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现代控制理论期末考试复习题

uy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，构成对一个系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错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。（错误！未找到引用源。,错误！未找到引用源。）是互为对偶，则系统错误！未找到引用源。状态能控能控（能观测）性定价与系统错误！未找到引用源。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:错误！未找到引用源。

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

递函数阵表达式错误！未找到引用源。

32.写出线性定常连续系统齐次状态方程解

的矩阵指数表达式错误！未找到引用源。

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错误！未找到引用源。

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.绘制MIMO 系统的输出反馈结构图

40.绘制开环状态观测器的结构图

41.绘制渐近状态观测器的结构图

42.线性变换的基本性质包括哪两个不变性？以①系统特征方程和特征值的不变性②传递函数的不变性。 43.线性定常续系统状态方程的解由哪两个’h 应。

44.何为系统一致能控？系统对于任意的t0Etd 均是状态完全能控的。

45.何谓系统的实现问题？由系统传递函数建立状态空间模型这类问题称为系统实现问题。

46.何谓系统的最小实现？将维数最小的实现称为系统的最小实现。

47.系统最小实现的充要条件是什么？系统

条件能控又能观测。 48.何谓平衡态？指状态空间中状态变量的导数向量为零向量的点。 49.李氏函数具有什么性质？正定性，负定型，正半定性，负半定性，不

定性

50.作为综合问题，必须考虑哪三个方面的因素？①抗外部干扰问题②抗内部结构与参数的摄动问题（鲁棒性问题）③控制规律的工程实现问题。

51.系统综合问题主要有哪两个方面？①可综合条件②控制规律的算法问题。 52.对线性定常连续系统，利用线性状态反馈矩阵能使闭环系统极点任意配置的充要条件是什么？被控系统状态完全能控。 53.不完全能控的线性定常连续系统，采用状态反馈使闭环系统镇定的充要条件是什么？系统的完全不能控部分是渐还稳定

的。 54.系统∑(A,B,C)通过输出反馈能镇定的充

要条件是什么？结构分析中的能控且能观测部分是能输出反馈极点配置的，其

余部分是渐近稳定的。 55.多变量系统实现解耦的基本思路是什

么？主要实现方法及各存在哪些问题？基本思路是通过引入控制装置使系统传

递函数矩阵对角化，实现方法主要有前馈补偿器解耦，输入变换与状态反馈相

结合解耦，存在问题：反馈补偿解耦原

理虽然简单，但增加了系统的维数且实

现收到错误！未找到引用源。是否存在及错误！未找到引用源。物理上是否可实现的限制，而状态反馈解耦具有积分型的解耦系统使系统不稳定。

56.带渐近状态观测器的状态反馈闭环系统具有哪三个特性？①分离特性②传递函数的不变性③状态观测误差不能控。 #

57.设系统的微分方程为

u y y y 3685y .

.....=+++,求系统的状态空

间表达式。

解：选取y ，错误！未找到引用源。为状态变量即

则系统的微分方程得状态间表达式

其向量-矩阵方程的状态空间表达式为

58.设系统的状态空间表达式为

u x x x X ????

??????+????????????????????---=10023

010

321.

????

??????????

??=32

1211

3x x x y

求系统的传递函数。

解：∵错误！未找到引用源。

故系统的传递函数为

59.判下列系统的状态能控性和输出能控性。

u x ??

???+????

??-=0121

01X . （1）

y=[ 0 1]x

(2)

x u x x x X ??

????=????

??????+????????????????????-=0

-101 y 001-2 0 1100

-0

013-321.

①解：采用代数判据，由状态能控性的代数判据有

所以状态完全能控

又输出能控性德代数判据有

所以输出完全能控

②解由状态能控性德模态判据有，由于特征-3的约当块的B 的分块，最后一行为全零，则系统不完全能控。由输出能控的代数判据有

所以输出完全能控

60.判下列系统的能观性。

(1) x ??

??=01

X . y=[ 1 1]x （2）

x x x x X ??

????=????

????????????????-=402 201

y 30

-0

012-321.

