ax Bu
y Cx
式中
-1 0
1 0
A
1 —
2 0 ,
B 0 ,
C [110]
0 0
3
1
试求其传递函数Y(s)/U(s)。
30.考虑下列矩阵:
的罔作用下产生位移顾I ，当位移卜&微
y(t)= --rW+-yCO in m
现代控制理论试题
现代控制理论试题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
现代控制理论试题 一、名词解释（15分） 1、能控性 2、能观性 3、系统的最小实现 4、渐近稳定性 二、简答题（15分） 1、连续时间线性时不变系统（线性定常连续系统）做线性变换时不改变系 统的那些性质 2、如何判断线性定常系统的能控性如何判断线性定常系统的能观性 3、传递函数矩阵的最小实现A、B、C和D的充要条件是什么 4、对于线性定常系统能够任意配置极点的充要条件是什么 5、线性定常连续系统状态观测器的存在条件是什么 三、计算题（70分） 1、RC 无源网络如图1所示，试列写出其状态方程和输出方程。其中，为系统的输入，选两端的电压为状态变量,两端的电压为状态变量,电压为为系统的输出y。 2、计算下列状态空间描述的传递函数g(s) 图1：RC无源网络 3、求出下列连续时间线性是不变系统的时间离散化状态方程： 其中，采样周期为T=2. 4、求取下列各连续时间线性时不变系统的状态变量解和 5、确定是下列连续时间线性时不变系统联合完全能控和完全能观测得待定参数a的 取值范围： 6、对下列连续时间非线性时不变系统，判断原点平衡状态即是否为大范围渐 近稳定： 7、给定一个单输入单输出连续时间线性时不变系统的传递函数为 试确定一个状态反馈矩阵K，使闭环极点配置为,和。 现代控制理论试题答案 一、概念题 1、何为系统的能控性和能观性 答：（1）对于线性定常连续系统，若存在一分段连续控制向量u(t)，能在有限时间区间[t0,t1]内将系统从初始状态x(t0)转移到任意终端状态x(t1)，那么就称此状态是能控的。 （2）对于线性定常系统，在任意给定的输入u(t)下，能够根据输出量y(t)在有限时间区间[t0,t1]内的测量值，唯一地确定系统在t0时刻的初始状态x(t0 )，就称系统在t0时刻是能观测的。若在任意初始时刻系统都能观测，则称系统是状态完全能观测的，简称能观测的。
(现代控制理论基础课件)试卷3
第 1 页 共 1 页 西 安 科 技 大 学2004—2005 学 年 第2 学 期 期 末 考 试 试 题（卷） 电控 院系： 班级： 姓名： 学号： 装 订 线 装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记 装 订 线 10x =?-?
第 2 页 共 1 页 现代控制理论C 卷答案 2 解：Bode 图略 解得：开环截止频率：)/(1.2s rad c =ω； 相角裕量：)(40rad r ≈ 3 解： 1）系统的传递函数阵为： 2231231))((1 ))()((1 ][)(du a s a s a s a s a s Du B A sI C s G +?? ?? ??-----=+-=- 2）系统的状态结构图，现以图中标记的321,,x x x 为 u 2u 1
第 3 页 共 1 页 4解： 1）列写电枢电压u 为输入，以电流i 和旋转速度n 为输出的状态空间表达式。由于ω.πωn 559260==，可得 dt dn J dt d J 55.9=ω， 22)2(D g G mR J == 式中， m 为一个旋转体上的一个质点的质量，质量m 为该质量的重量G 和重力加速度g 之比，R 和D 分别为旋转体的半径和直径，综合上两 式可推得 dt dn GD dt dn D G dt d J 37548.955.922=???=ω 2）从而可得到电机电枢回路电压平衡和电机运动平衡的一组微分方程式 ???????=+=++i C n K dt dn GD u n C Ri dt di L m b e 3752 式中，摩擦系数55.9/B K b =。选择状态变量n x i x ==21,，则系统得状态空间表达式为 u L x x GD K GD C L C L R x x b m e ????????+??????????? ????? -- -=? ?????01375375212 2 21 ????????????=211001x x y
三年级下册数学概念
三年级数学概念汇总和方法 第一单元除法 1. 三位数除以一位数的笔算： 1、从高位除起，除到哪一位，就把商写在那一位； 2、百位上够除，商就是三位数；百位上不够除，商就是两位数； 3、哪一位有余数，就和后面一位上的数合起来再除； 4、哪一位上不够商1就商0；每次除得的余数要比除数小。 ①三位数除以一位数的笔算：从被除数的最高位百位除起，如果百位数比除数大，商就写在百位上面，然后将百位的余数与十位上的数合起来除以一位数，商写在十位上，最后把余下的数和个位上的数合起来继续除。如果百位上数比除数小，就看被除数的前两位，商写在十位上，然后继续除。三位数除以一位数商可能是三位数、也可能是两位数。 ②商中间有0的除法笔算：按照三位数除以一位数的笔算方法计算。在计算过程中，百位上没有余数，遇到被除数的十位数除以除数不够商1时或十位数是0时，就在十位商0来占位。 ③商末尾有0的除法的笔算方法：在三位数除以一位数的笔算过程中，除到被除数的十位正好没有余数，个位又是0，就不要再除下去，直接在个位商0占位。如果除到被除数的十位正好没有余数，而被除数个位数又比除数小，就在商的个位写0，被除数个位上的数直接落下来做余数。 2. 判断商是几位数？ 如果三位数除以一位数，被除数百位上的数够除，商是三位数。如果被除数百位上的数不够除，商是两位数。 3. 如何验算？除法用乘法来验算。 没有余数时：被除数=商×除数。 有余数时：被除数=商×除数+余数。 4. “0”不能做除数，做除数没有意义； 5. 0除以任何不是0的数都得0。 6. 连续除以两个数=除以这两个数的积。例如120÷15=120÷3÷5 一个数除以两个数的积就等于它连续除以两个数。例如64÷8（2×4）=64÷2÷4=8 7. 口算时要注意： （1）0除以任何不是0的数都得0。 （2）0乘以任何数都得0； （3）0加任何数都得任何数本身； （4）任何数减0都得任何数本身。 8. 验算除法: （1）被除数÷除数=商商×除数=被除数被除数÷商=除数 （2）被除数÷除数=商……余数 商×除数+余数=被除数（被除数—余数）÷商=除数 9. 笔算除法顺序：确定商的位数，试商，检查，验算。 10. 笔算除法时，那一位上不够商1，就添0占位。（最高位不够除，就向后退一位再商。） 除法计算时，记住每一次减得的余数一定要比除数小。23÷5=4…3，这里3叫做余数。余数必须比除数小（余数＜除数）。 计算过程中横式上不能丢掉余数。要养成验算的好习惯。11. [半价出售]（原来的价格÷2=现在的价格） 12. 每次计算三位数除以一位数时要先估计一下商是几位数后再计算，这样估算和笔算结合 可以提高我们计算的正确率。 例如：计算432÷4时先估算：被除数最高位上4等于除数4，商一定是三位数（108）， 如果你计算出432÷4=18你就马上能感觉到这题一定错了。 13. 被除数除以除数商是几，被除数就是除数的几倍，也可以说被除数里有几个除数。 例如：28÷4=7，说明被除数应该是除数7倍。被除数里有 7个除数。 14. 被除数的末尾有0商的末尾不一定有0。 例如：100÷4=25商的末尾就没出现0。被除数中间有0，商的中间不一定有0； 例如：604÷4=151商的中间就没有0。 15. 解决两步连除问题：从问题入手，确定先算什么，再算什么，连除计算时也就是两次连 续的等分，也可以用乘法算出总份数，再求出每份的数量。 16. 数量关系式： 鸡的总只数÷层数=每层的只数书的总本数÷书架的个数=每个书架上书的本数 速度×时间=路程路程÷时间=速度路程÷速度=时间 跳绳的总个数÷几分钟=每分钟跳的个数工作总量÷工作时间=工作效率 打字的个数÷时间=每分钟打字的个数电池的总个数÷每盒电池的个数=盒数 17. 锯木头问题 王叔叔把一根木条锯成4段用12分钟，锯成5段需要多长时间？ 想：锯成4段只用锯3次，也就是锯3次要12分钟，那么可以知道锯一次要：12÷3=4（分 钟）；而锯成5段只用锯4次，所需时间为：4×4=16（分钟） 18. 巧用余数解决问题。 ①（）÷8=6……（），求被除数最大是（），最小是（）。 想：根据除法中“余数一定要比除数小”规则，余数最大应是7，最小应是1。 再由公式：商×除数+余数=被除数，知道被除数最大应是6×8+7=55，最小应是6×8+1=49。 ②少年宫有一串彩灯，按1红，2黄，3绿排列着，请你猜一猜第89个是什么颜色？ 想：彩灯一组为：1+2+3=6（个），照这样下去，89÷6=14（组）……5（个）第89个已经有 像上面的这样6个一组14组，还多余5个；这5个再照1红，2黄，3绿排列下去，第5个 就是绿色的了。 ③加一份和减一份的余数问题。 例1：38个去划船，每条船限坐4个，一共要几条船？ 38÷4=9（条）……2（人）余下的2人也要1条船， 9+1=10条。 答：一共要10条船。 例2：做一件成人衣服要3米布，现在有17米布，能做几件成人衣服？ 17÷3=5（件）……2（米）余下的2米布不能做一件成人衣服 答：能做5件成人衣服。 19. 有余数的除法。 a. 被除数÷除数＝商……余数如：21÷4＝5……1 （余数要比除数小；除数要比余数大。） 被除数＝商×除数＋余数如：21＝4×5＋1 b．包装问题。注意是取少不取多。 如：一束鲜花需要6枝玫瑰、8枝满天星、7枝百合，那33枝玫瑰、26枝满天星、44枝百 合；这些花最多可以扎成几束？ 33÷6＝5（束）……3(枝) 26÷8＝3（束）……2(枝)
华南农业大学现代控制理论期末考试试卷
华南农业大学期末考试试卷（A卷）2007 学年第1 学期考试科目：自动控制原理II 考试类型：闭卷考试时间：120 分钟 学号年级专业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总分得分 评阅人 1、已知下图电路，以电源电压u(t)为输入量，求以电感中的电流和电容中的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻R 2 上的电压为输出量的输出方程。并画出相应的模拟结构图。（10分） 解：（1）由电路原理得： 1 1 2 2 12 1 111 2 22 11 1 11 L L c L L c c L L di R i u u dt L L L di R i u dt L L du i i dt c c =--+ =-+ =- 22 2 R L u R i = 11 22 1 11 1 2 22 1 01 1 00 11 L L L L c c R i i L L L R i i u L L u u c c ?? --?? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ???? ?? =-+?? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ???? ?? ?? - ???? ?????? ?? ?? g g g
