现代控制考试题及答案

现代控制考试题及答案

单项选择题（每题2分，共10题）1.状态空间表达式中的状态变量个数等于（）A.输入变量个数B.输出变量个数C.系统阶数D.以上都不对2.线性定常系统的状态转移矩阵满足（）A.Φ(0)=IB.Φ(t1+t2)=Φ(t1)Φ(t2)C.以上都是D.以上都不是3.系统的能控性取决于（）A.系统矩阵B.输入矩阵C.系统矩阵和输入矩阵D.输出矩阵4.能观性的对偶原理是（）A.能控性与能观性对偶B.状态方程与输出方程对偶C.系统矩阵与输出矩阵对偶D.输入矩阵与输出矩阵对偶5.线性二次型最优控制问题中，性能指标是（）A.状态变量的二次型函数B.输入变量的二次型函数C.状态变量和输入变量的二次型函数D.输出变量的二次型函数6.极点配置的目的是（）A.改善系统稳定性B.改善系统动态性能C.以上都是D.以上都不是7.反馈控制系统的传递函数取决于（）A.开环传递函数B.反馈结构C.开环传递函数和反馈结构D.输入信号8.系统的传递函数矩阵是（）A.输出拉氏变换与输入拉氏变换之比B.状态拉氏变换与输入拉氏变换之比C.输出拉氏变换与状态拉氏变换之比D.以上都不对9.离散系统的状态方程是（）A.差分方程B.微分方程C.代数方程D.积分方程10.采样周期的选择应考虑（）A.系统性能B.计算量C.以上都是D.以上都不是答案：1.C2.C3.C4.A5.C6.C7.C8.A9.A10.C多项选择题（每题2分，共10题）1.状态空间表达式包含（）A.状态方程B.输出方程C.传递函数D.特征方程2.系统的能控标准型有（）A.能控规范型B.能观规范型C.对角线型D.Jordan型3.能观性判据有（）A.秩判据B.PBH判据C.能观性矩阵D.特征方程4.线性二次型最优控制中，加权矩阵有（）A.QB.RC.PD.I5.极点配置的方法有（）A.状态反馈B.输出反馈C.动态补偿D.前馈补偿6.反馈控制系统的优点有（）A.提高系统性能B.抑制干扰C.改善稳定性D.增加复杂性7.系统的传递函数矩阵的性质有（）A.线性B.时不变性C.可逆性D.对称性8.离散系统的特点有（）A.采样保持B.信号离散化C.差分方程描述D.连续系统特性9.采样定理的内容有（）A.采样频率大于两倍信号最高频率B.采样频率小于两倍信号最高频率C.可无失真恢复信号D.不可无失真恢复信号10.数字控制器的设计方法有（）A.直接设计法B.间接设计法C.状态空间设计法D.频率响应设计法答案：1.AB2.A3.ABC4.ABC5.ABC6.ABC7.AB8.ABC9.AC10.ABCD判断题（每题2分，共10题）1.状态空间表达式唯一确定系统动态特性。（）2.能控性和能观性是系统的固有特性。（）3.线性二次型最优控制中，Q矩阵必须正定。（）4.极点配置可任意配置系统极点。（）5.反馈控制系统一定能提高系统性能。（）6.传递函数矩阵与系统状态空间表达式无关。（）7.离散系统的稳定性与采样周期无关。（）8.采样定理适用于所有信号。（）9.数字控制器设计必须考虑实时性。（）10.系统的能控性和能观性相互独立。（）答案：1.√2.√3.√4.×5.×6.×7.×8.×9.√10.×简答题（总4题，每题5分）1.简述状态空间表达式的优点。能直观描述系统动态，便于分析系统特性，可处理多输入多输出系统，利于计算机求解。2.说明能控性的定义。若存在无约束的输入，能在有限时间内使系统从任意初始状态转移到任意期望状态，则系统能控。3.简述极点配置的基本思想。通过反馈控制改变系统极点位置，以满足系统性能指标要求。4.说出采样定理的重要性。保证采样后信号能无失真恢复原连续信号，是离散系统分析和设计的基础。讨论题（总4题，每题5分）1.讨论能控性与能观性在系统分析中的作用。能控性判断系统能否被控制到期望状态，能观性判断能否通过输出观测状态，对系统设计、分析稳定性和性能有重要意义。2.在实际应用中，如何选择合适的采样周期？结合系统性能和计算量考虑。采样周期影响系统性能，过小计算量大，过大可能失真。需根据系统特性、响应速度等综合确定，兼顾性能与计算成本。3.谈谈线性二次型最优控制的应用场景。常用于飞