①解：系统的观测矩阵错误！未找到引用源。

系统矩阵错误！未找到引用源。得

系统能观测性矩阵为

可知错误！未找到引用源。满足能观测性德充要条件所以该系统是能观测的。

②由状态能观测性的模态判据有：由于每个特征值仅有一个约当块且所对应的c 的分块的第一列非全为零，因此系统安全能观测。

61.设二阶线性定常系统的状态方程为 x ???

??=1-1-10X .

，实对称矩阵为：??

??=12

1212

3P 平衡状态是原点，试确定该系统的稳定性，求李雅普诺夫函数。

解：取李亚普诺夫函数为错误！未找到引用源。

此时实对称矩阵p 可由下式确定

解得：错误！未找到引用源。

从方程组中解出错误！未找到引用源。可得

显然P 是正定的，因此在原点出的平衡状态是大范围渐近稳定的，李亚普诺夫函数为

62.已知线性定常系统如下。

u 10065

-1

-100

0321.

????

??????+????????????????????-=x x x X 希望该系统的闭环极点为s=-2±j4和s=-10。

试确定状态反馈增益矩阵K 。

解：首先需要检验该系统的能控性矩阵，由于能控性矩阵为

∴得出detQ=-1，因此ranQ=3,所以该系统是状态安全能挖的，可以任意配置极点。该系统的特征方程为错误！未找到引用源。因此错误！未找到引用源。期望的特征方程为

所以错误！未找到引用源。可得错误！未找到引用源。

现代控制理论试题

现代控制理论试题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

现代控制理论试题一、名词解释（15分） 1、能控性 2、能观性 3、系统的最小实现 4、渐近稳定性二、简答题（15分） 1、连续时间线性时不变系统（线性定常连续系统）做线性变换时不改变系统的那些性质 2、如何判断线性定常系统的能控性如何判断线性定常系统的能观性 3、传递函数矩阵的最小实现A、B、C和D的充要条件是什么 4、对于线性定常系统能够任意配置极点的充要条件是什么 5、线性定常连续系统状态观测器的存在条件是什么三、计算题（70分） 1、RC 无源网络如图1所示，试列写出其状态方程和输出方程。其中，为系统的输入，选两端的电压为状态变量,两端的电压为状态变量,电压为为系统的输出y。 2、计算下列状态空间描述的传递函数g(s) 图1：RC无源网络 3、求出下列连续时间线性是不变系统的时间离散化状态方程：其中，采样周期为T=2. 4、求取下列各连续时间线性时不变系统的状态变量解和 5、确定是下列连续时间线性时不变系统联合完全能控和完全能观测得待定参数a的取值范围： 6、对下列连续时间非线性时不变系统，判断原点平衡状态即是否为大范围渐近稳定： 7、给定一个单输入单输出连续时间线性时不变系统的传递函数为试确定一个状态反馈矩阵K，使闭环极点配置为,和。现代控制理论试题答案一、概念题 1、何为系统的能控性和能观性答：（1）对于线性定常连续系统，若存在一分段连续控制向量u(t)，能在有限时间区间[t0,t1]内将系统从初始状态x(t0)转移到任意终端状态x(t1)，那么就称此状态是能控的。（2）对于线性定常系统，在任意给定的输入u(t)下，能够根据输出量y(t)在有限时间区间[t0,t1]内的测量值，唯一地确定系统在t0时刻的初始状态x(t0 )，就称系统在t0时刻是能观测的。若在任意初始时刻系统都能观测，则称系统是状态完全能观测的，简称能观测的。

