2012-10现代控制技术基础-历年真题
现代控制技术考试必考的问答题
现代控制理论研究的对象不再局限于单变量的，线性的，常定的，连续的系 统，而扩展为多变量的，非线性的，时变的，离散的系统。现代控制理论以线性 代数和微分方程为主要数学工具，以状态空间法为基础，分析和设计控制系统。 所谓状态空间法，本质上是一种时域分析方法，它不仅描述了系统的外部特性， 而且揭示了系统的内部状态和性能。 现代控制理论分析和综合系统的目标是在揭 示其内在规律的基础上， 实现系统在某种意义上的控制理论的主要内容包括如下五个分支：线性 系统理论、建模和系统辨识、最优滤波理论、最优控制、自适应控制。 二、最优控制理论的方法： 现代控制理论的方法本质是一种时域方法， 它是建立在状态变量描述方法基 础上的，它着眼于系统的状态，能更完全的表达系统的动力学性质，在解决最优 控制问题中，极大值原理和贝尔曼动态规划是最重要的两种方法。 三、分析比较指标泛函与经典控制理论的性能指标： 性能指标在数学上成为泛函， 经典控制理论中的性能指标一般为最大超调量、 阻尼比、幅值裕度和相位裕度等。 现代控制理论的二次型指标泛函的意义：花费尽量少的控制能量，使系统的 输出尽可能地跟随期望输出变化。常见的二次型性能指标分两类：线性调节器和 线性伺服器。 假定状态方程： x(t ) A(t ) x(t ) B(t )u (t ) ， x(t0 ) x0 寻求最优控制 u(t ) ，使性能指标达到极小值
二十，经典控制与现代控制理论的区别 经典控制理论是以传递函数为基础的一种控制理论， 系统的设计是建立在某 种近似或试探的基础上，控制对象一般是单输入单输出、线性定常系统、分析方 法是频域特性分析法， 根轨迹分析法， 采用的控制策略有 PID 控制、 反馈控制等， 这种控制理论不能实现最优控制。 现代控制理论是建立在状态空间上的一种控制方法， 控制的数学模型一般是 状态方程，系统的的分析与设计是精确的，控制对象可以使单输入单输出、多输 入多输出、线性定常系统、非线性定常系统、连续控制系统、离散或数字控制系 统，采用的控制策略有状态反馈、输出反馈、极点配置等，这种控制理论可以实 现最优控制。 二十一，建立数学模型的方法 即对具体的对象， 应用相应的数学和物理的原理以及定律， 列写对象满足的 物理方程， 选取合适的状态变量和输出变量，将对象的物理方程转化为状态空间 表达式的标准形式。 二十二，自适应控制定义以及分类 （1）、定义：自适应控制的基本思想，是通过在线辨识或某种算法使这种 不确定或变化的影响逐渐降低以至消除，它修正控制器自己的特性，以适应对象 和扰动的动态特性变化。 其研究对象是具有一定程度不确定性的系统，能够修正 自身特性以适应对象和扰动变化的控制器称为自适应控制器， 自适应控制是主动去适应这些系统或环境的变化,而其它控制方法是被动地、 以不变应万变地靠系统本身设计时所考虑的稳定性裕量或鲁棒性克服或降低这 些变化所带来的对系统稳定性和性能指标的影响 (2）、分类：典型的自适应控制包括模型参考自适应控制和自校正控制 二十三、 典型的自适应控制包括模型参考自适应控制 MARC 和自校正控制 STC (1）、自校正控制 STC——用递推辨识算法辨识系统参数，然后根据系统运 行指标来确定调节器或控制器参数； 自校正控制系统与其它自适应控制系统的区 别为其有一显性进行系统辨识和控制器参数计算 (或设计)的环节这一显著特征； 一般情况下自校正控制仅适用于离散随机控制系统， 在有些情况下也可用于混合 自适应控制系统。
《控制工程基础》题集
《控制工程基础》题集一、选择题（每题5分，共50分）1.在控制系统中，被控对象是指：A. 控制器B. 被控制的设备或过程C. 执行器D. 传感器2.下列哪一项不是开环控制系统的特点？A. 结构简单B. 成本低C. 精度低D. 抗干扰能力强3.PID控制器中的“I”代表：A. 比例B. 积分C. 微分D. 增益4.下列哪种控制系统属于线性定常系统？A. 系统参数随时间变化的系统B. 系统输出与输入成正比的系统C. 系统输出与输入的平方成正比的系统D. 系统参数随温度变化的系统5.在阶跃响应中，上升时间是指：A. 输出从0上升到稳态值的时间B. 输出从10%上升到90%稳态值所需的时间C. 输出从5%上升到95%稳态值所需的时间D. 输出达到稳态值的时间6.下列哪种方法常用于控制系统的稳定性分析？A. 时域分析法B. 频域分析法C. 代数法D. A和B都是7.在频率响应中，相位裕度是指：A. 系统增益裕度对应的相位角B. 系统相位角为-180°时的增益裕度C. 系统开环频率响应相角曲线穿越-180°线时的增益与实际增益之差D. 系统闭环频率响应相角曲线穿越-180°线时的增益8.下列哪种控制策略常用于高精度位置控制？A. PID控制B. 前馈控制C. 反馈控制D. 最优控制9.在控制系统的设计中，鲁棒性是指：A. 系统对参数变化的敏感性B. 系统对外部干扰的抵抗能力C. 系统的稳定性D. 系统的快速性10.下列哪项不是现代控制理论的特点？A. 基于状态空间描述B. 主要研究单变量系统C. 适用于非线性系统D. 适用于时变系统二、填空题（每题5分，共50分）1.控制系统的基本组成包括控制器、和。
2.在PID控制中，比例作用主要用于提高系统的______，积分作用主要用于消除系统的______，微分作用主要用于改善系统的______。
3.线性系统的传递函数一般形式为G(s) = ______ / ______。
现代控制技术基础习题集和答案解析
《现代控制技术基础》一、单选题1. 自动控制系统按输入量变化与否来分类，可分为（ A ）A 、随动系统与自动调整系统B 、线性系统与非线性系统C 、连续系统与离散系统D 、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统2. 自动控制系统按系统中信号的特点来分类，可分为（ C ）A 、随动系统与自动调整系统B 、线性系统与非线性系统C 、连续系统与离散系统D 、单输入－单输出系统与多输入－多输出系统3. 普通机床的自动加工过程是（ C ）A 、闭环控制B 、伺服控制C 、开环控制D 、离散控制4. 形成反馈的测量元器件的精度对闭环控制系统的精度影响（ B）A 、等于零B 、很大C 、很小D 、可以忽略5. 自动控制系统需要分析的问题主要有（ A ）A 、稳定性、稳态响应、暂态响应B 、很大C 、很小D 、可以忽略6. 对积分环节进行比例负反馈，则变为（ D ）A 、比例环节B 、微分环节C 、比例积分环节D 、惯性环节7. 惯性环节的传递函数是（ A ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(8. 比例环节的传递函数是（ B ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(9. 微分环节的传递函数是（ D ）A 、1)(+=Ts Ks G B 、K s G =)(C 、Ts s G 1)(=D 、Ts s G =)(10. 积分环节的传递函数是（ C ）A 、1)(+=Ts K s G B 、K s G =)( C 、Ts s G 1)(= D 、Ts s G =)(11. 对于物理可实现系统，传递函数分子最高阶次m 与分母最高阶次n 应保持（ C ）A 、n m <B 、n m >C 、n m ≤D 、n m ≥12. f （t ）=0.5t +1，则L [f （t ）]=（ B ）A 、s s 15.02+ B 、s s 1212+C 、25.0sD 、s s +22113. f （t ）=2t +1，则L [f （t ）]=（ B ）A 、s s 122+B 、s s 122+C 、22sD 、s s +22114. 通常把反馈信号与偏差信号的拉普拉斯变换式之比，定义为（ C ）A 、闭环传递函数B 、前向通道传递函数C 、开环传递函数D 、误差传递函数15. 在闭环控制中，把从系统输入到系统输出的传递函数称为（ A ）A 、闭环传递函数B 、前向通道传递函数C 、开环传递函数D 、误差传递函数16. 