[]1222 00L R L c i u R i u ??????=?????????? 2、建立下列输入－输出高阶微分方程的状态空间表达式。（8分） 322y y y y u u u +++=++&&&&&&&&& 解：方法一： 12301233,2,10,1,2,1 a a a b b b b ======= ()001110221120331221300 1301 231201 13121102 b b a b a a b a a a ββββββββββ===-=-?==--=-?-?=-=---=-?--?-?= ()010100111232100x x u y x ?????? ? ?=+-? ? ?? ? ?---????? ?=?& 方法二：
(完整版)新人教版小学三年级数学(下册)概念
小学三年级下册数学知识点 第一单元位置与方向 （北）下（南），左（西）右（东）绘制的。 1、生活中的示意图（如：地图）一般是按：上 2、东→南→西→北，是按（顺时针）方向转。 3、通常所说的八个方向是（东）、（南）、（西）、（北）、（东北）、（东南）、（西北）、（西南）。 4、东与（西）相对，南与（北）相对；东北对（西南），东南对（西北）。 5、判断一个地方在什么方向，先要找到一个为（中心点），再进行判断。 6、判断方向我们一般使用（指南针）或借助（身边的事物）。我国早在两千多年就发明了指四方向的——（司南）。 7、如果你在野外迷了路，可以用这种方法找到方向：早上起来，面向太阳，前面是（东），后面是（西），左面是（北），右面是（南）。 8、典型例题 （1）我们学校的东面有（餐厅），南面有（厕所），西面有（大路），北面有（大门）。（2）今天刮西北风，红旗向（东南）方向飘。燕子到秋天都从（北）方飞往（南）方过冬。（3）在商场东面60米的地方有一个游乐场，请你用标出游乐场的位置。 北 10米商场
（4）看图完成： 1）、从小明家出发，向（北）走100米，再向（东）走50米到超市。超市在小明家的（东北）方向；小明家在超市的（西南）方向。 2）、从小明家出发，向（西）走（100）米，再向（北）走（150）米到医院。医院在小明家的（西北）方向。邮局在小明家的（东南）的方向，两处相距（120）米。 3）、小红家在医院向东150米处，请用“□”标出小红家的位置，小红家的位置正好处于超市向（北）的（50）米处。 4）、从邮局到医院可以怎么走？两地相距多少米？ 120+100+150=370（米） 答：邮局向西北走120米小明家向西走100米，再向北走150米医院。两地相距370米。 5）、小明从家到医院近，还是到超市近？近多少米？ 小明从家到医院：100+150=250（米）小明从家到超市：100+50=150（米） 相差距离：250-150=100（米）答：小明从家到超市近，近100米。 第二单元除数是一位数的除法 1、口算除法的方法：用被除数（最高位）上的数或（前两位）数除以一位数，并记着在商
(完整版)现代控制理论考试卷及答案
西北工业大学考试试题（卷）2008 －2009 学年第2 学期
2009年《现代控制理论》试卷A 评分标准及答案 第一题（10分，每个小题答对1分，答错0分） （1）对 （2）错 （3）对 （4）错 （5）对 （6）对 （7）对 （8）对 （9）对 （10）错 第二题（15分） （1）)(t Φ（7分）：公式正确3分，计算过程及结果正确4分 ? ? ? ???+-+---=-=Φ?? ?? ??????+- +-+- +-+- ++-+=??????-+++=-??? ???+-=------------t t t t t t t t e e e e e e e e A sI L t s s s s s s s s s s s s A sI s s A sI 22221 11 2222}){()(22112 21221112112 213)2)(1(1 )(321 （2） 状态方程有两种解法（8分）：公式正确4分，计算过程及结果正确4分 ??????-+-+-=????? ???????+-+++-+++-++??????+--=??????????? ???????++-++++-=-+-=??????---+-=????? ?+--+??? ???+--=??????-Φ+Φ=------------------------------??t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t e e te e e te s s s s s s L e e e e t x t x s s s s s L x A sI L t x s BU A sI x A sI s X e e t e e t d e e e e e e e e e t x t x d t Bu x t t x 222 21 22212 21111122)(02222210 2344}2414)1(42212)1(4 {2)()(} )2()1(4) 2()1()3(2{)}0(){()() ()()0()()(2)34()14(22222)()()()()0()()(或者 ττ τττττττ 第三题（15分，答案不唯一，这里仅给出可控标准型的结果） （1） 系统动态方程（3分） []x y u x x 0010 1003201 00010=???? ??????+??????????--=&
