现代控制试题及答案

现代控制试题及答案

一、单项选择题（共30题，每题1分，共30分）（每题只有一个正确答案，将正确答案的序号填在括号内）现代控制理论主要研究的系统类型是（）A.单输入单输出线性定常系统B.多输入多输出线性系统或非线性系统C.线性时变系统D.离散时间系统状态空间表达式中，描述系统内部动态行为的方程是（）A.输出方程B.状态方程C.传递函数D.差分方程系统状态方程的标准形式为（）A.$\dot{x}=Ax+Bu$B.$y=Cx+Du$C.$\dot{y}=Ay+Bu$D.$x=Ax+Bu$能控性反映系统（）的能力A.通过输入控制状态变量变化B.输出对输入的响应C.状态变量对输出的影响D.稳定性能观测性反映系统（）的能力A.通过输出观测状态变量第1页共10页B.状态变量对输入的响应C.输入对状态变量的影响D.稳定性线性定常系统能控性的秩判据中，能控性矩阵的秩为（）时系统完全能控A.$n$（系统阶数）B.$n-1$C.$n+1$D.任意值劳斯判据可用于判断系统的（）A.能控性B.能观测性C.稳定性D.以上都不是李亚普诺夫第二方法中，若存在正定函数$Vx$，且$\dot{V}x$为负定，则系统（）A.大范围渐近稳定B.局部渐近稳定C.不稳定D.临界稳定状态反馈的特点是（）A.反馈信号取自系统输出B.反馈信号取自系统状态C.不改变系统阶数D.仅适用于线性系统第2页共10页输出反馈的特点是（）A.反馈信号取自系统状态B.反馈信号取自系统输出C.可任意配置极点D.对系统能控性无影响线性定常系统的传递函数与状态空间表达式之间的关系是（）A.一一对应B.多对一C.一对多D.无关系系统的传递函数矩阵完全能反映系统的（）A.内部结构B.外部特性C.能控性D.能观测性线性系统的叠加原理表明（）A.输入与输出成线性关系B.状态变量满足线性关系C.系统对不同输入的响应可叠加D.以上都对时不变系统的特点是（）A.状态方程系数随时间变化B.状态方程系数不随时间变化C.输出与输入无关D.无稳定性可言第3页共10页非线性系统的特点是（）A.满足叠加原理B.状态方程系数非线性C.仅能通过线性化处理分析D.以上都对能控性分解后，系统的标准能控形中，前$r$列对应（）A.能控子系统B.不能控子系统C.能观测子系统D.不能观测子系统能观测性矩阵的秩为$r$时，系统（）A.完全能观测B.不完全能观测C.能控且能观测D.不稳定系统的特征方程为$s^3+2s^2+3s+4=0$，用劳斯判据判断稳定性，劳斯表第一列元素符号（）A.全正，稳定B.有负号，不稳定C.全负，不稳定D.无法判断李亚普诺夫稳定性定义中，“对任意$\epsilon0$，存在$\delta0$”，当$|x0|\delta$时，有（）A.$|xt|\epsilon$B.$|xt|\epsilon$第4页共10页C.$|xt|$随$t$增大趋于零D.$|xt|$为正定状态反馈不改变系统的（）A.能控性B.能观测性C.稳定性D.以上都改变系统$A=\begin{bmatrix}01\00\end{bmatrix}$的特征值为（）A.0,0B.1,0C.-1,0D.1,1能控性与能观测性的关系是（）A.能控必能观测B.能观测必能控C.两者独立D.以上都不对线性定常系统的极点配置问题中，状态反馈矩阵$K$的作用是（）A.改变系统的特征值B.仅改变系统的能控性C.不影响系统稳定性D.仅适用于单输入系统系统$Gs=\frac{s+1}{s^2+3s+2}$的传递函数，其状态空间表达式的能控标准形为（）第5页共10页A.$\dot{x}=\begin{bmatrix}0-2\1-3\end{bmatrix}x+\begin{bmatrix}1\0\end{bmatrix}u$，$y=[1\quad1]x$B.$\dot{x}=\begin{bmatrix}0-2\1-3\end{bmatrix}x+\begin{bmatrix}0\1\end{bmatrix}u$，$y=[1\quad1]x$C.$\dot{x}=\begin{bmatrix}0-3\1-2\end{bmatrix}x+\begin{bmatrix}1\0\end{bmatrix}u$，$y=[1\quad1]x$D.无法确定能观测标准形的观测性矩阵为（）A.$\begin{bmatrix}C^TA^TC^TA^T^2C^T\end{bmatrix}^T$B.$\begin{bmatrix}CACA^2C\end{bmatrix}^T$C.$\begin{bmatrix}BABA^2B\end{bmatrix}^T$D.$\begin{bmatrix}AB\CD\end{bmatrix}$线性定常系统$A=\begin{bmatrix}10\02\end{bmatrix}$，其稳定性为（）A.稳定B.不稳定C.临界稳定D.无法判断系统的传递函数为$Gs=\frac{1}{s^2+2s+1}$，其特征方程为（）A.$s^2+2s+1=0$B.$s^2+2s+1=1$C.$s^2+2s=0$第6页共10页D.以上都不是非线性系统线性化的目的是（）A.将非线性系统化为线性系统B.在平衡点附近近似描述系统动态C.消除系统的非线性因素D.提高系统稳定性状态方程$\dot{x}=Ax+Bu$中，$B$矩阵的列数等于（）A.系统阶数B.输入变量数C.输出变量数D.特征值个数系统的能控性矩阵$Q_c=[B\quad AB\quad A^2B\quad\cdots\quadA^{n-1}B]$，若$Q_c$的秩为$r$，则系统（）A完全能控B.不完全能控C.$r=n$时完全能控D.无法判断