单位脉冲信号的拉氏变换为（ B ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 317. 单位阶跃信号的拉氏变换为（ A ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 318. 单位斜坡信号的拉氏变换为（ C ）A 、L [1(t )]=1/sB 、L [δ(t )]=1C 、L [t •1(t )]=1/s 2D 、L [t 2/2]=1/s 319. 对于稳定的系统，时间响应中的暂态分量随时间增长趋于（ D ）A 、1B 、无穷大C 、稳态值D 、零20. 当稳定系统达到稳态后，稳态响应的期望值与实际值之间的误差，称为（B ）A 、扰动误差B 、稳态误差C 、暂态误差D 、给定偏差21. 对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取2％时，调整时间为（ A ）A 、t s =4τB 、t s =3τC 、t s =2τD 、t s =τ22. 对一阶系统的单位阶跃响应，当误差范围取5％时，调整时间为（ B ）A 、t s =4τB 、t s =3τC 、t s =2τD 、t s =τ23. 根据线性定常系统稳定的充要条件，必须全部位于s 平面左半部的为系统全部的（ C ）A 、零点B 、临界点C 、极点D 、零点和极点24. 对二阶系统当10<<ξ时，其为（ B ）A 、过阻尼系统B 、欠阻尼系统C 、零阻尼系统D 、临界阻尼系统25. 根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素（A ） A 、符号改变的次数B 、为负值的个数C 、为正值的个数D 、为零的次数26. 根据劳斯稳定判据，系统具有正实部极点的个数应等于劳斯表中第1列元素（B ） A 、符号改变的次数 B 、为负值的个数C 、为正值的个数D 、为零的次数27. 典型二阶系统的开环传递函数为（ C ）A 、阻尼振荡角频率B 、阻尼特性C 、时间常数D 、无阻尼固有频率28. 时间常数T 的大小反映了一阶系统的（ A ）A 、惯性的大小B 、输入量的大小C 、输出量的大小D 、准确性29. 典型二阶系统的特征方程为（ C ）A 、022=+s s n ξωB 、0222=++n n s ωξωC 、0222=++n n s s ωξωD 、022=++n n s s ωξω30. 调整时间t s 表示系统暂态响应持续的时间，从总体上反映系统的（ C ）A 、稳态误差B 、瞬态过程的平稳性C 、快速性D 、阻尼特性31. 伯德图低频段渐近线是34dB 的水平直线，传递函数是（ A ）A 、1250+sB 、5500+sC 、s 50D 、225s32. 过40=c ω且斜率为-20dB/dec 的频率特性是（ C ）A 、4040+ωj B 、)40(40+ωωj jC 、)101.0(40+ωωj jD 、)101.0(402+-ωωj33. 在ω＝10 rad/s 处，相角滞后90° 的传递函数是（ D ）A 、1020+s B 、20500+sC 、11010502++s sD 、11.001.0502++s s34. 放大器的对数增益为14dB ，其增益K 为（ B ）A 、2B 、5C 、10D 、5035. 过40=c ω且斜率为-40dB/dec 的频率特性是（ D ）A 、4040+ωj B 、)40(40+ωωj jC 、)101.0(40+ωωj jD 、)101.0(16002+-ωωj36. 下列传递函数中不是．．最小相位系统的是（ C ）A 、1020+s B 、20500+-sC 、156502--s sD 、451502+++s s s37. 伯德图低频段渐近线是20dB 的水平直线，传递函数是（ D）A 、12100+sB 、5500+sC 、250+s D 、110+s38. 在ω＝20 rad/s 处，相角滞后45° 的传递函数是（ B ）A 、1220+sB 、20500+sC 、12050+s D 、110+s39. 系统的截止频率愈大，则（ B ）A 、对高频噪声滤除性能愈好B 、上升时间愈小C 、快速性愈差D 、稳态误差愈小40. 进行频率特性分析时，对系统的输入信号为（ B ）A 、阶跃信号B 、正弦信号C 、脉冲信号D 、速度信号41. 积分环节的相角为（ A ）A 、-90ºB 、90ºC 、-180ºD 、180º42. 系统开环奈氏曲线与负实轴相交时的频率称为（ B ）A 、幅值交界频率B 、相位交界频率C 、幅值裕量D 、相位裕量43. 在具有相同幅频特性的情况下，相角变化范围最小的是（ C ）A 、快速响应系统B 、非最小相位系统C 、最小相位系统D 、高精度控制系统44. 微分环节的相角为（ B ）A 、-90ºB 、90ºC 、-180ºD 、180º45. 系统开环奈氏曲线与单位圆相交时的频率称为（ A ）A 、幅值交界频率B 、相位交界频率C 、幅值裕量D 、相位裕量46. 串联校正装置11)(21++=sT s T s G c ，若其为滞后校正，则应该（ B ）A 、T 1>T 2B 、T 1<T 2C 、T 1=T 2D 、T 1≠T 247. 若在系统的前向通路上串联比例－微分（PD ）校正装置，可使（ A） A 、相位超前 B 、相位滞后C 、相位不变D 、快速性变差48. 硬反馈指的是反馈校正装置的主体是（ C ）A 、积分环节B 、惯性环节C 、比例环节D 、微分环节49. 串联校正装置11)(21++=s T s T s G c ，若其为超前校正，则应该（ B ）A 、T 1>T 2B 、T 1<T 2C 、T 1=T 2D 、T 1≠T 250. 若在系统的前向通路上串联比例－积分（PI ）校正装置，可使（ B ）A 、相位超前B 、相位滞后C 、相位不变D 、快速性变好51. 软反馈指的是反馈校正装置的主体是（ D ）A 、积分环节B 、惯性环节C 、比例环节D 、微分环节52. 校正装置的传递函数是101.011.0++s s ，该校正是（ A ） A 、比例微分校正 B 、近似比例积分校正C 、比例积分校正D 、比例积分微分校正53. 比例－积分（PI ）校正能够改善系统的（ C ）A 、快速性B 、动态性能C 、稳态性能D 、相对稳定性54. 硬反馈在系统的动态和稳态过程中都起（ D ）A 、超前校正作用B 、滞后校正作用C 、滞后－超前校正作用D 、反馈校正作用55. PD 校正器又称为（ B ）A 、比例－积分校正B 、比例－微分校正C 、微分－积分校正D 、比例－微分－积分校正56. 闭环采样系统的稳定的充分必要条件为：系统特征方程的所有根均在Z 平面的（ D ）A 、左半平面B 、右半平面C 、单位圆外D 、单位圆内57. 采样控制系统中增加的特殊部件是（ A ）A 、采样开关和采样信号保持器B 、采样开关和模数转换器C 、采样信号保持器和数模转换器D 、采样开关和信号发生器58. 采样系统的闭环脉冲传递函数的极点位于单位圆内的正实轴上，则其暂态分量（ B ）A 、为衰减振荡函数B 、按指数规律衰减C 、是发散的D 、衰减越慢59. 单位阶跃函数的Z 变换是（ C ）A 、1B 、z 1C 、1-z zD 、zz 1- 60. 采样信号保持器的作用是将采样信号恢复为（ A ）A 、连续信号B 、离散信号C 、输出信号D 、偏差信号61. 采样系统的闭环脉冲传递函数的极点位于单位圆内的负实轴上，则其暂态分量（ A ）A 、为衰减振荡函数B 、按指数规律衰减C 、是发散的D 、衰减越慢62. 单位脉冲函数的Z 变换是（ A ）A 、1B 、z 1C 、1-z zD 、zz 1- 63. 采样控制系统的闭环脉冲传递函数的极点距z 平面坐标原点越近，则衰减速度（ B ）A 、越慢B 、越快C 、变化越慢D 、变化越快64. 为了使采样控制系统具有比较满意的暂态响应性能，闭环极点最好分布在（ D ）A 、单位圆外的左半部B 、单位圆外的右半部C 、单位圆内的左半部D 、单位圆内的右半部65. 