现代控制理论基础试卷及答案
现代控制理论基础考试题 西北工业大学考试题（A卷） （考试时间120分钟） 学院：专业：姓名：学号： ) 一．填空题（共27分，每空分） 1.现代控制理论基础的系统分析包括___________和___________。 2._______是系统松弛时，输出量、输入量的拉普拉斯变换之比。 3.线性定常系统齐次状态方程是指系统___________时的状态方程。 4.推导离散化系统方程时在被控对象上串接一个开关，该开关以T为周期进 行开和关。这个开关称为_______。 5.离散系统的能______和能______是有条件的等价。 6.在所有可能的实现中，维数最小的实现称为最小实现，也称为__________。 7.构造一个与系统状态x有关的标量函数V(x, t)来表征系统的广义能量， V(x, t)称为___________。8." 9.单输入-单输出线性定常系统，其BIBO稳定的充要条件是传递函数的所有 极点具有______。 10.控制系统的综合目的在于通过系统的综合保证系统稳定，有满意的 _________、_________和较强的_________。 11.所谓系统镇定问题就是一个李亚普诺夫意义下非渐近稳定的系统通过引入_______，以实现系统在李亚普诺夫意义下渐近稳定的问题。 12.实际的物理系统中，控制向量总是受到限制的，只能在r维控制空间中某一个控制域内取值，这个控制域称为_______。 13._________和_________是两个相并行的求解最优控制问题的重要方法。二．判断题（共20分，每空2分） 1.一个系统，状态变量的数目和选取都是惟一的。（×） 2.传递函数矩阵的描述与状态变量选择无关。（√） 3.状态方程是矩阵代数方程，输出方程是矩阵微分方程。（×） 4.对于任意的初始状态) ( t x和输入向量)(t u，系统状态方程的解存在并且惟一。（√） 5.（ 6.传递函数矩阵也能描述系统方程中能控不能观测部分的特性。（×） 7.BIBO 稳定的系统是平衡状态渐近稳定。（×）
新人教版三年级下册数学概念
小学三年级下册数学概念 第一单元位置与方向 1、口诀要牢记:上北下南,左西右东。 2、东与西相对,南与北相对。(东北对西南,东南对西北) 东→南→西→北,就是按顺时针方向转。 3、地图通常就是按上北下南,左西右东绘制的。一共有8个方向: 东、南、西、北、东北、东南、西北与西南。南与北相对, 东与西相对,西北与东南相对,东北与西南相对。 4、知道其中一个方向,可以通过顺时针方向按东、南、西、北的顺序确定其它 的方向。 5、判断一个地方在什么方向,先要找到一个物体为观察点,再进行判断。 6、判断方向我们一般使用:指南针与借助身边的事物。我国早在两千多年就发明了指示方向的——司南。 第二单元除数就是一位数的除法 1、口算时要注意: (1)0除以任何数(0除外)都等于0; (2)0乘以任何数都得0; (3)0加任何数都得原数; （4）任何数减0都得原数。 （5）整十、整百数除以一位数的口算,先用0前面的数除以一位数,再瞧被除数的末尾有几个0,就在得数的末尾加上几个0、 2、验算除法: (1) 被除数÷除数=商 (2)被除数÷除数=商……余数 商×除数=被除数商×除数+余数=被除数 被除数÷商=除数 (被除数—余数)÷商=除数
3、笔算除法的顺序:确定商的位数,试商,检查,验算。 4、笔算除法时,那一位上不够商1,就用0占位。(最高位不够除,就向后退一位 写商。) 5、计算除法时,记住每一次减得的余数一定要比除数小。 第三单元统计 1、有两组或两组以上统计项目的统计表,叫做复式统计表。 2、复式统计表的优点就是更有利于数据的观察、比较与分析。 3、复式统计表的制作步骤:1、确定统计表的名称。2、确定统计表的行列内容与行 数、列数。3、制作表头(一般分为三栏)。4、填写数 据并核对。 第四单元两位数乘两位数 1、口算乘法:整十、整百的数相乘,先把0前面数字相乘,再瞧两个因数一共有几个0,就 在结果后面添上几个0。比如:30×500=15000 可以这样想,3×5=15,两个因数一共有3个0,在所得结果15后面添上3个0就得到30×500=15000 2、笔算乘法:先把第一个因数同第二个因数个位上的数相乘,再与第二个因数十位……上 的数相乘。 3、几个个特殊数:25×4=100 , 125×8=1000 25×8=200 , 125×4=500 4、相关公式:因数×因数=积积÷因数=另一个因数 第五单元面积 1、物体的表面或封闭图形的大小,就就是它们的面积。围成一个图形的所有边长的总与叫周长。 2.比较两个图形面积的大小,要用统一的面积单位来测量。 3.常用的面积单位有平方厘米(cm2)平方分米(dm2)平方米(m2)。 ①边长1厘米的正方形,面积就是1平方厘米; ②边长1分米的正方形,面积就是1平方分米。 ③边长1米的正方形,面积就是1平方米。 4.长方形的面积=长×宽正方形的面积=边长×边长 长方形的周长=(长+宽)×2 正方形的周长=边长×４ 已知面积求长:长=面积÷宽已知面积求边长:边长=面积开平方 已知面积求宽:宽=面积÷长已知周长求边长:边长=周长÷４ 已知周长求长:长=周长÷２-宽
现代控制理论试题及答案 研究生现代控制工程试卷
