现代控制理论基础题库

1、现代控制理论基础题库（带答案）现代控制理论基础题库1、已知某系统的传递函数为：，以下状态空间描述正确的是C）30T)2X41匕J012、A、控制理论的发展阶段为（A）D、经典控制理论、2100021X00021001。132现代控制理论和鲁棒控制理论y=1913血B、经典控制理论、现代控制理论C、经典控制理论、鲁棒控制理论D、现代控制理论3、下面关于线性定常系统的非奇异线性变换说法错误的是C）A、对于线性定常系统，非奇异线性变换不改变系统的传递函数矩阵B、对于线性定常系统，非奇异线性变换不改变系统的特征多项式C、对于线性定常系统，非奇异线性变换不改变系统的状态空间描述D、对于线性定常系统，非奇

2、异线性变换不改变系统的特征值4、状态方程是什么方程（B）A、高阶微分方程B、一阶微分方程C、代数方程D、高阶差分方程5、现代控制理论在整个控制理论发展中起到了什么作用？AA、承上启下B、总结C、开拓D、引领6、能完全描述系统动态行为的数学模型是（B）A、差分方程B、状态空间表达式C、微分方程D、传递函数7、输出方程是（C）A、一阶微分方程B、高阶微分方程C、代数方程D、高阶差分方程&若某一系统的状态空间描述为：（单选）则与其对应的传递函数为（B）9、以下叙述错误的是(C)A、系统的状态空间模型包括状态方程和输出方程B、状态空间模型不仅可以描述时不变系统，还可以描述时变系统C、一个给定的系统只存

3、在一组动态方程D、状态空间模型存在多种等效的标准型10、以下叙述正确的是（A）A、状态空间模型（A,B,C）的极点等于矩阵A的特征根B、状态空间模型中，系统的输出是由微分方程决定的C、如果系统存在多个状态，则系统可建立对角矩阵形式的状态空间模型D、给定系统的状态微分方程，总能够求出状态的数学表达式。11、某弹簧-质量-阻尼器机械位移系统如下图所示，图中，K为弹簧的弹性系数，M为质量块的质量，f为阻尼器的阻尼系数，y为质量块M的位移，也是系统的输出量。为建立其状态空间表达式，以下状态变量的选择方式正确的是D）（单选）二、X-K;yQ乩nfF.K-fPC、xi_f.a._y白12、某单输入-单输出

4、系统的状态空间模型为（D）歼皿）U怜则该系统的极点为：A、1，3B、-1，3C、1，-3D、-1，-313、线性定常系统的状态解析表达式中包含ABCA、初始状态B、状态转移矩阵C、输入D、过去时刻的状态14、现代控制理论已经应用在哪些领域ABCDA、倒立摆稳定控制B、工业领域C、航天航空领域D、机器人控制15、哪些内容是现代控制理论的知识体系？ABCDA、系统辨识B、线性系统C、最优估计D、最优控制16、以下哪些条件下，状态变量可以描述系统的未来响应ABDA、给定当前状态B、给定输入C、给定输出D、给定动态方程17、状态方程是唯一的（错）18、系统状态空间模型中的状态变量可能没有实际物理意义（

5、对）19、具有互不相同的极点的系统总能够化成对角线标准型（对）20、时变控制系统是指一个或多个系统参数会随时间变化的系统。（对）21、状态方程可以是2阶或n阶的（错）22、状态空间模型只能用来描述单输入单输出的线性系统（错）23、线性系统理论属于现代控制理论的知识体系中数学模型部分。（对）24、时域是指数学模型以时间尺度t为基本变量来描述系统及其响应（对）25、描述某一系统的状态空间表达式是唯一的（错）26、对于一个给定的传递函数（传递函数矩阵），其状态空间表达式不唯一的原因是状态变量的选取不唯一（对27、状态方程中不含有输入变量的一阶导数（对）28、由一个状态空间表达式可以确定唯一一个传递函

6、数矩阵（对）29、传递函数描述的是单输入单输出的外部描述模型（对）30U知系统传送函数为.画山该系统的状蛊变社图（计算）33、(计算)31.（计算）e己u系统撫輕尸小、2+6S+8彌角型Q烘妇*卢右X.心*K關碱牡俳:;阳;卜Kgi32、（计算X观统做吩万時龙十3i21=其中为输入,丁为输出。试选収一组状态变氐写出系统的动态方仏I.讹购遷汴肚4TIxH朋JX，沐榊叫汁：；:妗M雄尸心讥0_2-1Uy=001巧1Q(57stowHs场c-sFSTr人、-25+GS例22系统状态方程为IT(/C)3.*6“妙矿g33、(计算)33、(计算)，_严-J一V式中(/)=!(/)为单位貉跃函数，求方程的