在工程实际中，为了保证采样过程有足够的精确度，常取ωs 为（ C ）A 、2～4ωmaxB 、3～5ωmaxC 、5～10ωmaxD 、8～12ωmax66. 状态变量描述法不仅能反映系统输入和输出的关系，而且还能提供系统（ D ）A 、全部变量的信息B 、外部各个变量的信息C 、线性关系D 、内部各个变量的信息67. 能观标准型的系统矩阵是能控标准型系统矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵68. 约当标准型的系统矩阵是对角线阵，对角线元素依次为（ C ）A 、零点B 、开环极点C 、系统特征根D 、各部分分式的系数69. 在现代控制理论中采用的状态变量描述法，又称为（ D ）A 、全部变量描述法B 、外部描述法C 、线性描述法D 、内部描述法70. 能观标准型的控制矩阵是能控标准型输出矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵71. 线性定常系统状态能控的充分必要条件是，其能控性矩阵的（ B ）A 、行数为nB 、秩为nC 、列数为nD 、行列式值为n72. 系统状态变量的个数等于系统（ C ）A 、全部变量的个数B 、外部变量的个数C 、独立变量的个数D 、内部变量的个数73. 能观标准型的输出矩阵是能控标准型控制矩阵的（ C ）A 、对称矩阵B 、逆阵C 、转置D 、单位阵74. 线性定常系统状态完全能观的充分和必要条件是，其能观性矩阵的（ B ）A 、行数为nB 、秩为nC 、列数为nD 、行列式值为n75. 一个状态变量为n 维的单输入，单输出系统，下面说法正确的是（ A ）A 、系数阵A 为n ×n 维B 、控制阵B 为1×n 维C 、输出阵C 为n ×1维D 、A ，B ，C 三个阵均为n ×n 维二、计算题76. 求如图所示系统的微分方程，图中x(t)为输入位移，y(t)为输出位移。
智能控制技术复习题课后答案
一、填空题1．智能控制是一门新兴的学科，它具有非常广泛的应用领域，例如、、和。
1、交叉学科在机器人控制中的应用在过程控制中的应用飞行器控制2．传统控制包括和。
2、经典反馈控制现代理论控制3．一个理想的智能控制系统应具备的基本功能是、、和。
3 、学习功能适应功能自组织功能优化能力4．智能控制中的三元论指的是：、和。
4、运筹学，人工智能，自动控制5．近年来，进化论、、和等各门学科的发展给智能控制注入了巨大的活力，并由此产生了各种智能控制方法。
5、神经网络模糊数学专家系统6．智能控制方法比传统的控制方法更能适应对象的、和。
6、时变性非线性不确定性7．傅京逊首次提出智能控制的概念，并归纳出的3种类型智能控制系统是、和。
7、人作为控制器的控制系统、人机结合作为控制器的控制系统、无人参与的自主控制系统8、智能控制主要解决传统控制难以解决的复杂系统的控制问题，其研究的对象具备的3个特点为、和。
8、不确定性、高度的非线性、复杂的任务要求9．智能控制系统的主要类型有、、、、和。
9、分级递阶控制系统，专家控制系统，神经控制系统，模糊控制系统，学习控制系统，集成或者（复合）混合控制系统10．智能控制的不确定性的模型包括两类：(1) ；(2) 。
10、(1)模型未知或知之甚少；(2)模型的结构和参数可能在很大范围内变化。
11．控制论的三要素是：信息、反馈和控制。
12．建立一个实用的专家系统的步骤包括三个方面的设计，它们分别是、和。
知识库的设计推理机的设计人机接口的设计13．专家系统的核心组成部分为和。
知识库、推理机14．专家系统中的知识库包括了3类知识，它们分别为、、和。
判断性规则控制性规则数据15．专家系统的推理机可采用的3种推理方式为推理、和推理。
15、正向推理、反向推理和双向推理16．根据专家控制器在控制系统中的功能，其可分为和。
16、直接型专家控制器、间接型专家控制器17．普通集合可用 函数表示,模糊集合可用 函数表示。
现代控制理论基础(习题)
现代控制理论基础（习题）1-4. 两输入1u 、2u ，两输出1y 、2y 的系统，其模拟结构图如下所示，试求其状态空间表达式和传递函数阵。
解：状态方程111220312135133442423x a x a x a x b u x x x a x a x a x b u xx x =---+⎧⎪=⎨=---+⎪=+⎩输出方程为{1224y xy x ==整理有1261125342001000000001100001000001a a a b u x x u a a a b y x ⎧---⎛⎫⎛⎫⎪⎪ ⎪⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=+ ⎪⎪ ⎪ ⎪---⎪⎝⎭⎪ ⎪⎨⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎛⎫⎪= ⎪⎪⎝⎭⎩求传函：1121126153420010000()()00010000001001000000010001100b G s sI A b s a a a b s a s a a b s --⎛⎫ ⎪⎛⎫ ⎪=-⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭+⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪-⎛⎫ ⎪ ⎪=⎪⎪ ⎪+⎝⎭⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭125342616122234534213415622346242260100det()det 001100(1)(1)det 0(1)det 1101()()()()s a a a s sI A a s a a s a a s a a s a a s a s a a s s a s s a a a a a s s a s a a s a s a a sa s a +++⎛⎫ ⎪- ⎪-= ⎪+ ⎪--⎝⎭+⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪=-⋅-⋅++-⋅⋅+ ⎪ ⎪⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭=+-++++++-=+432222346241313441564221313562414232446()()()()a s a a a a s a a s a a s a s a a s a a s s a a s a a a a a a s a a a a s a a a a -+++++++-=+++-+++++-121223141243()b a b a G s b a b a ⎛⎫= ⎪⎝⎭322134a s a s a s =++ 4153(1)a a s a=-+ 236a a s =- 243126a s a s a a =++- 213141622511321222621()det()(1)b s a b s a b a b s G s sI A a b s b a b s a b s a b a b ⎛⎫++-= ⎪--+++-⎝⎭1-5. 系统的动态特性由下列微分方程描述（1）5732y y y y u u +++=+（2）57332y y y y u u u +++=++列写其相应的状态空间表达式，并画出相应的模拟结构图。
现代控制理论试题(详细答案)-现控题目
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，能观测的状态变量个数是cvcvx 。
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）12233131835x 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(),()3232s s g s g s s s s s -+==++-+求两系统串联后系统的最小实现。
现代流体控制技术复习题(2016)概要