现代控制理论试题及答案 一、（10分）考虑如图的质量弹簧系统。其中，m 为运动物体的质量，k 为弹簧的弹性系数，h 为阻尼器的阻尼系数，f 为系统所受外力。取物体位移为状态变量x 1，速度为状态变量x 2，并取位移为系统输出y ，外力为系统输入u ，试建立系统的状态空间表达式。 解 f ma =……………………………….……1分 令位移变量为x 1，速度变量为x 2，外力为输入u ，有 122u kx kx mx --=&………………………………2分 于是有 12x x =&………………………………..……………1分 2121 k h x x x u m m m =- -+&……….….……………….2分 再令位移为系统的输出y ，有 1y x =…………………………….……….1分 写成状态空间表达式，即矩阵形式，有 11 220101x x u k h x x m m m ???? ????????=+???? ????--?? ?????? &&………..……………..2分 []1210x y x ?? =???? ……………………..……….……….2分 二、（8分）矩阵A 是22?的常数矩阵，关于系统的状态方程式=&x Ax ，有 1(0)1??=??-??x 时，22t t e e --??=??-??x ；2(0)1?? =??-??x 时，2t t e e --??=??-?? x 。 试确定状态转移矩阵(,0)t Φ和矩阵A 。 解 因为系统的零输入响应是 ()(,0)(0)t t =x x Φ……………..……….……….2分 所以
221(,0)1t t e t e --????=????--???? Φ，22(,0)1t t e t e --???? =????--????Φ 将它们综合起来，得 22122(,0)11t t t t e e t e e ----???? =????---?? ??Φ……………….……….2分 1 22222222122(,0)11122112222t t t t t t t t t t t t t t t t e e t e e e e e e e e e e e e e e -----------------???? =????----?? ??--????=????--??????--=??--?? Φ …………….……….2分 而状态转移矩阵的性质可知，状态转移矩阵0(,)t t Φ满足微分方程 ()()00,,d t t t t dt =A ΦΦ 和初始条件 ()00,t t =I Φ 因此代入初始时间00t =可得矩阵A 为： 01000 22220 (,)(,) 222424t t t t t t t t t t t d t t t t dt e e e e e e e e -==--------=?? =??????-+-+=??-+-+??A ΦΦ…………….……….1分 0213?? =?? --?? …………………………………….……….1分 三、（10分）（1）设系统为 ()()()011, (0)011a t t u t x b -?????? =+=?????? -?????? &x x 试求出在输入为(0)u t t =≥时系统的状态响应（7分）。 (2)已知系统[]011, 11341u y ???? =+=-?? ??-???? &x x x ，写出其对偶系统（3分）。 解 （1）
人教版小学三年级下册数学知识点总结
三年级下册数学知识点 第一单元位置与方向 1、东与西相对，南与北相对，按顺时针方向转：东→南→西→ 北。东南与西北相对， 西南与东北相对。 2、地图上通常是按照（上北下南，左西右东）来绘制的。 3、生活中的方位知识： ① 北斗星永远在北方。 ② 影子与太阳的方向相对的。如太阳在东，影子在西。 ③ 早上太阳从东方升起，中午太阳不在正头顶，而是在头顶 偏南方一些（我国的情况是这样），傍晚太阳从西方落下。 ④ 风向与物体倾斜的方向相反。（刮风时树朝风向相反的 方向弯，如刮北风时，树叶朝南方摆动） ⑤树叶茂密情况：南茂盛北稀疏。 树木年轮：南疏北密。（因为我们中国在北半球，太阳升起 到落下的整个过程中都会偏南方一些，所以通常一棵树的南面 比北面接受阳光要多些，南面的树叶就长得比较好（茂盛），树径生长较快，年轮就较宽(稀疏)，北面接受阳光相对较少，树叶长得稀疏，而树径生长较慢，年轮就较窄（密））。 ⑥指南针的一端永远指向北，另一端永远指向南。 ⑦ 大雁每年秋天要从北方飞向南方过冬。 4、我国早在两千多年就发明了指示方向的仪器——司南。 5、谁在谁的什么方向，以第二个谁为观察点或中心点来进行判 断。 如图，小华在小海的（）面，以小海为中心画个“十”字 架来判断。 小海在小华的（）面，以小华为中心画个“十”字架来判断。 谁的什么方向是谁，就是以第一个谁为中心点来进行判断。如图，小红的（）方是小海，（）方是小明，都是以小红为中心。 第二单元除数是一位数的除法 1、口算时要注意： （1）0 除以任何不是 0 的数都等于 0； （2）0 乘以任何数都得 0； （3）0 加任何数都得任何数本身； （4）任何数减0都得任何数本身。 （5）任何数乘以1或除以1都得任何数本身； （6）0不能作除数。 2、只要是平均分就用(除法)计算。
现代控制理论试题(详细答案)