现代控制理论模拟题

《现代控制理论》模拟题（补）一．判断题 1．状态变量的选取具有非惟一性。（ √ ） 2．由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数。（ √ ） 3．传递函数G (s )的所有极点都是系统矩阵A 的特征值，系统矩阵A 的特征值也一定都是传递函数 G (s )的极点。（ × ） 4．若一个对象的连续时间状态空间模型是能控的，则其离散化状态空间模型也一定是能控的。（ × ） 5．对一个系统，只能选取一组状态变量（ × ） 6．由状态转移矩阵可以决定系统状态方程的状态矩阵，进而决定系统的动态特性。（ √ ） 7．传递函数只能给出系统的输出信息；而状态空间表达式不仅给出输出信息，还能够提供系统内部状态信息。（ √ ） 8．一个系统的平衡状态可能有多个，因此系统的李亚普诺夫稳定性与系统受干扰前所处得平衡位置无关。（ × ） 9．系统的状态观测器存在的充分必要条件是：系统能观测，或者系统虽然不能观测，但是其不能观测的子系统的特征值具有负实部。（ √ ） 10．如果线性离散化后系统不能控，则离散化前的连续系统必不能控。（ × ） 11．一个系统BIBO 稳定，一定是平衡状态0e x =处渐近稳定。（ × ） 12．状态反馈不改变系统的能控性。（ √ ） 13．对系统x Ax =&，其李亚普诺夫意义下的渐近稳定性和矩阵A 的特征值都具有负实部是一致的。（ √ ） 14．极点配置实际上是系统镇定问题的一个特殊情况。（ × ） 15．若传递函数存在零极相消，则对应的状态空间模型描述的系统是不能控不能观的。（ × ） 16．若系统状态完全能控，则对非渐近稳定系统通过引入状态反馈实现渐近稳定，称为镇定问题。（ √ ）二．填空题 1．动态系统的状态是一个可以确定该系统行为的信息集合。这些信息对于确定系统未来的行为是充分且必要的。 2．以所选择的一组状态变量为坐标轴而构成的正交线性空间，称之为状态空间。 3．能控性定义: 线性定常系统的状态方程为()()()x t Ax t Bu t =+&,给定系统一个初始状态00()x t x =,如果在10t t >的有限时间区间10[,]t t 内,存在容许控制()u t ,使 1()0x t =,则称系统状态在0t 时刻是能控的;如果系统对任意一个初始状态都能控 , 称系统是状态完全能控的。

八年级物理下册期末试题及答案

2009-2010学年度八年级物理下册期末模拟试题一、填空（每空1分，共25分） 1．家庭电路中，要装表，用来测量用户消耗的电能；我国家庭电路的电压是 V；对人体安全的电压不高于 V。 2．如图1所示，图甲中试电笔的笔尖A应该是（选填“导体”或“绝缘体”）。在图乙和图丙中，正确使用试电笔的是图，当用它插入插座的左孔时氖管不亮，插入右孔时氖管发光，可知火线在插座的孔。 3．如图2所示，电源电压为6V且保持不变，电阻R的阻值为30Ω，滑动变阻器R／的阻值变化范围为0～24Ω，电流表的量程为0．6A．当开关S闭合后，滑动变阻器接入电路的阻值允许调至的最小值为Ω，滑动变阻器消耗的最小功率为W。 4．现在有一种“手机自生能”技术。手机上装上特制电池，上下左右摇晃手机即可产生电能，这种手机电池产生电能时应用到了________ 现象，其能量转化是 _________ ； 5．小刚家电热毯的电阻丝断了，他爸爸将电阻丝接上后继续使用，在使用中小刚发现接头处被烧焦了。小刚猜测可能是接头处的电阻（选填“变大”或“变小”），你判断小刚的爸爸是图3中的种接线方法。在家庭电路中，除接线外还有哪些地方与上述现象有相似之处？请你列举出一例。 6．如图4所示的两个模型，其中甲图是机的模型，它是根据制成的，乙图是机的模型，它是根据制成的。7．如图5所示，A和B分别是两个阻值不同的电阻R1和R2的电流和电压关系图，请判断两个电阻的大小关系为R1______R2：（选填“大于”“小于”或“等于”）。若两个电阻串联，串联总电阻的图像在区域________。（选填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”） 8．如图6所示，电源电压恒定．小灯泡L标有“3V0.6W”字样， R为定值电阻。闭合S，断开S l，小灯泡正常发光；若再闭合S1，发

