现代控制理论基础复习资料_普卷

现代控制理论基础课程一单选题（共30题，总分值30分）.已・・，则该系统是（.（.分）1能控不能观.A.能控不能观的A.能控能观.B.不能控能观.C.不能控不能观.D.下面关于线性连续定常系统的最小实现说法中.）是不正确的.（.分）

2.最小实现的维数是唯一的.A.最小实现的维数是唯一的A.最小实现的方式是不唯的，有无数个.B.最小实现的系统是能观且能控的.C.最小实现的系统是稳定的.D..下面关于连续线性时不变系统的能控性与能观性说法正确的是（.（・分）3A.能控且能观的状态空间描述一定对应着某些传递函数阵的最小实现.能控且能观的状态空间描述一定对应着某些传递函数阵的最小实现A.能控性是指存在受限控制使系统由任意初态转移到零状态的能力.B.能观性表征的是状态反映输出的能力.C.对控制输入的确定性扰动影响线性系统的能控性，不影响能观性.D.,下面关于线性非奇异变..说法错误的是（.（.分）4非奇异变换阵是同一个线性空间两组不同基之间的过渡矩阵.A.P非奇异变换阵P是同一个线性空间两组不同基之间的过渡矩阵A.对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的特征值.B.对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的传递函数.C.对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的状态空间描述.D.一单选题（共30题，总分值30分）答案

1.B解析过程.答案2B解析过程.答案3A解析过程.答案4D解析过程.答案5C解析过程.答案6C解析过程.答案:解析过程7B.答案8C解析过程.答案9D解析过程答案解析过程

10.D答案解析过程1L D.答案解析过程12D.答案解析过程13B.答案解析过程14A.答案解析过程15B.答案解析过程16A.答案17B.答案解析过程18A.答案解析过程19A答案:解析过程

20.A.答案解析过程21B.答案解析过程22B.答案解析过程23D.答案解析过程24B.答案解析过程25D.答案:解析过程26B.答案解析过程27B.答案解析过程28A.答案解析过程29A答案:

30.D解析过程:二判断题（共20题，总分值20分）.答案31F解析过程.答案32T解析过程.答案33T解析过程.答案:34T解析过程.答案35T解析过程.答案36T解析过程.答案:37F解析过程.答案:38F解析过程.答案39T解析过程.答案40T解析过程答案:41F.答案:解析过程42T.答案:43F解析过程.答案:44F解析过程.答案:45F解析过程.答案:46F解析过程.答案:47F解析过程.答案48F解析过程.答案49T解析过程答案

50.T解析过程三简答题（共5题，总分值5分）.答案拉普拉斯变换法、凯莱-哈密尔顿法、线性变换法、直接计算法.51方法一直接计算法根据定义，0我们已经知道上式中的矩阵级数总是收敛的，故可以通过计算该矩阵级数的和来得到所要求的状态转移矩阵方法二线性变换法如果矩阵是一个可对角化的矩阵，即存在一个非奇异矩阵使得A T,00成三权就峨换法.小匚仙-硝方潮糠-峪林懒.解一桢防觑，穗岫行列趟好力零,从献榨舸髓一曲（力，0Q1+a、砌伽+刚/+…+%（西可得懿林也库一解析过程:.答案.・52从而，~方法二拉普拉斯变换法，由于方法二凯莱-哈密尔顿法“将状态转移矩阵写成.系统矩阵的特征值是-1和-2,故~二二囚＞-%«e~2:=a/-2a,/0解以上线性方程组，可得-a r=2e~t-e~21a r=e~fc t因此一.4*=%以+%⑴21+.4二犷-/+广--22-1+2短+口夕”解析过程.答案对一个能控的状态，总存在一个控制律，使得在该控制律作用下，系统从此状态出发，经53有限时间后转移到零状态解析过程.答案若一个系统是能控的，则可以在任意短时间内将初始状态转移到任意指定的状态，这一控54制效果在实际中难以实现，越小，则控制律的参数越大，从而导致控制信号的幅值很大，这要求执行T器的调节幅度要很大，从而使得在有限时间内完成这一控制作用所需要消耗的能量也很大由于在实际过程中，执行器的调节幅度总是有限的如阀门的开度等，能量供应也是有限制的解析过程:.答案状态转移矩阵的意义是决定状态沿着轨线从初始状态转移到下一个状态的规律，即初始状55态在状态转移矩阵中（）的作用下，时刻的初始状态经过时间后转移到了时刻的状态.xO t,.0t0x0tTO t（）t解析过程四名词解释（共5题，总分值5分）答案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