7、解，解此系统的状态转移矩阵在例么1中已求得为r2严一c_”0(/)=0=L-2c“十2c2fA(r)=oo)|(OTZe-_eL-c心(0,一1一2e-z+2ccr+2cJ-r:(0)J肚、_cWF_c2(/-r)可01JoL2e-Cl+2水mb_e*uT，+2广咖：W上式第一项，即转移项为f(22r一e2/)r；(0)-(e一c-2i)r?(C)=1(-2f+2e-2)g(0)一(-k十2c-2/)z:CO).上式第二项，阖受控项为33、(计算)33、(计算)故I1甘一严)(3)+(L一2严曲0)十(三_L+豆严.(一虫“+2eTg(0)+(L+2亡一“)比3)+(-带)$12.4已知定常离

8、散时间茶统的伏蕊方程恂2+处4：+曲上式中给定初媳状态为出=:33、(计算)以及,1时泄=h试丹邃代法求解用4儿驛別用式C2.7),f4盘=GXQ)+Wir(O)-0r1+T0一0.1G一uK-l-_4.84-(2)=GV【L)+WhCU=or-屯p3J2.X-i).G1-ul,81JL】-0.84.X(3)=GXC2)+/fut2)三rx.)ir1-az刖丄疋-1显然迭代法茨得贰是一亍孑苑解，而不是-个封闭诉。例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性例25用Z变换法求例24的状态方程的状态转移矩阵及解状态方程为X(k1)=GX-1一1以Y)=1d=G,l,2)0(小=G)U先

9、计算(讨一GL：21!0.16z+11X+2+0.16=(z4-0.2)(2一0.3)Q/_G)7H+10.16(工+02)+08)仗十02)(z+0.S)一0.162&+02；心408)4十02)+0.8)41553333s+0.22+C.8；+02+O.fiX814333.3(c+O.2)U+C.8)Lz+11LZ例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性考虑到所以oa)=g=z】3-G)%j(s+0.2)_lz+D.E0.8/s3h+02|(-0.SY|-0.2)*-y(-o.&)7-1lirrolirm3(r+0.8

10、/J例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性目为“：)=：所以=三丁，则zX(0；+Hg=例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性例41.考察如下系统的能控性根据弍(28),得X(z)=(一GL抹(0)+HUG)=442注(n+02)Qt必)G二n(”+缈)=o+oj)d+j.s)a-1】17_22,256!9谊z-0.2t43.BHz3417.66*9亠A-十18*III“l-0.2二+08：因此(0莎十晋(一08+垮“X=学一0.2/一甲(一0.8T十吉显然,Z浚换法求得的是

11、封用托式的解析解将怡=023代人X).所得结果与前例一解显然a=CAB=02_1一210一4119a2b=0丄10一1J丄1-5.所以TOC o 1-5 h z2-1沪a=肌4肌AZBJ=010111-5Jrankgfc=3例42试判断线性定常系统21325rankABA2H=rank11211一10L一2一4是否具有能控性二解该系统的能控性矩阵的秩为44=4.2rank1LC例43试乳断线性定當系统2-rVrlcr丫2|=010+01-t3-C3.ec_遅否具有能控性。解计算该系统的能控性矩阵的秩即rank：45：-：A*4-1三何nk04故谏泵统具有能控性.0例46系筑的动力学方程为LJ6

12、-11c0U.1.Fl51试判期能观测性D显然C45i：01101C4-45叮|001=_6_71L亠6-!1-6J0(T0=6713001=65一1一_6-11-6J能观涪性矩筈为*0Qi中第二列减去芻一列败筹干第三列所以例47系统的动力学方崔是0试确定系统的能观测性。解显然皿:聲能观側性矩年为nC11-1o.1L:2一1JlA.一一21-不难看岀它的秩力2,所以系统是能观浏的Q0J7l(4)_皿)+(I申一.1.r1iL-wU)0-20o9a1例4.11系统的状态方程为l曲Q+l)OjL1JLr3(A-b1)J试判定系统的状态能控性。解亂然T1U(Tr厂=10GH02-21.);JXLLIt1仇1.11J厶1I0L-111“13旳此QWGHgH=0.1rank/:GH3钾4”12J0_1勺r01*GH=oliG：H=01卫0J0J2