一、基础知识（填空题和简答题）1、 液压伺服控制系统有哪些元件组成？（P4）2、、按照液压动力元件控制方式，液压伺服系统可分为哪两类？各自特点是什么？（P5）3、什么叫液压放大元件？液压放大元件的总类？（P8）4、按照预开口形式划分，滑阀可分为哪几种形式？（P9）5、什么是滑阀的静态特性？ 有几种表达方式？（P10）6、阀的三个系数对液压伺服系统的性能有何影响？如何选定阀系数?（P14）7、理想零开口四边滑阀和实际滑阀的零位阀系数有何差别？（P16）8、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？（P22）9、滑阀、喷嘴挡板阀、射流管阀分别有哪些优缺点？（P82） 9、什么是液压动力机构？（P40） 10、如何提高液压固有频率？（P49）11、液压弹簧刚度定义，如何理解液压弹簧刚度是一种动态刚度？（P49） 12、负载类型对液压动力元件的传递函数的影响？（P40） 13、液压阻尼比与哪几个因素有关？（P50）14、何谓负载特性？满足什么条件才算最佳匹配？（P63） 15、液压缸流量连续性方程？（P41）16、电液伺服阀的传递函数可以简化为哪几种形式？（P114） 17、未加校正的液压位置伺服系统有什么特点？ （P124） 19、画BODE 图说明电液速度系统为什么需要校正？（P130） 20、零开口四边滑阀的最大输出功率？（P26）21、液压伺服系统的恒压油源有哪几种形式？（P158） 22、请简要说明每句程序的作用，写在程序之后。
num=[1]; den=[0.01,10]; 定义系数 sys=tf(num,den); 传递函数 bode(sys) 画伯德图sys1=feedback(sys,1) 负反馈形成闭环 step(sys1) 求阶跃响应二、计算题1、零开口四边滑阀的零位阀系数P39，习题一1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3d=810m ⨯，径向间隙-6c r =510m ⨯，供油压力5s p =7010a P ⨯，采用10号航空液压油在40C 。
03206现代控制技术基础
四川省2012年10月高等教冇门学考试现代控制技术基础试卷(课程代码03206)本试卷共贡.满分分！考试时间分钟.一.单项选择fi (本大K 共20小題，每小題1分・共20分) 衽每小题列出的四个备选项中只有一个是睜合題目姜求的， ««其代码填写在題后的括号内.《选、多选或未选均无分.1. 形甌怏的测W 元、器件的帖度对闭环控制系统的粘度影响A. ?!「•零 C.很小2. 门动控制系统需耍分析的问题上耍仃A.稳定性、吃态响应、背态响应 C.总定件、快速件、fill;3. / (/)=力4|.刚上|/") 1=A ・ 0.55=+-5B. }iiA-【)•吋W 忽略B.快速件.连级:件•常态响应 D.准确件・tiil ＞稳态响应C. 0・5”D ・ _ + S2f4. 微分环W 的传递諂数圧A.伽 C. G(M7(ru5. 通第把输;川；；兮A/偏签倍号的抑淬拉斯空瓠?式ZL 匕定义为D ・ 伽KG($) •A.询向通道传递幣& R.闭环传递曲数C.幵坏U •递旳数D.祝苏传递函数 6. 单.位斜坡C ：号的拉氏变换为A ・ II 1(/)1= IAC Zlz- I")卜血B ・歸叭”円 D.15・ 对••阶系统当Ov/v 1时・梵力I1A.过阳尼系统 B 欠阻尼系统C ・零阻尼系统D. 牆界阴尼系统根《5芳斯憶定刘据.系统n 仃疋实部极点的个数应等丁唠斯我中第1列元索rA.符号A 变的次数 B, 为负ffi 的个数1JC-为正值的个数D 为*的次《们徳国低频段渐近线丿亡20dB 的水平n 线. 传递曲数是[J100500A. ----------B-2x1$+5d 5010C.—— 0.■? + 2 £+10)=20 rad/s 处・相角滞病45。
的传递函数址 I120500A, -------B.25+1 5+205010C. -------- !>20v + 1 A-+1系统的截止倾率竝大，則[1A.对ffl 频咙声滤除性能愈好B. 1:开时间虫小C.快速性愆茶D. 直态茶愈小fe 止装?i 的传递函数是° Z •该校止是(10.0k+1A.比例锻分校直B. 近似比例积分微分校止C.比例枳分校止|》・比例枳分微分校止比例一枳分＜pn 校止睫^^改善系统的[1A.快速性B. 动态性能C.椅态性葩D. IH 对税定性峽反饿在系统的动态和稳态过榨中都起I]A.趙询校疋作川D. 滞斤校lEfUljC.滞后一趙河fell 出用 D ・反锻校疋作川单位脉冲函数的Z 变换是[IA ・1B ・1 S4*Z-IC. *DZ- 127. 8. 9. 10. IL 13. 14. 2四川自考 wMfw. tfiikao. coft复ts 总分24.25- 刪矽械卷瞬的忆坏脉冲传逆函数的扱点匹Z 平® M 标廉点越近•则克碱速度A.越煨B ・赵快 C.变化越囊 D.变化越快17为了使采样控制系统乩有比牧済S 的暂念响应性能・闭坏楼点绘好分布在19. 能观标准S 的锭出矩阵是能控标推空控制矩殊的\对称矩:阵B.逆薜 U 痕I 〉.单他莓 20. 线性定常系统状态完仝能规的充分和必要条件思，R 能观性矩阵的A.行数为HB.秩为《C.列数为"D •行列成值为并二 多项选择题（本大题共5小题，每小题2分.共10分） 衽毎小題列出的五个备选项中至少有两个a 符合题目要求 轨 请将其代码填写在题后的捂号内.错选、多选.少选 或未选均无分，用状态模型描述控制系绫时，会选乳的M 题是 A. ^21定性B.快速性 D. ff&观性E.准确性2单位関外的左宇部C.单位10内的左孑部 IX 系统状态变堆的个致等P 系统A-全祁变柚的个数C.独*变址的个数ir !D. 单付関夕'的右丫部单付脚内的右•丫部 外讯变垃的个数内部变a 的个数 21. 0立口动控制系统的数啓模別的方法有 A.疑小•乘法B-机浬分析法 □.微小強#法E.干扰分析広22. -阶系统抜照阻尼比的不同戟值分为A.等阴尼状态 D ・临男阻尼状态 常用的馥域性旋指标右A.蔵止频率和带邀D.軒損赖率反協校止的主2?方式有A.比例税分校lE D ・无源校疋C.实验辨识法23. B. E. B,欠祖尼状态 零爼尼状态 [C-过:爼尼状态C.B.比例5®枝也 E ・仃裸检疋C. 微分反饺校止C. 能控性三、简答题（本大题共3小题，每小题6分，共18分）26.什么是系统的传逆凶数？系统的传递函数和输入信号令无关系?27.面述线件系统稳定的充分必要条件。
现代控制理论习题集及解答（后两部分）
2
16（北航2002） 已知两个系统S1和S2的状态方程及输出方程分别为：
S1 :
X1
=
⎡0 ⎢⎣−3
1⎤ −4⎥⎦
X1
+
⎡0⎤ ⎢⎣1⎥⎦
u1
y1 = [1
−1] X 1
S2 : x2 = −2x2 + u2 y2 = x2 若两个系统按串联方式连接： u1 S1 y1, u2 S2 y2
（1）求串联系统S的状态方程及输出方程;
+
⎡0⎤ ⎢⎣1⎥⎦
u1
,
y1 = [1
−1] X1
显然状态完全能控（思考为什么？）
∵
⎡C ⎤ ⎢⎣CA⎥⎦
=
⎡2 ⎢⎣−3
1⎤ −2⎥⎦
满秩，故状态完全能观测。
系统S2 ： x2 = −2x2 + u2 , y2 = x2
状态完全能控且状态完全能观测。
⎡0 1 −4⎤
系统S ： ∵ ⎡⎣B
AB
A2B⎤⎦ = ⎢⎢1
⎢⎣ 1 0 −1⎥⎦ ⎢⎣1⎥⎦
y = [1 1 0]x
⎡c⎤
⎡1 1 0⎤
解：
rank
⎢ ⎢
cA
⎥ ⎥
=
rank
⎢⎢−1
−3
−1⎥⎥ = 3 = n
⎢⎣cA2 ⎥⎦
⎢⎣ 0 5 0 ⎥⎦
⎡2 0 0⎤ (2)x = ⎢⎢0 2 0⎥⎥ x,
⎢⎣0 3 1⎥⎦
y = [1 1 1]x
⎡c⎤
⎡1 1 1⎤
可绘出状态变量图:
y1 = [1
−1] X 1
由图可得，
⎡ 0 1 0 ⎤ ⎡0⎤
Z = ⎢⎢−3 −4
2012年现代控制理论试题及答案
2006年现代控制理论B 卷试题及答案1（10分）导航制导中的飞行器软着陆或火箭垂直升空问题，可以抽象成如图1所示的模型来表示。