56.入所控制,每个输入也仅能控制相应的一个输出解析过程答案系统二（）和二（）是互为对偶的两个系统,则的能控性等价于

57.E1A1,Bl,C1X2A2,B2,C2X1的能观性.的能观性等价于的能控性.或者说,若£是状态完全能控的（完全能观的），则£E2£1£212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解析过程答案状态方程和输出方程总合,构成对一个系统完整动态描述

58.解析过程.答案维数和受控系统维数相同的观测器59解析过程答案经典控制理论中,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

60.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.解析过程.线性定常系统的状态转移矩..，其逆是（.（.分）5A..幻A.0«+B..C..D...下面关于系统稳定性说法正确的是（.（.分）6Lyapunov系统稳定性是针对平衡点的，只要一个平衡点稳定，其他平衡点也稳定.A.Lyapunov系统稳定性是针对平衡点的，只要一个平衡点稳定，其他平衡点也稳定A.Lyapunov系统稳定性是针对平衡点的，只要一个平衡点稳定，其他平衡点也稳定A.Lyapunov通过克拉索夫斯基法一定可以构造出稳定系统的函数.B.Lyapunov第二法只可以判定一般系统的稳定性，判定线性系统稳定性，只可以采用方程.C.Lyapunov Lyapunov线性系统局部稳定等价于全局稳定性.D.Lyapunov.线性定常系・・，输出渐近稳定的充要条件是（.（,分）7SIS0其不可简约的传递函..的全部极点位于的左半平面.A.s其不可简约的传递函数（）的全部极点位于的左半平面A.G ss矩阵的特征值均具有负实部.

8.A其不可简约的传递函,.的全部极点位于的右半平面.C.s矩阵的特征值均具有非正实部.D.A.下面关于建模和模型说法错误的是（.（・分）9无论是何种系统，其模型均可用来提示规律或因果关系.A.无论是何种系统，其模型均可用来提示规律或因果关系A,无论是何种系统，其模型均可用来提示规律或因果关系A.建模实际上是通过数据、图表、数学表达式、程序、逻辑关系或各种方式的组合表示状态变量、输B.入变量、输出变量、参数之间的关系.为设计控制器为目的建立模型只需要简练就可以了.C..工程系统模型建模有两种途径，一是机理建模，二是系统辨识.D.已知信号的最高频为则通过离散化后能复原原信号的采样频率为（.（・分）103f,小于等于

3.A.小于等于A.3fB.

3.C.

1.5w.大于等于D.

23.线性定常系统的状态转移矩•.的性质错误的是（.（.分）10是独立的自变量，则..A…若团和团是独立的自变量，则有回A.若,和「是独立的自变量，则有（「）A.=e-4-B..C..D..关于线性系统与非线性系统说法正确的是（.（,分）