二、多项选择题（共20题，每题2分，共40分）（每题有多个正确答案，将正确答案的序号填在括号内，多选、少选、错选均不得分）现代控制理论的主要分析工具包括（）A.状态空间法B.传递函数法C.能控性与能观测性理论D.李亚普诺夫稳定性理论第7页共10页状态空间表达式的组成部分有（）A.状态方程B.输出方程C.状态变量D.参数矩阵线性系统的基本性质包括（）A.叠加性B.齐次性C.时不变性D.因果性能控性判据有（）A.秩判据B.特征值判据C.劳斯判据D.波波夫判据能观测性判据有（）A.秩判据B.特征值判据C.对偶原理D.李亚普诺夫判据稳定性的类型包括（）A.李亚普诺夫稳定B.渐近稳定C.大范围稳定D.临界稳定第8页共10页状态反馈的作用有（）A.配置系统极点B.改善系统性能C.提高系统稳定性D.改变系统能观测性输出反馈的特点有（）A.实现简单B.反馈信号易获取C.可任意配置极点D.可能影响系统能控性线性时不变系统的特征值具有的性质有（）A.实部决定稳定性B.虚部决定振荡频率C.重特征值对应Jordan块D.特征值与系统稳定性无关系统能控性分解后，系统结构分为（）A.能控子系统B.不能控子系统C.能观测子系统D.不能观测子系统系统能观测性分解后，系统结构分为（）A.能观测子系统B.不能观测子系统C.能控子系统D.不能控子系统第9页共10页劳斯判据的应用条件有（）A.特征方程系数均为正B.特征方程无正实部根C.劳斯表第一列无零元素D.特征方程无虚根李亚普诺夫第二方法的核心是（）A.构造正定函数$Vx$B.判断$\dot{V}x$符号C.分析系统能量变化D.仅适用于线性系统非线性系统的常见类型有（）A.饱和非线性B.死区非线性C.间隙非线性D.时滞非线性状态变量的选择原则包括（）A.最小个数B.能完全描述系统动态C.独立变量D.唯一确定线性系统的极点配置问题中，反馈矩阵$K$存在的条件是（第10页共10页。