各种外界因素（包括重力加速度）可以归结为一个假设的弹簧，其弹性系数设为k 。
设物体的质量为m ，推力为u 。
试建立此模型的状态方程和输出方程。
解：由牛顿第二定律得 ————1分22d d ma ks usm ks u t=-+=-+ ————2分 令1x s =，2x v =，y s =，得 ————1分12211x x k x x um m==-+ ————2分1y x = ————1分写成01010x x u km m ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦————2分 []10y x = ————1分2（5分）试从如下的高阶微分方程求得系统的状态方程和输出方程385y y y u ++=解：选取状态变量1x y =，2x y =，3x y =，可得 ————1分12233131835x x x x x x x u y x ===--+= ————1分写成010*********x x u ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦————2分[]100y x = ————1分3 （10分）已知系统 1001010,(0)00121x x x ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，求()x t解12100010012A O A O A ⎛⎫⎛⎫⎪== ⎪ ⎪⎝⎭⎪⎝⎭12101,12A A ⎛⎫== ⎪⎝⎭1200A tAt A t e e e ⎛⎫=⎪⎝⎭1A t t e e =…………………………..……….（2分）11210()12s sI A s ---⎛⎫-= ⎪--⎝⎭101111212s s s s ⎛⎫ ⎪-=⎪ ⎪-⎪---⎝⎭………..……….（2分） (){}2112220t A tt t t e eLsI A e ee --⎛⎫=-= ⎪-⎝⎭………..……….（2分） ()112200000tAt t t tt e e L sI A e e e e --⎛⎫ ⎪⎡⎤=-= ⎪⎣⎦⎪-⎝⎭……….……….（2分） ()(0)At x t e x =222001000001t t t t tt t e e e e e e e ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭……………..……….（2分）4 （5分）已知系统[]210 020,011003x x y ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥-⎣⎦，判定该系统是否完全能控？解 [][]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）5 （10分）将下列状态方程化为能控标准形u x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=11 4321 解 []⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==7111Ab b U C ……..…………….…….（1分）()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=-818181871C U ……..…………..…….…….（1分） 11188P ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦……..………….…..…….…….（1分） ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=43412P ……..………….…...…….…….（1分） ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=4341818121P P P⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=-81418143811P ..………….…...…….…….（2分） 101105C A PAP -⎡⎤==⎢⎥-⎣⎦………….…...…….…….（2分）⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-==1011 43418181Pb b C ……….…...…….…….（1分）u x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=10 51010 ……….…...…….…….（1分） 6 （5分）利用李亚普诺夫第一方法判定系统1211x x -⎡⎤=⎢⎥--⎣⎦的稳定性。
(完整)现代控制理论试卷及答案总结,推荐文档
2012年现代控制理论考试试卷一、（10分，每小题1分）试判断以下结论的正确性，若结论是正确的，（√）1.由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数。
（√）2.若系统的传递函数不存在零极点对消，则其任意的一个实现均为最小实现。
（×）3.对一个给定的状态空间模型，若它是状态能控的，则也一定是输出能控的。
（√）4.对线性定常系统，其Lyapunov 意义下的渐近稳定性和矩阵A xAx = 的特征值都具有负实部是一致的。
（√）5.一个不稳定的系统，若其状态完全能控，则一定可以通过状态反馈使其稳定。
（×）6.对一个系统，只能选取一组状态变量；（√）7.系统的状态能控性和能观性是系统的结构特性，与系统的输入和输出无关；（×）8.若传递函数存在零极相消，则对应的状态空间模型1()()G s C sI A B -=-描述的系统是不能控且不能观的；（×）9.若一个系统的某个平衡点是李雅普诺夫意义下稳定的，则该系统在任意平衡状态处都是稳定的；（×）10.状态反馈不改变系统的能控性和能观性。
二、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R2上的电压为输出量的输出方程。
（10分）解：（1）由电路原理得：二．（10分）图为R-L-C 电路，设为控制量，电感上的支路电流和电容u L C 上的电压为状态变量，电容C 上的电压为输出量，试求：网络的状态2x 2x 方程和输出方程，并绘制状态变量图。
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。
以电感上的电流和电容两端的电压为状态变量，即令：，L 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，，即可得到状态空间表达式如下：1x ∙2x ∙=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡21y y ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++-211212110R R R R R R R ⎥⎦⎤⎢⎣⎡21x x u R R R ⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+2120三、（每小题10分共40分）基础题（1）试求的一个对角规范型的最小实现。
现代电机控制技术
15
现代电机控制技术
第1章 基础知识
磁场能量分布在磁场所在的整个空间， 单位体积内的磁能 ωm 可表示为
1 1 B2 ωm = BH = 2 2 μ
(1-15)
式(1-15)表明，在一定磁感应强度下，介质的磁导率 μ 越大，磁场的储能密 度就越小，否则相反。对于图 1-1 所示的电磁装置，由于 μ Fe >> μ 0 ，因此 当铁心磁路内的磁感应强度由零开始上升时，大部分磁场能量将储存在气 隙中；当磁感应强度减小时，这部分磁能将随之从气隙中释放出来。铁心 磁路中的磁能密度很低，铁心储能常可忽略不计，此时则有
先讨论仅有线圈 A 励磁的情况。