现代控制理论试题B 卷及答案 一、1 系统[]210,01021x x u y x ? ??? =+=????-???? 能控的状态变量个数是cvcvx ，能观测的状态变量个数是。 2试从高阶微分方程385y y y u ++= 求得系统的状态方程和输出方程（4分/个） 解 1． 能控的状态变量个数是2，能观测的状态变量个数是1。状态变量个数是2。…..（4分） 2．选取状态变量1x y =，2x y = ，3x y = ，可得 …..….…….（1分） 12233131 835x x x x x x x u y x ===--+= …..….…….（1分） 写成 010*********x x u ???? ????=+????????--???? …..….…….（1分） []100y x = …..….…….（1分） 二、1给出线性定常系统(1)()(),()()x k Ax k Bu k y k Cx k +=+=能控的定义。 （3分） 2已知系统[]210 020,011003x x y x ?? ??==?? ??-?? ，判定该系统是否完 全能观？(5分)
解 1．答：若存在控制向量序列(),(1),,(1)u k u k u k N ++- ，时系统从第 k 步的状态()x k 开始，在第N 步达到零状态，即()0x N =，其中N 是大于 0的有限数，那么就称此系统在第k 步上是能控的。若对每一个k ，系统的所有状态都是能控的，就称系统是状态完全能控的，简称能控。…..….…….（3分） 2. [][]320300020012 110-=?? ?? ? ?????-=CA ………..……….（1分） [][]940300020012 3202=?? ?? ? ?????--=CA ……..……….（1分） ???? ? ?????-=??????????=940320110 2CA CA C U O ………………..……….（1分） rank 2O U n =<，所以该系统不完全能观……..….……. （2分） 三、已知系统1、2的传递函数分别为 2122211 (),()3232 s s g s g s s s s s -+==++-+ 求两系统串联后系统的最小实现。（8分） 解 112(1)(1)11 ()()()(1)(2)(1)(2)4 s s s s g s g s g s s s s s s -+++== ?=++--- …..….……. （5分） 最小实现为
现代控制理论试题
现代控制理论试题 一、名词解释（15分） 1、能控性 2、能观性 3、系统的最小实现 4、渐近稳定性 二、简答题（15分） 1、连续时间线性时不变系统（线性定常连续系统）做线性变换时不改变系统的那些性 质？ 2、如何判断线性定常系统的能控性？如何判断线性定常系统的能观性？ 3、传递函数矩阵错误！未找到引用源。的最小实现A、B、C和D的充要条件是什么？ 4、对于线性定常系统能够任意配置极点的充要条件是什么？ 5、线性定常连续系统状态观测器的存在条件是什么？ 三、计算题（70分） 1、RC无源网络如图1所示，试列写出其状态方程和输出方程。其中，错误！未找到引用源。为系统的输入，选错误！未找到引用源。两端的电压为状态变量错误！未找到引用源。,错误！未找到引用源。两端的电压为状态变量错误！未找到引用源。,电压错误！未找到引用源。为为系统的输出y。 图1：RC无源网络 2、计算下列状态空间描述的传递函数g(s) 3、求出下列连续时间线性是不变系统的时间离散化状态方程： 其中，采样周期为T=2. 4、求取下列各连续时间线性时不变系统的状态变量解错误！未找到引用源。和错误！ 未找到引用源。
5、确定是下列连续时间线性时不变系统联合完全能控和完全能观测得待定参数a的 取值范围： 6、对下列连续时间非线性时不变系统，判断原点平衡状态即错误！未找到引用源。是 否为大范围渐近稳定： 7、给定一个单输入单输出连续时间线性时不变系统的传递函数为 试确定一个状态反馈矩阵K，使闭环极点配置为错误！未找到引用源。,错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。。
现代控制理论试题答案 一、概念题 1、何为系统的能控性和能观性？ 答：（1）对于线性定常连续系统，若存在一分段连续控制向量u(t)，能在有限时间区间[t0,t1]内将系统从初始状态x(t0)转移到任意终端状态x(t1)，那么就称此状态是能控的。 （2）对于线性定常系统，在任意给定的输入u(t)下，能够根据输出量y(t)在有限时间区间[t0,t1]内的测量值，唯一地确定系统在t0时刻的初始状态x(t0 )，就称系统在t0时刻是能观测的。若在任意初始时刻系统都能观测，则称系统是状态完全能观测的，简称能观测的。 2、何为系统的最小实现？ 答：由传递函数矩阵或相应的脉冲响应来建立系统的状态空间表达式的工作，称为实现问题。在所有可能的实现中，维数最小的实现称为最小实现。 3、何为系统的渐近稳定性？ 答：若错误！未找到引用源。在时刻错误！未找到引用源。为李雅普若夫意义下的稳定，且存在不依赖于错误！未找到引用源。的实数错误！未找到引用源。和任意给定的初始状态错误！未找到引用源。，使得错误！未找到引用源。时，有错误！未找到引用源。，则称错误！未找到引用源。为李雅普若夫意义下的渐近稳定 二、简答题 1、连续时间线性时不变系统（线性定常连续系统）做线性变换时不改变系统的那些性 质？ 答：系统做线性变换后，不改变系统的能控性、能观性，系统特征值不变、传递函数不变 2、如何判断线性定常系统的能控性？如何判断线性定常系统的能观性？ 答：方法1：对n维线性定常连续系统，则系统的状态完全能控性的充分必要条件为：错误！未找到引用源。。 方法2：如果线性定常系统的系统矩阵A具有互不相同的特征值，则系统能控的充要条件是，系统经线性非奇异变换后A阵变换成对角标准形，且错误！未找到引用源。不包含元素全为0的行 线性定常连续系统状态完全能观测的充分必要条件是能观性矩阵错误！未找到引用源。满秩。即：错误！未找到引用源。 3、传递函数矩阵错误！未找到引用源。的最小实现A、B、C和D的充要条件是什么？
