先进控制技术试卷A答案.doc

系 专业 班 姓名 学号 装 订线 系 专业 班 姓名 学号 装 订线南阳理工学院电子与电气工程系20092010学年第一学期期末考试卷课程名称 先进控制技术 试卷编号 A 考试方式 开卷 满分分值 100分 题 号一二三四总 分得 分得 分评卷人一、填空题（每空1分，共10分）。1、系统的输出是指能从外部量测到的来自系统的 信息 。2、动态方程包括状态方程和 输出 方程。3、性能指标J是个 标 量。4、从训练的角度而言，神经网络可分为有监督训练与 无监督训练 。5、若某系统处在最优控制下，则其性能指标取 极 值。6、神经网络的训练是应用一系列输入向量，通过预先确定的过程（算法）调整 网络的权值 来实现的。7、线性系统在t0时刻可控的充要条件是该系统的可控的格拉姆矩阵为 非奇异 矩阵。8、状态变量是确定动力学系统状态的 最小 一组变量。9、若在系统的状态空间表达式中，f和g均是 线性函数 ，则称系统为线性系统。10、状态调节器的基本任务是：当系统状态偏离系统平衡状态时，寻求一个控制，在消耗能量不大的条件下使状态向量的各分量 趋于零 。得分评卷人二、选择题（每题3分，共15分）。11、若系统能从 转移到，则下列说法正确的 ( B )。A、 为t0时刻可达； B、 为t0时刻可控；C、 为t0时刻可观； D、 为t0时刻可构。12、关于神经网络的特性，下列说法错误的是（ D ）。A、自学习能力； B、容错能力； C、并行处理能力； D、以上说法都不对。13、关于知识表示方法应该有的性质，下列说法错误的是（ D ）。A、表达充分B、推理有效C、有效获取知识 D、便于记忆。14、关于最优控制，下列说法正确的是（ C ）。A、控制过程中所用时间最少； B、控制过程能量消耗最少； C、性能指标取极值 ； D、以上说法都不对。15、关于设计模型参考自适应控制系统核心问题，下列说法正确的是( B ) 。A、 选择好参考模型； B、 如何设计好自适应调整率；C、 A和B都正确； D、 以上说法都不对。得 分评卷人三、简答题（每题10分，共50分）。16、动态规划的核心思想是什么？答：动态规划法的核心思想是多步决策过程的最优决策序列具有这样的性质，不论过程的初始阶段，初始状态与初始决策如何，把前一决策所形成的阶段与状态作为初始条件来考虑，余下的决策对余下的过程而言，必须构成最优决策序列。 系 专业 班 姓名 学号 装 订线17、简述神经网络有监督训练的过程。答：监督训练的范例要求每一输入向量与表示所需输出的目标向量配对。通常训练一种网络要求许多这样配对的训练范例。当训练时，使用训练范例的输入向量，计算网络的输出向量，再与训练范例的目标向量比较，如存在差错，再用算法向差错减小的方向改变网络权值。逐个使用训练范例集中的范例，计算差错，调整权值，直至整个训练范例集的差错达到可接受为止。18、试比较输出反馈与状态反馈的优缺点。答：输出反馈是从输出到输入的反馈。施加输出反馈后，系统的可控性不变。状态反馈是从状态到输入的反馈。施加状态反馈后，系统的可控性和可观性均不改变。由于输出仅是状态的线性组合，即状态反馈通常比输出反馈含有更充分的反馈信息，所以尽管状态反馈在实现上比输出反馈困难，但绝大多数基于现代控制理论的系统设计任意状态反馈为主要内容。19、下图为模型参考自适应控制系统图，请简述其工作原理参考模型实际被控对象 反馈控制 自适应机构参数自适应可调系统扰动扰动xm e x u r 信号综合自适应模型参考自适应控制系统答：当参考输入r(t)同时加到系统和参考模型的入口时，由于对象的初始参数未知，控制器的初始参数不会调整的很好。因此，系统的输出响应x(t)在初始运行时与模型的输出响应xm(t)也不会完全一致，结果产生偏差信号e(t),由e(t)驱动自适应机构，产生适当的调节作用，直接改变控制器的参数，从而使系统输出x(t)逐渐逼近模型输出xm(t)，直到x(t) =xm(t)，e(t)=0为止。当e(t)=0后，自适应参数调整过程就自动停止了。 系 专业 班 姓名 学号 装 订线20、什么是迈耶尔问题，什么是拉格朗日问题和博尔扎问题？答：性能指标的一般形式为：式中第一项为终值性能指标，它表示在控制过程终了时，对系统状态变量终值的某些要求。式中的第二项为积分性能指标，它表示在控制过程中，对状态变量和控制量的某些要求和限制。在经典变分法中，对性能指标同时具有上述两项时，称为博尔扎问题；性能指标仅有第一项组成时，称为马耶尔问题；性能指标仅有第二项组成时，称为拉格朗日问题。得 分评卷人四、分析计算题（21题15分，22题10分，共25分）。 21、设泛函为边界条件x(1)=1,x(4)=4。求J为极值时的最优轨迹x*(t).解：被积函数 应用欧拉方程故有 解得 依边界条件 解得 c1=-4, c2=5最优轨迹 这是一条双曲线。22、用动态规划中的逆推解法求解问题，满足。解：设状态变量为s1, s2, s3, s4,并记s1=c； 决策变量x1, x2, x3,。s4 最优值函数fk(sk)：从第k阶段到第三阶段所得到的最大值s2s1 x3s3x2x1设s1=c，s2= s1-