当电流 iA 流入线圈后， 便会在铁心 内产生磁场。根据安培环路定律，有
∫ H ⋅ dl = Σ i
L
(1-1)
式中， H 为磁场强度， Σ i 为该闭合回 线包围的总电流。 如图 1-2 所示， 若电流正方向与闭 合回线 L 的环行方向符合右手螺旋关 系时， i 便取正号，否则取负号。
(1-5)
若不考虑气隙 δ 内磁场的边缘效应，气隙内磁场 Bδ 为均匀 分布，式(1-5)可写为
⎛ lm ⎞ ⎛ δ ⎞ f A = (Bm S )⎜ ⎜μ S⎟ ⎟ + (Bδ S )⎜ ⎜μ S⎟ ⎟ ⎝ Fe ⎠ ⎝ 0 ⎠ = φmA Rm + φδ Rδ
(1-6)
铁心磁路 主磁通
铁心磁 路磁阻
第1章 基础知识
1.1 电磁转矩 1.2 直、交流电机电磁转矩 1.3 空间矢量 1.4 矢量控制
3
现代电机控制技术
第1章 基础知识
1.1 电磁转矩
1.1.1 磁场与磁能 1.1.2 机电能量转换 1.1.3 电磁转矩生成 1.1.4 电磁转矩控制
现代控制技术基础复习资料
现代控制技术基础复习资料《现代控制技术基础》复习题一、单项选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.系统的传递函数取决于系统的【】A.输入B.输出C.结构和参数D.干扰2.频率特性的研究是在下列条件和工况下进行的【】A.输入是任何类型信号,输出是稳态时的正弦信号B.输入是正弦信号,输出是瞬态和稳态时的情况C.输入是正弦信号,输出是稳态时的情况D.输入是阶跃信号,输出是稳态时的正弦信号3.二阶系统中,在单位阶跃输入时,其超调量和【】A.阻尼比有关B.无阻尼固有频率有关C.有阻尼固有频率有关D.峰值频率有关4.系统输入为阶跃函数,其输出响应为y(t),则此系统的传递函数为【】A.Y(s)B.Y(s)/sC.sY(s)D.s2Y(s)5.在使用传递函数分析系统的动态响应和稳态误差时,该系统应是【】A.输入等于零B.初始状态等于零C.输出等于零D.初始状态不等于零6.下列关于线性定常系统稳定性说法正确的是【】A.稳定性与输入有关B.特征根位于包括虚轴在内的s左半平面,系统稳定C.系统特征方程的所有特征根均具有负实部D.特征根的实部为零,系统稳定7.PI控制器中,积分时间常数T i越小,使系统的【】A.积分作用越强B.减小振荡C.过渡过程时间变长D.稳态误差变大8.在状态空间描述中，下列说法不正确．．．的有【】 A.状态变量选择不唯一 B.状态空间描述唯一C.传递函数（阵）唯一D.不可约传递函数的实现为最小实现9.对典型二阶系统，下列说法不正确．．．的有【】A.系统临界阻尼状态的响应速度比过阻尼状态的响应速度快B.系统欠阻尼状态的响应速度比临界阻尼状态的响应速度快C.临界阻尼状态和过阻尼状态的超调量不为零D.超调量反映了系统动态过程的平稳性10.二阶系统的调整时间长，则说明【】A.系统响应快B.系统响应慢C.无阻尼固有频率大D.系统的精度差11.系统特征方程为D(s)=s 3+2s 2+s+2=0,则该系统【】A.稳定B.[s]平面的右半平面有1个闭环极点C.临界稳定D.[s]平面的右半平面有2个闭环极点12.所谓最小相位系统是指【】A.仅仅系统传递函数的所有极点均在[s]平面右半平面B.仅仅系统传递函数的所有零点均在[s]平面右半平面C.系统传递函数的所有零点和极点均在[s]平面右半平面D.系统传递函数的所有零点和极点均在[s]平面左半平面13.下列属于PI 控制器的传递函数形式是【】 A.5+3s B. s C.s s4151++ D. )s 311(+-14.单位阶跃函数的Z 变换是【】 A.1 B.zC. z z 1- D. 1-z z15. 阶跃响应具有等幅振荡性的二阶系统的阻尼比为【】A. ζ＝0 B. ζ>1C. ζ＝1D. 0<ζ<116.与系统稳态误差无关．．的因素是【】 A.系统各环节的时间常数 B.系统的输入C.开环增益D.系统的型17.系统的稳定性取决于【】 A.系统的干扰 B.系统的反馈C.系统传递函数极点分布D.系统的输入18.线性系统输入x(t),输出y(t)，传递函数G(s),则正确的关系是【】A.y(t)=x(t)·L -1[G(s)] B.Y(s)=G(s)·X(s)C.X(s)=G(s)·Y(s)D.G(s)=Y(s)·X(s)19.一阶系统的传递函数为5.05.0+s ，则其时间常数为【】 A.0.5 B.1C.2D.420. 某二阶系统阻尼比为2，则系统单位阶跃响应曲线【】 A.振荡发散 B.振荡衰减C.等幅振荡D.单调上升21.单位负反馈的开环传递函数为2)1(1+s s ，它的相位裕量为【】 A.-30° B. -15°C. 0°D. 15°22.若保持二阶系统的阻尼比不变，提高无阻尼固有频率，则可以【】A.提高上升时间和峰值时间B.减小上升时间和峰值时间C.提高上升时间和峰值时间D.减小上升时间和超调量23.非最小相位系统的开环传递函数为)1(10-s s ，则相频特性值为【】 A. -225° B. -135°C. -45°D. 225°24.下列传递函数中，不是最小相位系统的是【】 A. 20s 20+ B. 1s 2020+ C. 10s s 102++ D. 4s s 2102+-25.用频率分析法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是【】 A.脉冲信号 B.斜坡信号C.阶跃信号D.正弦信号26.在w=20rad/s 处，相角滞后45°的传递函数是【】 A. 1s 220+ B. 20s 500+C. 1s 2050+D. 2s 2027.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的【】 A.代数方程 B.特征方程C.差分方程D.状态方程28. 线性系统和非线性系统的根本区别在于【】 A.线性系统满足叠加原理，非线性系统不满足叠加原理B.线性系统不满足叠加原理，非线性系统满足叠加原理C.线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入D.线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入29.线性定常系统状态能控的充分必要条件是，其能控性矩阵的【】 A. 行数为n B. 行列式值为nC. 列数为nD. 秩为n30.余弦函数cos 的拉氏变换是【】A.ω+s 1 B. 22s ω+ω C. 22s s ω+ D. 22s 1ω+ 二、填空题。
现代控制理论试题与答案
现代控制理论1.经典-现代控制区别:经典控制理论中,对一个线性定常系统,可用常微分方程或传递函数加以描述,可将某个单变量作为输出,直接和输入联系起来;现代控制理论用状态空间法分析系统,系统的动态特性用状态变量构成的一阶微分方程组描述,不再局限于输入量,输出量,误差量,为提高系统性能提供了有力的工具.可以应用于非线性,时变系统,多输入-多输出系统以及随机过程.2.实现-描述由描述系统输入-输出动态关系的运动方程式或传递函数,建立系统的状态空间表达式,这样问题叫实现问题.实现是非唯一的.3.对偶原理系统=∑1(A1,B1,C1)和=∑2(A2,B2,C2)是互为对偶的两个系统,则∑1的能控性等价于∑2的能观性, ∑1的能观性等价于∑2的能控性.或者说,若∑1是状态完全能控的(完全能观的),则∑2是状态完全能观的(完全能控的).对偶系统的传递函数矩阵互为转置4.对线性定常系统∑0=(A,B,C),状态观测器存在的充要条件是的不能观子系统为渐近稳定第一章控制系统的状态空间表达式1.状态方程:由系统状态变量构成的一阶微分方程组2.输出方程:在指定系统输出的情况下,该输出与状态变量间的函数关系式3.状态空间表达式:状态方程和输出方程总合,构成对一个系统完整动态描述4.友矩阵:主对角线上方元素均为1:最后一行元素可取任意值;其余元素均为05.非奇异变换:x=Tz,z=T-1x;z=T-1ATz+T-1Bu,y=CTz+Du.T为任意非奇异阵(变换矩阵),空间表达式非唯一6.