现代控制理论期末试卷
一、（10分，每小题1分） 1、任一线性连续定常系统的系统矩阵均可对角形化。(×) 2、对SISO 线性连续定常系统，传递函数存在零极点对消，则系统一定不能观且不能控制。(×) 3、对线性连续定常系统，非奇异变换后的系统特征值不变。(√) 4、对于线性连续定常系统的最小实现是唯一的。(×) 5、稳定性问题是相对于某个平衡状态而言的。(√) 6、Lyapunov 第二法只给出了判定稳定性的充分条件。(√) 7、对于SISO 线性连续定常系统，状态反馈后形成的闭环系统零点与原系统一样。(√) 8、对于一个系统，只能选取一组状态变量。(×) 9、对于一个n 维的线性定常连续系统，若其完全能观，则利用状态观测器实现的状态反馈闭环系统是2n 维的。(√) 10、对线性定常系统，其Lyapunov 意义下的渐近稳定性和矩阵特征值都具有负实部是一致的。(√) 二（10分，每小题5分） （1）简述平衡状态及平衡点的定义。 （2）简述状态方程解的意义。 解：（1）状态空间中状态变量的导数向量为零向量的点。由平衡状态在状态空间中所确定的点称之为平衡点。 （2）线性连续定常系统状态方程的解由两部分组成，一部分是由初始状态所引起的自由运动即零输入响应，第二部分是由输入所引起的系统强迫运动，与输入有关称为零状态响应。 三、（10分）考虑如图的质量弹簧系统。其中，m 为运动物体的质量，k 为弹簧的弹性系数，h 为阻尼器的阻尼系数，f 为系统所受外力。取物体位移为状态变量x 1，速度为状态变量x 2，并取位移为系统输出y ，外力为系统输入u ，试建立系统的状态空间表达式。 解： f ma =……………………………….……1分 令位移变量为x 1，速度变量为x 2，外力为输入u ，有 122u kx kx mx --=………………………………2分 于是有 12x x =………………………………..……………1分 2121k h x x x u m m m =--+……….….……………….2分 再令位移为系统的输出y ，有
《现代控制理论基础》考试题B卷及答案
一．（本题满分10分） 请写出如图所示电路当开关闭合后系统的状态方程和输出方程。其中状态变量的设置如图所示，系统的输出变量为流经电感2L 的电流强度。 【解答】根据基尔霍夫定律得： 1113222332 1L x Rx x u L x Rx x Cx x x ++=?? +=??+=? 改写为1 13111 22 322 312 11111R x x x u L L L R x x x L L x x x C C ? =--+?? ?=-+???=-?? ，输出方程为2y x = 写成矩阵形式为
[]11 111222 2 331231011000110010R L L x x L R x x u L L x x C C x y x x ??? --???????????????? ???????=-+???? ??????? ??????????????? ? ???-?????? ? ? ??? ?? ?=??? ?????? 二．（本题满分10分） 单输入单输出离散时间系统的差分方程为 (2)5(1)3()(1)2()y k y k y k r k r k ++++=++ 回答下列问题： （1）求系统的脉冲传递函数； （2）分析系统的稳定性； （3）取状态变量为1()()x k y k =，21()(1)()x k x k r k =+-，求系统的状态空间表达式； （4）分析系统的状态能观性。 【解答】 （1）在零初始条件下进行z 变换有： ()()253()2()z z Y z z R z ++=+ 系统的脉冲传递函数： 2()2 ()53 Y z z R z z z +=++ （2）系统的特征方程为 2()530D z z z =++= 特征根为1 4.3z =-，20.7z =-，11z >，所以离散系统不稳定。 （3）由1()()x k y k =，21()(1)()x k x k r k =+-，可以得到 21(1)(2)(1)(2)(1)x k x k r k y k r k +=+-+=+-+ 由已知得 (2)(1)2()5(1)3()y k r k r k y k y k +-+=-+-112()5(1)3()r k x k x k =-+- []212()5()()3()r k x k r k x k =-+-123()5()3()x k x k r k =--- 于是有： 212(1)3()5()3()x k x k x k r k +=--- 又因为 12(1)()()x k x k r k +=+ 所以状态空间表达式为
三年级下册数学概念总结(完整版)
