2025年现代控制理论期末试题及答案.pdfVIP

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

现代控制理论期末试题及答案

一、选择题

1.以下哪项不是现代控制理论的基本特征？

A.多变量控制

B.非线性控制

C.自适应控制

D.单变量控制

答案：D.单变量控制

2.PID控制器中，P代表的是什么？

A.比例

B.积分

C.微分

D.参数

答案：A.比例

3.动态系统的状态方程通常是以什么形式表示的？

A.微分方程

B.代数方程

老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

C.积分方程

D.线性方程

答案：A.微分方程

4.控制系统的稳定性可以通过什么分析方法来判断？

A.傅里叶变换

B.拉普拉斯变换

C.巴特沃斯准则

D.极点分布

答案：C.巴特沃斯准则

5.控制系统的性能可以通过什么指标来评估？

A.驰豫时间

B.超调量

C.峰值时间

D.准确度

答案：A.驰豫时间

二、问答题

1.说明PID控制器的原理和作用。

其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

答：PID控制器是一种常用的控制器，它由比例环节（P）、积分

环节（I）和微分环节（D）组成。比例环节根据控制误差的大小来产

生控制量，积分环节用于累积控制误差并增加控制量，微分环节用于

预测控制误差的变化趋势并调整控制量。PID控制器的作用是通过调整

上述三个环节的权重和参数，使得控制系统能够尽可能快速地响应控

制信号，并且保持控制精度和稳定性。

2.什么是状态空间法？简要描述其主要思想。

答：状态空间法是用于描述动态系统的一种方法。其主要思想是将

系统的状态表示为一组变量的集合，通过对这些变量的微分方程建模

来描述系统的动态行为。状态空间模型包括状态方程和输出方程，其

中状态方程描述了系统状态的变化规律，输出方程描述了系统输出与

状态之间的关系。通过求解状态方程和输出方程，可以得到系统的状

态响应和输出响应，进而对系统进行分析和设计。

三、计算题

1.给定一个具有状态方程和输出方程如下的系统，求解其状态和输

出的完整响应。

状态方程：

其中，矩阵A为

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

矩阵B为

矩阵C为

矩阵D为

初值条件为：

输入信号为：

答：

首先，根据给定的状态方程和初值条件，可以求解出系统的状态响

应。状态方程的解为：

代入给定的初值条件和输入信号，得到：

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

进一步计算可得：

然后，根据给定的输出方程和状态响应，可以求解出系