同一系统,经非奇异变换后,特征值不变;特征多项式的系数为系统的不变量第二章控制系统状态空间表达式的解1.状态转移矩阵:eAt,记作Φ(t)2.线性定常非齐次方程的解:x(t)=Φ(t)x(0)+∫t0Φ(t-τ)Bu(τ)dτ第三章线性控制系统的能控能观性1.能控:使系统由某一初始状态x(t0),转移到指定的任一终端状态x(tf),称此状态是能控的.若系统的所有状态都是能控的,称系统是状态完全能控2.系统的能控性,取决于状态方程中系统矩阵A和控制矩阵b3.一般系统能控性充要条件:(1)在T-1B中对应于相同特征值的部分,它与每个约旦块最后一行相对应的一行元素没有全为0.(2)T-1B中对于互异特征值部分,它的各行元素没有全为0的4.在系统矩阵为约旦标准型的情况下,系统能观的充要条件是C中对应每个约旦块开头的一列的元素不全为05.约旦标准型对于状态转移矩阵的计算,可控可观性分析方便;状态反馈则化为能控标准型;状态观测器则化为能观标准型6.最小实现问题:根据给定传递函数阵求对应的状态空间表达式,其解无穷多,但其中维数最小的那个状态空间表达式是最常用的.第五章线性定常系统综合1.状态反馈:将系统的每一个状态变量乘以相应的反馈系数,然后反馈到输入端与参考输入相加形成控制律,作为受控系统的控制输入.K为r*n维状态反馈系数阵或状态反馈增益阵2.输出反馈:采用输出矢量y构成线性反馈律H为输出反馈增益阵3.从输出到状态矢量导数x的反馈:A+GC4.线性反馈:不增加新状态变量,系统开环与闭环同维,反馈增益阵都是常矩阵动态补偿器:引入一个动态子系统来改善系统性能5.(1)状态反馈不改变受控系统的能控性(2)输出反馈不改变受控系统的能控性和能观性6.极点配置问题:通过选择反馈增益阵,将闭环系统的极点恰好配置在根平面上所期望的位置,以获得所希望的动态性能(1)采用状态反馈对系统任意配置极点的充要条件是∑0完全能控(2)对完全能控的单输入-单输出系统,通过带动态补偿器的输出反馈实现极点任意配置的充要条件[1]∑0完全能控[2]动态补偿器的阶数为n-1(3)对系统用从输出到x 线性反馈实现闭环极点任意配置充要条件是完全能观 7.传递函数没有零极点对消现象,能控能观8.对完全能控的单输入-单输出系统,不能采用输出线性反馈来实现闭环系统极点的任意配置9.系统镇定:保证稳定是控制系统正常工作的必要前提,对受控系统通过反馈使其极点均具有负实部,保证系统渐近稳定 (1)对系统采用状态反馈能镇定的充要条件是其不能控子系统渐近稳定(2)对系统通过输出反馈能镇定的充要条件是其结构分解中的能控且能观子系统是输出反馈能镇定的,其余子系统是渐近稳定的(3)对系统采用输出到x 反馈实现镇定充要条件是其不能观子系统为渐近稳定10.解耦问题:寻求适当的控制规律,使输入输出相互关联的多变量系统的实现每个输出仅受相应的一个输入所控制,每个输入也仅能控制相应的一个输出11.系统解耦方法:前馈补偿器解耦和状态反馈解耦 12.全维观测器:维数和受控系统维数相同的观测器现代控制理论试题1 ①已知系统u u uy y 222++=+ ，试求其状态空间最小实现。
现代电机控制技术复习资料
1.机电能量转换：dt时间内磁能的变化d% =%dj +约由B + i A i B[dL AB（e r）/de r]dd r，由绕组A和B中变压器电动势从电源所吸收的全部电能加之运动电动势从电源所吸收电能的一半所组成；由运动电动势吸收的另外一半电能成为转换功率，成为机械功率。
产生感应电动势是耦合场从电源吸收电能的必要条件，产生运动电动势是通过耦合场实现机电能量转换的关键。
转子在耦合场中运动产生电磁转矩，运动电动势和电磁转矩构成一对机电耦合项，是机电能量转换的核心部分。
2.磁阻转矩：t=-0.5（L^-LJi2sin26r。
当转子凸极轴线与定子绕组轴线重合，此时气隙磁导最大，定义ea q & 丁此时定子绕组的自感为直轴电感L d；当转子交轴与定子绕组轴线重合，此时气隙磁导最小，定义此时定子绕组的自感为交轴电感％；因此在转子旋转过程中，定子绕组的自感将发生变化。
由于转子运动使气隙磁导发生变化而产生的电磁转矩称为磁阻转矩。
转子励磁产生的电磁转矩称为励磁转矩。
3.直流电机电磁转矩：主磁极基波磁场轴线定义为d （直）轴，d轴反时针旋转90。
定义为q （交）轴。
直流电动机的电枢绕组又称为换向器绕组，其特征：电枢绕组本来是旋转的，但在电刷和换向器的作用下，电枢绕组产生的基波磁场轴线在空间却固定不动。
在动态分析中，常将换向器绕组等效为一个单线圈，若电刷放在几何中性线上，单线圈的轴线就被限定在q轴，称为q轴线圈。
因q轴磁场在空间是固定的，当q轴磁场变化时会在电枢绕组内感生变压器电动势；同时它又在旋转，在d轴励磁磁场作用下，还会产生运动电动势，q轴线圈为能表示出换向器绕组这种产生运动电动势的效应，它应该也是旋转的。
这种实际旋转而在空间产生的磁场却静止不动的线圈具有伪静止特性，称为伪静止线圈，它完全反映了换向器绕组的特征，可以由其等效和代替实际的换向器绕组。
电磁转矩Q =，控制i/不变，改变勿即改变Q，线性控制良好。
现代控制技术基础 复习资料
《现代控制技术基础》复习题一、单项选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.系统的传递函数取决于系统的【】A.输入B.输出C.结构和参数D.干扰2.频率特性的研究是在下列条件和工况下进行的【】A.输入是任何类型信号,输出是稳态时的正弦信号B.输入是正弦信号,输出是瞬态和稳态时的情况C.输入是正弦信号,输出是稳态时的情况D.输入是阶跃信号,输出是稳态时的正弦信号3.二阶系统中,在单位阶跃输入时,其超调量和【】A.阻尼比有关B.无阻尼固有频率有关C.有阻尼固有频率有关D.峰值频率有关4.系统输入为阶跃函数,其输出响应为y(t),则此系统的传递函数为【】A.Y(s)B.Y(s)/sC.sY(s)D.s2Y(s)5.在使用传递函数分析系统的动态响应和稳态误差时,该系统应是【】A.输入等于零B.初始状态等于零C.输出等于零D.初始状态不等于零6.下列关于线性定常系统稳定性说法正确的是【】A.稳定性与输入有关B.特征根位于包括虚轴在内的s左半平面,系统稳定C.系统特征方程的所有特征根均具有负实部D.特征根的实部为零,系统稳定7.PI控制器中,积分时间常数T i越小,使系统的【】A.积分作用越强B.减小振荡C.过渡过程时间变长D.稳态误差变大8.在状态空间描述中，下列说法不正确．．．的有【】 A.状态变量选择不唯一 B.状态空间描述唯一C.传递函数（阵）唯一D.不可约传递函数的实现为最小实现9.对典型二阶系统，下列说法不正确．．．的有【】A.系统临界阻尼状态的响应速度比过阻尼状态的响应速度快B.系统欠阻尼状态的响应速度比临界阻尼状态的响应速度快C.临界阻尼状态和过阻尼状态的超调量不为零D.超调量反映了系统动态过程的平稳性10.二阶系统的调整时间长，则说明【】A.系统响应快B.系统响应慢C.无阻尼固有频率大D.系统的精度差11.系统特征方程为D(s)=s 3+2s 2+s+2=0,则该系统 【 】A.稳定B.[s]平面的右半平面有1个闭环极点C.临界稳定D.[s]平面的右半平面有2个闭环极点12.所谓最小相位系统是指 【 】A.仅仅系统传递函数的所有极点均在[s]平面右半平面B.仅仅系统传递函数的所有零点均在[s]平面右半平面C.系统传递函数的所有零点和极点均在[s]平面右半平面D.系统传递函数的所有零点和极点均在[s]平面左半平面13.下列属于PI 控制器的传递函数形式是 【】 A.5+3s B. s C.s s4151++ D. )s 311(+-14.单位阶跃函数的Z 变换是 【】 A.1 B.zC. z z 1- D. 1-z z15. 阶跃响应具有等幅振荡性的二阶系统的阻尼比为 【】 A. ζ＝0 B. ζ>1C. ζ＝1D. 0<ζ<116.与系统稳态误差无关．．的因素是 【】 A.系统各环节的时间常数 B.系统的输入C.开环增益D.系统的型17.系统的稳定性取决于 【】 A.系统的干扰 B.系统的反馈C.系统传递函数极点分布D.系统的输入18.