三年级下册数学知识点总结(完整版) 第一单元：《位置与方向》 （一）认识东、南、西、北与东北、东南、西北、西南八个方向。 【1】确定方向（或约定方向）的方法： ①.早上太阳升起的方向是东方；②.傍晚太阳落下的地方是西方；③.指南针所指的方向是北方；④.北斗星所指的方向是北方；⑤.一般情况下，地图（或图纸上）规定向上为北。 【2】根据确定一个方向后，按“上北下南、左西右东”“或南北相对，东西相对” 绘制“十字叉”，确定其它七个方向。（P3【1】） 知道：南←→北，西←→东；西北←→东南，东北←→西南这些方向是相对的。 【3】绘制简单示意图的方法：先确定好观察点【观察点就是我们所站在的位置的地方】，把选好的观察点画在平面图的中心位置，再确定好各物体相对于观察点的方向。在纸上按“上北下南、左西右东”绘制“十字叉”，用箭头“↑”标出北方（没有特别说明时，一般向上为北）。（P4【2】） 【4】看懂地图。先要确定好自己所处的位置，以自己所处的位置为中心，再根据“上北下南；左西右东”的规律来确定目的地和周围事物所处的方向：谁在谁的什么方向等。 如①：“甲在乙的……方”，是指：以乙为观察点，也就是以乙所处的位置为中心，再根据“上北下南，左西右东”的规律绘制出“十字叉”，来确定甲的方向和周围事物所处的方向. （P5【3】、7【3】） 如②：“甲的……方是……”，是指：以甲为观察点，也就是以甲所处的位置为中心，再根据“上北下南，左西右东”的规律绘制出“十字叉”，来确定甲的什么方向的事物. （二）看简单的路线图描述行走路线。 【1】【看简单路线图的方法】：先要确定好自己所处的位置，以自己所处的位置为中心，再根据“上北下南；左西右东”的规律绘制出“十字叉”来确定目的地和周围事物所处的方向，最后根据目的地的方向和路程确定所要行走的路线。（P8【4】）
现代控制理论试卷答案与解析
现代控制理论试卷作业 一．图为R-L-C 电路，设u 为控制量，电感L 上的支路电流 11121222121212010Y x U R R R R Y x R R R R R R ????????????=+????????-????+++???????? 和电容C 上的电压2x 为状态变量，电容C 上的电压2x 为输出量，试求：网络的状态方程和输出方程（注意指明参考 方向）。 解：此电路没有纯电容回路，也没有纯电感电路，因有两个储能元件，故有独立变量。 以电感L 上的电流和电容两端的电压为状态变量，即令：12,L c i x u x ==，由基尔霍夫电压定律可得电压方程为： 从上述两式可解出1x ?，2x ? ，即可得到状态空间表达式如下： ??????21y y =????????++-211212110R R R R R R R ??????21x x +u R R R ????????+2120 二、考虑下列系统： （a ）给出这个系统状态变量的实现； （b ）可以选出参数K （或a ）的某个值，使得这个实现或者丧失能控性，或者丧失能观性，或者同时消失。 解：（a ）模拟结构图如下： 则可得系统的状态空间表达式： （b ） 因为 3023A -??=??? 0013 k k a -??-??-? 110b ????=?????? 所以：当1a =时，该系统不能控；当1a ≠时，该系统能控。 又因为：[2C = 1 ]0 所以：当0k =或1a =时，该系统不能观；当0k ≠且1a ≠时，该系统能观。 综上可知：当1a =时或0k =且1a =时，该系统既不能控也不能观。 三、已知系统. Ax x =?的状态转移矩阵为： （1）试确定矩阵A ，并验证At e 确为上式。
现代控制理论考试卷及答案
西北工业大学考试试题（卷） 2008 －2009 学年第2 学期 ? 2? 设系统的传递函数为
[y b =21x x kx =-- · @
} 2009年《现代控制理论》试卷A 评分标准及答案 第一题（10分，每个小题答对1分，答错0分） （1）对 （2）错 （3）对 （4）错 （5）对 （6）对 （7）对 （8）对 （9）对 （10）错 第二题（15分） （1）)(t Φ（7分）：公式正确3分，计算过程及结果正确4分 ? ? ? ???+-+---=-=Φ?? ?? ??????+- +-+-+-+- ++-+=??????-+++=-? ?? ???+-=------------t t t t t t t t e e e e e e e e A sI L t s s s s s s s s s s s s A sI s s A sI 22221 11 2222}){()(22112 2 1221112112213)2)(1(1 )(321 （2） 状态方程有两种解法（8分）：公式正确4分，计算过程及结果正确4分 ??????-+-+-=????? ???????+-+++-+++-++??????+--=??????????? ???????++-++++-=-+-=??????---+-=????? ?+--+??? ???+--=??????-Φ+Φ=------------------------------??t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t e e te e e te s s s s s s L e e e e t x t x s s s s s L x A sI L t x s BU A sI x A sI s X e e t e e t d e e e e e e e e e t x t x d t Bu x t t x 222 21 22212 21111122)(02222210 2344}2414)1(42212)1(4 {2)()(} )2()1(4) 2()1()3(2{)}0(){()() ()()0()()(2)34()14(22222)()()()()0()()(或者 ττ τττττττ *