11.凡是输入和状态关系满足叠加性的系统就是线性系统.A.凡是输入和状态关系满足叠加性的系统就是线性系统A.非线性方程一定表示非线性系统.B.系统中含有非线性元件的系统一定是非线性系统.C..因为初始条件与冲激输入的效果是完全等效，所以..在任何情况下都看成线性系统.D.已知时变系统的状态转移矩阵为，..等于（.（.分）12A..（依）/）A60B..C..D...下面关于控制与控制系统说法错误的是（.（.分）反馈闭环控制可以在一定程度上克服不确定性.13A.反馈闭环控制可以在一定程度上克服不确定性A.反馈闭环控制不可能克服系统参数摄动.B.反馈闭环控制可在一定程度上克服外界扰动的影响.C.控制系统在达到控制目的的同时，强调稳、快、准、鲁棒、资源少省.D..基于能量的稳定性理论是由.）构建的.（.分）14A.Lyapuno.A.LyapunovB.Kalma.C.Rout.D.Nyquis.・・・附近泰勒展开的一阶近似为（.（.分）

15.A..）A.«o TB..C..D...下面关于连续线性系统的能观性说法错误的是（.（•分）16一个系统不能观，意味着存..满…A.一个系统不能观，意味着存在团满足团A.一个系统不能观,意味着存在XW满足佻麻柳（价碌闻A.0,能观性表征了输出反映内部状态的能力.B..常数非奇异变换不改变系统的能观性.C系统状态若不完全能观，则一定可以将状态分成完全能观子空间和不完全能观的子空间，这两个子D.空间完全正交..下面关于线性定常系统的反馈控制表述正确的是（.（,分）17基于状态观测器的反馈闭环系统与直接状态反馈闭环系统的响应在每一时刻都是相等的.A.基于状态观测器的反馈闭环系统与直接状态反馈闭环系统的响应在每一时刻都是相等的A.不可控的系统也可能采用反馈控制对其进行镇定.B.对可控系统，输出反馈与状态反馈均可以实现极点任意配置.C.函数方法只能用来判定稳定性，不能用于设计使系统稳定的控制器.D.Lyapunov.下面关于时不变线性系统的控制综合说法正确的是（.（.分）18基于极点配置实现状态反馈控制一定可以使系统稳定.A.基于极点配置实现状态反馈控制一定可以使系统稳定A.不可控的系统也是不可镇定的.B.不可观的系统一定不能通过基于降维观测器的状态反馈实现系统镇定.C.基于观测器的状态反馈实际是输出动态补偿与串联补偿的复合.D..传递函数（）的分母多项式.•导出的状态空间描述的特征多项式则必有（（分）19G s..A..（）（）A.%s=a sB..C..D...下面关于稳定线性系统的响应说法正确的是（.（.分）20线性系统的响应包含两部分，一部是零状态响应，一部分是零输入响应.A.线性系统的响应包含两部分，一部是零状态响应，一部分是零输入响应A.线性系统的响应包含两部分，一部是零状态响应，一部分是零输入响应A.线性系统的零状态响应是稳态响应的一部分.B.线性系统暂态响应是零输入响应的一部分.C.离零点最近的极点在输出响应中所表征的运动模态权值越大.D..已知闭环系统的传递函数则它是（.（.分）21渐近稳.A.Lyapunov渐近稳定A.Lyapunov大范围渐近稳.B.Lyapunov稳.C.Lyapunov不稳.D.Lyapunov.系统前向通道传递函数阵为（）反馈通道传递函数阵为（）则系统闭环传递函数为（.（.22Gl s,G2s,分）A..「（）（）（）A GS[I+G2S GISB..C..D...下面关于连续线性系统的能控性说法正确的是（.（.分）23…时刻的状.・能控，.,且在系统的时间定域内，则必…A若团时刻的状态能控，设且在系统的时间定域内,则必有A.000o若G时刻的状态无能控，设彳＞且在系统的时间定域内，则必有A.‘0（）（）（x=-[^rJ Br wrXr00“o o能控性是指存在受限控制使系统由任意初态转移到零状态的能力.B.常数非奇异变换改变系统的能控性.C.系统状态若不完全能控，则一定可以将状态分成完全能控子空间和不完全能控的子空间，这两个子空D.间完全正交..系.•的类型是（•分）242集中参数、线性、动态系.A.集中参数、线性、动态系统A.集中参数、非线性、动态系统.B.非集中参数、线性、动态系统.C.集中参数、非线性、静态系统.D..下面关于线性连续系统的状态转移矩阵表述错误的是（.（.分）25A..）（（A,4r/o=N r*9B..C..状态转移矩阵不唯.D.线性定常系统和其对偶系统，它们的输入输出传递函数是（.（・分）

