2020 现代控制理论基础(南京理工大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-09-15到2021-01-20

【作业】状态变量模型 状态变量模型单元作业

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1、 问题:设系统的微分方程为其中，为输入，为输出。试选取一组状态变量，写出系统的动态方程。
评分规则: 【 选取合适的状态变量，构成状态向量。
写出状态方程
写出输出方程
】

2、 问题:已知系统的传递函数为求对角型的动态方程。
评分规则: 【 求系统的极点，将传递函数写成部分分式之和
选取状态变量
对状态变量进行拉普拉斯反变换，得到状态方程和输出方程
】

3、 问题:试求下列状态方程的解
评分规则: 【 求出状态转移矩阵
写出状态方程解的表达式
】

4、 问题: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状态响应。
评分规则: 【 计算系统的状态转移矩阵。
写出状态方程解的数学表达式并计算出结果。
】

5、 问题:已知系统状态方程试求系统的传递函数G(s)。
评分规则: 【 写出系统的系数矩阵，计算特征多项式。
计算系统的传递函数。
】

6、 问题:
评分规则: 【 画出对应输入前馈标准型或相变量标准型的方框图。
写出相应的状态变量模型（状态空间表达式）。
】

7、 问题:
评分规则: 【 计算系统的状态转移矩阵。
求出给定初始条件下系统的状态响应。
】

8、 问题:
评分规则: 【 写出系统的特征方程。
求解出系统的根（极点）。
】

9、 问题:
评分规则: 【 求出系统的传递函数。
求出单位阶跃信号作用下系统的响应。
】

10、 问题:
评分规则: 【 求出s域系统的状态转移矩阵。
求出系统的传递函数。
】

状态变量模型 状态变量模型单元测试

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1、 问题:以下叙述错误的是
选项：
A:系统的状态空间模型包括状态方程和输出方程。
B:状态空间模型不仅可以描述时不变系统，还可以描述时变系统。
C:一个给定的系统只存在一组动态方程。
D:状态空间模型存在多种等效的标准型。
答案: 【一个给定的系统只存在一组动态方程。】

2、 问题:以下叙述正确的是：
选项：
A:状态空间模型（A,B,C）的极点等于矩阵A的特征根。
B:状态空间模型中，系统的输出是由微分方程决定的。
C:如果系统存在多个状态，则系统可建立对角矩阵形式的状态空间模型。
D:给定系统的状态微分方程，总能够求出状态的数学表达式。
答案: 【状态空间模型（A,B,C）的极点等于矩阵A的特征根。】

3、 问题:某单输入-单输出系统的状态空间模型为则该系统的极点为：
选项：
A:1， 3
B:-1， 3
C:1， -3
D:-1， -3
答案: 【-1， -3】

4、 问题:在以下哪些条件下，状态变量可以描述系统的未来响应:
选项：
A:给定当前状态
B:给定输入
C:给定输出
D:给定动态方程
答案: 【给定当前状态;
给定输入;
给定动态方程】

5、 问题:线性定常系统的状态解析表达式中包含
选项：
A:初始状态
B:状态转移矩阵
C:输入
D:输出
答案: 【初始状态;
状态转移矩阵;
输入】

6、 问题:时变控制系统是指一个或多个系统参数会随时间变化的系统。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

7、 问题:时域是指数学模型以时间尺度t为基本变量来描述系统及其响应。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

8、 问题:状态空间模型只能用来描述单输入单输出的线性系统。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

9、 问题:系统状态空间模型中的状态变量可能没有实际物理意义。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

10、 问题:具有互不相同的极点的系统总能够化成对角线标准型。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

11、 问题:线性定常系统的状态解析表达式中包含
选项：
A:初始状态
B:状态转移矩阵
C:输入
D:过去时刻的状态
答案: 【初始状态;
状态转移矩阵;
输入】

【作业】状态变量反馈控制系统设计 状态变量反馈控制系统设计单元作业

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1、 问题:判断如下系统的可控性
评分规则: 【 计算可控性矩阵
判断可控性矩阵的秩
写出结论：系统状态不完全可控
】

2、 问题:设系统状态方程为设该系统状态可控，求a,b满足的条件。
评分规则: 【 写出系统状态可控的秩判据
计算可控性矩阵及其行列式
写出a和b满足的条件
】

3、 问题:判断以下系统的可观测性。
评分规则: 【 计算出可观测性矩阵
判断可观测性矩阵的秩
写出结论：该系统完全可观测
】

4、 问题:试确定使下列系统可观测的a和b应满足的条件。
评分规则: 【 写出系统可观测秩判据
计算出可观测性判别矩阵及其行列式
写出结论：
】

5、 问题:设被控系统状态方程为可否用状态反馈任意配置闭环极点，为什么？求状态反馈矩阵，使闭环极点位于处。
评分规则: 【 验证该系统的可控性
写出状态反馈控制律及状态反馈系统状态方程
计算闭环系统特征多项式
计算期望特征多项式
计算出状态反馈增益矩阵
】

6、 问题:设被控系统动态方程为设计全维状态观测器，使闭环极点位于和,.
评分规则: 【 检验系统的可观测性。
写出全维状态观测器的形式及误差系统
计算观测器特征值方程
计算期望特征方程
计算出观测器增益矩阵
】

7、 问题: