现代控制理论复习题现代控制理论复习题.doc

PAGE \* MERGEFORMAT6 现代控制理论复习题 1.自然界存在两类系统：静态系统和动态系统。 2.系统的数学描述可分为外部描述和内部描述两种类型。 3.线性定常连续系统在输入为零时，由初始状态引起的运动称为自由运动。 4.稳定性、能控性、能观测性均是系统的重要结构性质。 5.互为对偶系统的特征方程和特征值相同。 6.任何状态不完全能控的线性定常连续系统，总可以分解成完全能控子系统和完全不能控 子系统两部分。 7.任何状态不完全能观的线性定常连续系统，总可以分解成完全能观测子系统和完全不能观测子系统两部分。 8.对状态不完全能控又不完全能观的线性定常连续系统，总可以将系统分解成能控又能观测、能控但不能观测、不能控但能观测、不能控又不能观测四个子系统。 9.对SISO系统，状态完全能控能观的充要条件是系统的传递函数没有零极点对消。 10.李氏稳定性理论讨论的是动态系统各平衡态附近的局部稳定性问题。 11.经典控制理论讨论的是在有界输入下，是否产生有界输出的输入输出稳定性问题，李氏方法讨论的是动态系统各平衡态附近的局部稳定性问题。 12.状态反馈和输出反馈是控制系统设计中两种主要的反馈策略。 13.综合问题的性能指标可分为优化型和非优化型性能指标。 14.状态反馈不改变被控系统的能控性；输出反馈不改变被控系统的能控性和能观测性 实对称矩阵P为正定的充要条件是P的各阶顺序主子式均大于零。 15.静态系统：对于任意时刻t，系统的输出唯一地却绝育同一时刻的输入，这类系统称为静态系统。 16.动态系统：对于任意时刻t，系统的输出不仅和t有关，而且与t时刻以前的累积有关，这类系统称为动态系统。 17.状态；状态方程：状态：系统运动信息的合集。状态方程：系统的状态变量与输入之间的关系用一组一阶微分方程来描述的数学模型称之为状态方程。 18.状态变量：指能完全表征系统运动状态的最小一组变量。状态向量：若一个系统有n个彼此独立的状态变量x1（t），x2（t）… xn（t），用它们作为分量所构成的向量x（t），就称为状态向量。状态空间表达式：状态方程和输出方程结合起来，构成对一个???统动态行为的完整描述。 19.x(t)=Φ(t-t0)x(t0)的物理意义：是自由运动的解仅是初始状态的转移，状态转移矩阵包含了系统自由运动的全部信息，其唯一决定了系统中各状态变量的自由运动。 20.状态方程解的意义：线定定常连续系统状态方程的解由两部分相加组成，一部分是由初始状态所引起的自由运动即零输入相应，第二部分是由输入所引起的系统强迫运动，与输入有关称为零状态相应。 21.系统能控性：控制作用对被控系统的状态和输出进行控制的可能性。 系统能观性：反应由能直接测量的输入输出的量测值来确定系统内部动态特征的状态的可能性。 22.对偶定理：设线性定常连续系统（A,B,C)和（A,B,C）是互为对偶，则系统状态能控能控（能观测）性定价与系统的状态能测（能控）性。 23.从传函的角度说明状态不完全能控和不完全能观系统的原因。状态不完全能观测系统的传递函数矩阵等于其能观测性分解后能观测子系统的传递函数矩阵，由于状态不完全能观测系统的传递函数矩阵等于其能观测子系统的传递函数矩阵，则其极点必少于n个，即系统存在零极点相消现象。 24.平衡点：由平衡状态在状态空间中所确定的点，称为平衡点。 25.控制理论最基本的任务。极点配置问题。控制理论最基本的任务是对给定的被控系统设计能满足所期望的性能指标的闭环控制系统即寻找反馈控制律，极点配置问题，①闭环极点可任意配置的条件，②如何设计反馈增益矩阵使闭环极点配置在期望极点处。 26.系统镇定问题：受控系统通过状态反馈（或者输出反馈）使得闭环系统渐进稳定。系统解耦：就是消除系统间耦合关联作用。状态观测器：这种重构或估计系统状态变量值的装置称为状态观测器。 27.全维状态观测器的极点可任意配置的条件：为矩阵对（A,C）能观测。 28.写出线性定常连续系统的状态空间表达式:x=Ax+Bu,y=Cx+Du 29.绘出线性定常连续系统的状态空间模型结构图 30.绘出一阶系统X′=ax+bu的状态变量图 31.写出SISO系统状态空间表达式对应的传递函数阵表达式x=Ax+Buy=Cx+Du 32.写出线性定常连续系统齐次状态方程解的矩阵指数表达式xt=eAt-t0x(t0) 33.写出线性定常连续系统非齐次状态方程解的矩阵指数表达式xt=eAtx0+0teAt-τBu(τ)dT 34.绘出惯性互为对偶的线性定常连续系统的结构图 35.绘出二维平面上李氏稳定平衡状态的轨迹图 36.绘出二维平面上李氏渐近稳定平衡状态的轨迹图 37.绘出二维平面上李氏不稳定平衡状态的轨迹图 38.绘制MIMO系统的状态反馈结构图 39.