先进控制技术试卷B答案

南阳理工学院电子与电气工程系

2010—2011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 B 考试方式 开卷 满分分值 100分

一、填空题（每空1分，共10分）。

1、系统的输入是指由外部施加到系统上的全部 激励 。

2、连续时间系统的状态方程一般形式为 一阶微分方程组

。

3、状态空间是所有状态的 向量空间 。

4、设计模型参考自适应控制系统的核心问题是 如何设计好自适应调整率。

5、训练神经网络主要是改 连接权 的值。

6、状态方程和 输出方程 联立起来，构成一个对动态系统的完整描述，总称为系统的状态空间表达式。

7、若某系统处在最优控制下，则其性能指标取 极 值。

8、线性系统在t 0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。

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0 。

二、选择题（每题3分，共15分）。

11、若存在能将系统从0()

0x t =转移到()f x t α=的控制作用，则下列说法正确的是( A )。

A 、 α为t 0时刻可达；

B 、 α为t 0时刻可控；

C 、 α为t 0时刻可观；

D 、 α为t 0时刻可够。

12、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。

13、已知某系统的状态方程为120

10x 0

01x g x ⎡⎤⎡⎤⎡⎤

=+⎢⎥⎢

⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦

⎣⎦

，性能指标为0

3

f

t t J g dt

=⎰

则其哈密尔顿函数为（ D ）。

A 、2

12212H g x g λλ=++ B 、3

12212

H g x g

λλ=

++

C 、3

1221

3

H g x g

λλ=

++ D 、3122H g x g λλ=++。

14、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。 15、 关于专家系统的特点，下列说法错误的是 （ D ）。

A 、 具有透明性；

B 、具有灵活性；

C 、 具有启发性；

D 、以上说法都不对。 三、简答题（每题10分，共50分）。 16、简述什么是最优控制。 答：设系统的状态方程为

[(),(),]X f X t U t t = 在给定初始条件X(t 0)=X 0条件下，选择有约束或无约束的控制U(t)，使

X(t)从初始状态出发，在实践区域[t 0,t f ]中，转移到目标集S,并在沿着这条状态轨迹转移过程中，性能指标

0[(),][(),(),]f

t f f t J X t t L X t U t t dt φ=+⎰

取极值。则称所选择的控制U 为最优控制，记作U *

(t)，称这条状态转移轨迹为最优轨迹，记作X *（t ）。所谓最优控制问题，实际上就是在一些约束条

件及边界条件下，求使性能指标J 取极值时的最优控制U *

(t)。

17、简述什么是自适应控制。

答：自适应控制就是系统能在其运行过程中，通过不断的测量系统的输入、

状态、输出或性能参数，逐渐的了解和掌握对象，然后根据所获得的过程信息，按一定的设计方法，作出控制决策去更新控制器的参数、结构或控制作用，以便在某种意义下，使控制效果达到最优或近似最优。

18

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x m (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x m (t)，直到x(t) =x m (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。

19、简述BP 网络的训练学习过程？ 答：向前传播阶段：

（1）从样本集中取一个样本(Xp ，Yp)，将Xp 输入网络； （2）计算相应的实际输出Op ：

Op=Fl(…(F2(F1(XpW(1))W(2))…)W(L))

向后传播阶段——误差传播阶段：

（1）计算实际输出Op 与相应的理想输出Yp 的差； （2）按极小化误差的方式调整权矩阵。 （3）网络关于第p 个样本的误差测度：

（4） 网络关于整个样本集的误差测度：

()

∑=-=m j pj pj p o y E 1

2

21∑=p p

E E ij

j j ij w net net E

w E ∂∂⋅

∂∂-=∂∂-j kj k

k net w o =∑kj k j

k i

ij ij w o net o w w ⎛⎫

∂ ⎪

∂⎝⎭==∂∂∑