- 1、本文档共24页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
自动控制原理第八章 线性系统的状态空间分析与综合习题及解答
第八章 线性系统的状态空间分析与综合
习题及解答
8-1 已知电枢控制的直流伺服电机的微分方程组及传递函数
+
⑴设状态变量,,及输出量,试建立其动态方程;
⑵设状态变量及 ,试建立其动态方程。
解:
(1)由题意可知: ,
由已知
可推导出
由上式,可列动态方程如下
+
y =
(2)由题意可知:
可推导出
可列动态方程如下
由 和
得
由上式可得变换矩阵为
8-2 设系统微分方程为 。式中,u和y分别为系统输入和输出量。试列写可控标准型(即矩阵A为友矩阵)及可观测标准型(即矩阵A为友矩阵转置)状态空间表达式,并画出状态变量图。
解: 由题意可得:
可控标准型
状态变量图如下:
由方程得可观测标准型
状态变量图如下:
8-3 已知系统结构图如图8-29所示,其状态变量为。试求动态方程,并画出状态变量图。
由结构图可得
由上述三式,可列动态方程如下:
状态变量图如下:
8-4 已知系统传递函数为,试求可控标准型,可观测标准型,对角型动态方程,并画出状态变量图。
解:
可控标准型
(2)可观测标准型
(3)
由上式可得对角型
8-5 已知系统传递函数 ,试求约当型动态方程,并画出状态变量图。
解:
由上式,可得约当型动态方程
8-6 已知双输入—双输出系统状态方程和输出方程分别为
写出矩阵形式的动态方程,并画出状态变量图
解: 由题中给定方程可列写出动态方程
状态变量图如下
8-7 已知系统动态方程为 ,试求传递函数G(s)
解:
==
8-8 已知系统矩阵A=,至少用两种方法求状态转移矩阵。
解:
(1)级数法:
+
=
=
拉氏变换法
8-9 已知系统,
和
判断是否是状态转移矩阵。若是,则确定系统的状态阵A;如果不是,请说明理由。
解:转移矩阵应满足:
假设,为转移矩阵则
A1=
A2=
则
A1=
A2===A2
所以不是转移矩阵,是转移矩阵,其状态阵为。
8-10 试求下列状态方程的解 的解
解:由题意可得:
8-11 已知系统状态方程为,初始条件为。试求系统在单位阶跃输入作用下的响应。
解:
此题为求非奇次状态方程的解,对于非奇次状态方程。
8-12 已知差分方程,并且y(0)=0,y(1)=1,
试列写可控标准型离散动态方程,并求出时的系统响应。
解: 由差分方程可得离散动态方程如下:
8-13 已知连续系统的动态方程为设采样周期,试求离散化动态方程。
解:
==
8-14 试用李雅普诺夫第二法判断平衡状态的稳定性。
解:平衡点:
构造
则
=
=
判定性质:
负定,因此平衡状态是大范围一致渐近稳定的
8-15 已知系统状态方程为 ,当Q = I时,矩阵P的值;若选Q为正半定矩阵,求对应的P矩阵的值,并判断系统稳定性。
解:
令:
=
解得:
古氏行列式:
因此不定。
选
则 , 为负半定。
由等式 解得:
正半定。
判定系统稳定性:
三个特征值分别为:。因此系统不稳定。
8-16 设线性定常离散系统状态方程为,试求使系统渐近稳定的k 值范围。
解: 令
即
解得:
若要满足题意,需令 。因此,渐近稳定的条件为:。
8-17 试判断下列系统的状态可控性。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
解:
(1)
该系统不可控
(2)
该系统不可控。
(3)
该系统可控。
(4)
该系统不可控。
(5)
解:
矩阵不满秩,该系统不可控。
(6)
解:
矩阵不满秩,该系统不可控。
8-18 设系统状态方程为,并设系统状态可控,试求。
解:
令时,即可满足可控性条件。
8-19 设系统状态方程为 ,并设系统状态可控、可观测,
试求值。
解:
采用可控标准型
您可能关注的文档
- 联想客户关系管理分析报告.doc
- 联想并购案例英文版剖析.doc
- 联想移动乐Phone手机使用技巧培训.ppt
- 联想营销策划.doc
- 联想规划 公司组织结构.ppt
- 联网报警中心方案.doc
- 联轴器选型.doc
- 联网报警系统营销策划方案.doc
- 联运优势RFID-SIM一卡通方案-校园类.doc
- 联通BSS_CRM介绍_演讲稿.ppt
- 内蒙古呼和浩特市2024-2025学年高考语文试题模拟试卷(2)含解析.doc
- 内蒙古固阳县第一中学2025届高三下学期期末联考英语试题试卷含解析.doc
- 内蒙古包头市重点中学2025届高三下学期第一次统测考试英语试题含解析.doc
- 内蒙古赤峰市翁牛特旗乌丹二中2025届高三下学期期末目标检测试题英语试题含解析.doc
- 内蒙古赤峰市2024-2025学年高三联考(六)英语试题含解析.doc
- 内蒙古北方重工第三中学2024-2025学年高三下学期第二次月考试题语文试题试卷含解析.doc
- 内蒙古包头市第六中学2024-2025学年高三联合考试生物试题含解析.doc
- 内蒙古包头六中2025届高三第二次联考考生物试题文试题含解析.doc
- 内蒙古2025年高三模拟测试(一)语文试题试卷含解析.doc
- 内蒙古包头市包钢第四中学2024-2025学年高三下第二次诊断性考试语文试题含解析.doc
文档评论(0)