线性系统输入x(t),输出y(t)，传递函数G(s),则正确的关系是 【】 A.y(t)=x(t)·L -1[G(s)] B.Y(s)=G(s)·X(s)C.X(s)=G(s)·Y(s)D.G(s)=Y(s)·X(s)19.一阶系统的传递函数为5.05.0+s ，则其时间常数为 【】 A.0.5 B.1C.2D.420. 某二阶系统阻尼比为2，则系统单位阶跃响应曲线 【】 A.振荡发散 B.振荡衰减C.等幅振荡D.单调上升21.单位负反馈的开环传递函数为2)1(1+s s ，它的相位裕量为 【 】 A.-30° B. -15°C. 0°D. 15°22.若保持二阶系统的阻尼比不变，提高无阻尼固有频率，则可以 【 】A.提高上升时间和峰值时间B.减小上升时间和峰值时间C.提高上升时间和峰值时间D.减小上升时间和超调量23.非最小相位系统的开环传递函数为)1(10-s s ，则相频特性值为【 】 A. -225° B. -135°C. -45°D. 225°24.下列传递函数中，不是最小相位系统的是【 】 A. 20s 20+ B. 1s 2020+ C. 10s s 102++ D. 4s s 2102+-25.用频率分析法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是【 】 A.脉冲信号 B.斜坡信号C.阶跃信号D.正弦信号26.在w=20rad/s 处，相角滞后45°的传递函数是【 】 A. 1s 220+ B. 20s 500+C. 1s 2050+D. 2s 2027.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的【 】 A.代数方程 B.特征方程C.差分方程D.状态方程28. 线性系统和非线性系统的根本区别在于【 】 A.线性系统满足叠加原理，非线性系统不满足叠加原理B.线性系统不满足叠加原理，非线性系统满足叠加原理C.线性系统有外加输入，非线性系统无外加输入D.线性系统无外加输入，非线性系统有外加输入29.线性定常系统状态能控的充分必要条件是，其能控性矩阵的【 】 A. 行数为n B. 行列式值为nC. 列数为nD. 秩为n30.余弦函数cos 的拉氏变换是【 】A.ω+s 1 B. 22s ω+ω C. 22s s ω+ D. 22s 1ω+ 二、填空题。
现代控制工程题目及解答.答案
1.简述现代控制理论和经典控制理论的区别.答：经典控制理论是以传递函数为基础的一种控制理论，控制系统的分析与设计是建立在某种近似的和试探的基础上，控制对象一般是单输入单输出、线性定常系统；对多输入多输出系统、时变系统、非线性系统等则无能为力。
主要的分析方法有频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法等。
控制策略仅限于反馈控制、PID控制等。
这种控制不能实现最优控制。
现代控制理论是建立在状态空间上的一种分析方法，它的数学模型主要是状态方程，控制系统的分析与设计是精确的。
控制对象可以是单输入单输出控制系统也可以是多输入多输出控制系统，可以是线性定常控制系统也可以是非线性时变控制系统，可以是连续控制系统也可以是离散和数字控制系统。
主要的控制策略有极点配置、状态反馈、输出反馈等。
现代控制可以得到最优控制。
2.简述用经典控制理论方法分析与设计控制系统的方法,并说明每一种方法的主要思想。
答：1：建立数学模型2：写出传递函数3：用时域分析和频域分析的方法来判断系统的稳定性等。
以及对其进行系统的校正和反馈。
频域响应法、根轨迹法根轨迹法的主要思想为：通过使开环传函数等于-1的s值必须满足系统的特征方程来控制开环零点和极点的变化，使系统的响应满足系统的性能指标。
频域响应法的主要思想为：通过计算相位裕量、增益裕量、谐振峰值、增益交界频率、谐振频率、带宽和静态误差常数来描述瞬态响应特性，首先调整开环增益，以满足稳态精度的要求；然后画出开环系统的幅值曲线和相角曲线。
如果相位裕量和增益裕量提出的性能指标不能满足，则改变开环传递函数的适当的校正装置便可以确定下来。
最后还需要满足其他要求，则在彼此不产生矛盾的条件下应力图满足这些要求。
3.什么是传递函数？什么是状态方程答：传递函数：在零起始条件下，线型定常系统输出象函数X0（s）与输入象函数X i（s）之比。
描述系统状态变量间或状态变量与输入变量间关系的一个一阶微分方程组（连续系统）或一阶差分方程组（离散系统）称为状态方程。
安师大考研教育技术学及现代教育技术专业2010-2012年《教育技术学导论》真题答案及复习提纲
安师大考研教育技术学/现代教育技术专业821教育技术学（含C语言程序设计）历年真题中2010-2012年《教育技术学导论》真题及答案2013级现代教育技术专业陈辉编《教育技术学导论》课程复习提纲（2012年12月）一、教育技术及其学科发展概述1、本专业发展历史2、教育技术发展的“2X3”模型及其内涵发展阶段技术特征传统教育技术(手工技术时代)视听媒体教育技术(机电技术时代)信息化教育技术(信息技术时代)物化形态的技术竹简粉笔、黑板印刷材料实物模型等幻灯、投影广播、电影教学机器电视、录像卫星电视等多媒体计算机人工智能技术校园网因特网虚拟现实等观念形态的技术口耳相传诡辩术讲演术孔子的启发式教学苏格拉底的产婆术直观教学法等经验之塔理论教育目标分类学标准参照评价程序教学先行组织者理论基于行为主义的教学系统设计系统方法细化理论成分显示理论等网络课程开发理论基于认知理论的教学设计基于建构主义的以“学”为主的教学设计绩效技术知识管理技术等2.1教育技术的本质是什么？技术在教育教学中有哪些作用？（2012真题）对教育技术本质的理解，可以用一句话来概括：就是应用技术手段来优化教育、教学过程，这里的技术包括硬、软两方面的技术——绩效技术与教学设计就是教育技术中较典型的软技术——而现代教育技术，则主要是指应用信息技术手段来优化教育、教学过程．（何克抗）技术在教育教学中的作用：（1）、作为学习检测工具：帮助学习者和教师对学习过程及其效果进行设计、追踪监察和评价反思；（2）、教学媒体：承载和传递各种类型的教学信息；（3）、信息工具：帮助学习者对各种类型的数据资料进行加工处理，并设计生成新的信息；（4）、社群工具：支持学习者与学习社群成员的交往互动。
2.2谈谈你对教育技术发展史以及教育技术未来发展的认识？（2011真题）3、美国教育技术发展的四个阶段，（时间，特征，典型事件）（一）视觉教育（visual education）时期：17世纪至20世纪初；特征：直观教学17世纪，“图解”教科书18-19世纪，教具(图片、实物、模型，照片、磁铁、地球仪)19世纪后期-20世纪，教学媒体(幻灯、无声电影)典型事件：捷克教育家夸美纽斯（直观教学之父）《世界图解》霍本等《课程视觉化》1923年，美国教育协会（NEA）成立了“视觉教学部”（Division of Visual Instruction，简称DVI）（二）视听教育（visual and audio education）时期：20世纪20年代至50年特征：教学媒体中增加了“声音”，开始关注“媒体理论”典型事件：1946年戴尔的《教学中的视听方法》，“经验之塔”1947年，美国教育协会将“视觉教学部”正式改名为“视听教学部”（Division of Audio-Visual Instruction）（三）视听传播（visual and audio communication）时期：20世纪50年代至70年代特征：教育电视，开始关注“教育传播理论”典型事件：程序教学与教学机器的盛行1961年，美国教育协会视听教学部组成“定义”和“术语委员会”（四）教育技术（educational technology）时期：20世纪70年代至今特征：计算机的普及，信息技术的发展教学设计理论得到迅速发展教育技术成为学科典型事件：1970年，美国视听教育协会改名为教育传播和技术协会（AECT）4、我国教育技术发展的四个时期（时间、特征、典型事件）(一) 电化教育的兴起时期：1919-1949特征：幻灯、电影、无线电等媒体在教育中得到了应用典型事件：1922年南京金陵大学（1952年并入南京大学）农学院开始运用幻灯片和电影片到各地宣传科学种棉知识。