26.SIS0不一定相.A.不一定相同A.一定相同.B.倒数关.C..互逆关.D.下面关于线性时不变系统的观测器说法正确的是（.（.分）27观测器在任何情况下一定存在.A.观测器在任何情况下一定存在A.观测器只有在不能观的部分渐近稳定时才存在.B.全维观测器要比降维观测器简单.C.观测器观测的状态在任意时刻与原系统的状态是相等的.D..对于能控能观的线性定常连续系统，采用静态输出反馈闭环系统的状态（.（.分）能控且能.28A.能控且能观A.三种情况都有可.D.ABC.对确定性线性连续时不变系统，设计的线性观测器输入信号有类信号，即（.（・分）292原系统的输入和输.A.原系统的输入和输出A.原系统的输入和状.B.原系统的状态和输.C.自身的状态和原系统的输.D..对线性定常连续系统，传递函数存在零极点对消，则系统状态（.（,分）30SISO不能控且不能.A.不能控且不能观A.不能B.不能.C.三种情况都有可.D.ABC二判断题（共20题，总分值20分）.输出变量是状态变量的部分信息，因此一个系统状态能控意味着系统输出能.（.分）（）

31.若线性二次型最优控制问题有解，则可以得到一个稳定化状态反馈控制器.（,分）（）

32.由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数.（.分）（）

33.对系其意义下的渐近稳定性和矩阵的特征值都具有负实部是一致的.（.分）（）34Lyapunov A.由状态转移矩阵可以决定系统状态方程的状态矩阵，进而决定系统的动态特性.（.分）（）

35.若线性系统是李雅普诺夫意义下稳定的，则它是大范围渐近稳定的.（.分）（）

36.对一个系统，只能选取一组状态变量.（,分）（）

37.互为对偶的状态空间模型具有相同的能控性.（,分）（）

38.传递函数的状态空间实现不唯一的一个主要原因是状态变量选取不唯一.（,分）（）39根据线性二次型最优控制问题设计的最优控制系统一定是渐近稳定的.（.分）（）

40.若传递函・・存在零极相消，则对应的状态空间模型描述的系统是不能控不能观的.（,分）（）

41.相比于经典控制理论，现代控制理论的一个显著优点是可以用时域法直接进行系统的分析和设计.

42.（.分）（）要使得观测器估计的状态尽可能快地逼近系统的实际状态，观测器的极点应该比系统极点快倍以

43.10上.（・分）（）,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.（,分）（）44具有对角型状态矩阵的状态空间模型描述的系统可以看成是由多个一阶环节串联组成的系统.

45.（・分）（）.状态变量是用于完全描述系统动态行为的一组变量，因此都是具有物理意义.（.分）（）

46.若一个对象的连续时间状态空间模型是能控的，则其离散化状态空间模型也一定是能控的.（.分）47（）.状态反馈不改变系统的能控性.（.分）（48若一个系统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.（.分）（）

49..等价的状态空间模型具有相同的传递函数.（.分）（）50三简答题（共5题，总分值5分）介绍两种求解线性定常系统状态转移矩阵的方法.（.分）

51..计算系..的状态转移矩阵.（.分）

52.解释系统状态能控性的含义.（,分）

53.若一个系统是能控的，则可以在任意短时间内将初始状态转移到任意指定的状态，这一控制效果54在实际中能实现吗？为什么.（.分）.试问状态转移矩阵的意义是什么.（.分）55四名词解释（共5题，总分值5分）.解耦问.（,分）

56.对偶原.（.分）

57.状态空间表达.（.分）

58.全维观测.（.分）59经典-现代控制区.（.分）

60.。