高二物理第二学期期末考试模拟试题1

高二物理第二学期期末考试模拟试题06.6 第Ⅰ卷（选择题共40分）一.本题共10小题，每题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选错或不答得0分，选对但不全的得2分． 1.下列说法正确的是Ａ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的Ｂ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构Ｃ．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说基础上引进了量子理论Ｄ．α射线、β射线、γ射线本质上都是电磁波 2．根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是 A. 教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场 B. 工作时打点计时器周围必有磁场和电场 C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场 D 电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直 3.有一个非常有趣的实验：在单缝衍射实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝。实验表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的衍射条纹，对这个实验结果下列认识正确的是 A．曝光时间不长时，光的能量小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子。 B．单个光子的运动没有确定的轨道。 C．衍射条纹中明亮的部分是光子到达机会比较多的地方。 D．只有大量光子的行为才表现出波动性。 4.甲、乙两种单色光均垂直入射到同一条直光纤的端面上，甲单色光穿过光纤的时间比乙单色光长．则 A ．光纤对单色光甲的折射率较大 B ．乙单色光的粒子性比甲单色光显著 C ．甲单色光的光子能量较大 D ．用它们分别作为同一双缝干涉装置的光源时，甲的干涉条纹间距较大. 5.如图所示电路中，电源电压为U，A、B是额定功率为P的两个灯泡，且灯泡A的电阻为灯泡B的４倍，两个灯泡均正常发光，由上述条件可求得 A．变压器原副线圈的匝数比 B. A灯的额定电压 C．B灯的额定电流D．上述物理量都不能求得 6.根据玻尔理论，氢原子从第五能级跃迁到第三能级时辐射的光子恰能使金属A发生光电效应，则以下判断正确的是 A．氢原子做上述跃迁时，它的电子轨道半径将减小 B．氢原子从第五能级跃迁时，可能辐射出10种不同频率的光子

现代控制理论基础试卷及答案

现代控制理论基础考试题西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟）学院：专业：姓名：学号： ) 一．填空题（共27分，每空分） 1.现代控制理论基础的系统分析包括___________和___________。 2._______是系统松弛时，输出量、输入量的拉普拉斯变换之比。 3.线性定常系统齐次状态方程是指系统___________时的状态方程。 4.推导离散化系统方程时在被控对象上串接一个开关，该开关以T为周期进行开和关。这个开关称为_______。 5.离散系统的能______和能______是有条件的等价。 6.在所有可能的实现中，维数最小的实现称为最小实现，也称为__________。 7.构造一个与系统状态x有关的标量函数V(x, t)来表征系统的广义能量， V(x, t)称为___________。8." 9.单输入-单输出线性定常系统，其BIBO稳定的充要条件是传递函数的所有极点具有______。 10.控制系统的综合目的在于通过系统的综合保证系统稳定，有满意的 _________、_________和较强的_________。 11.所谓系统镇定问题就是一个李亚普诺夫意义下非渐近稳定的系统通过引入_______，以实现系统在李亚普诺夫意义下渐近稳定的问题。 12.实际的物理系统中，控制向量总是受到限制的，只能在r维控制空间中某一个控制域内取值，这个控制域称为_______。 13._________和_________是两个相并行的求解最优控制问题的重要方法。二．判断题（共20分，每空2分） 1.一个系统，状态变量的数目和选取都是惟一的。（×） 2.传递函数矩阵的描述与状态变量选择无关。（√） 3.状态方程是矩阵代数方程，输出方程是矩阵微分方程。（×） 4.对于任意的初始状态) ( t x和输入向量)(t u，系统状态方程的解存在并且惟一。（√） 5.（ 6.传递函数矩阵也能描述系统方程中能控不能观测部分的特性。（×） 7.BIBO 稳定的系统是平衡状态渐近稳定。（×）

现代控制理论复习题库

一、选择题 1.下面关于建模和模型说法错误的是( C )。 A．无论是何种系统，其模型均可用来提示规律或因果关系。 B．建模实际上是通过数据、图表、数学表达式、程序、逻辑关系或各种方式的组合表示状态变量、输入变量、输出变量、参数之间的关系。 C．为设计控制器为目的建立模型只需要简练就可以了。 D．工程系统模型建模有两种途径，一是机理建模，二是系统辨识。 &&&&的类型是( B ) 。 2.系统()3()10() y t y t u t ++= A．集中参数、线性、动态系统。B．集中参数、非线性、动态系统。 C．非集中参数、线性、动态系统。D．集中参数、非线性、静态系统。 3.下面关于控制与控制系统说法错误的是( B )。 A．反馈闭环控制可以在一定程度上克服不确定性。 B．反馈闭环控制不可能克服系统参数摄动。 C．反馈闭环控制可在一定程度上克服外界扰动的影响。 D．控制系统在达到控制目的的同时，强调稳、快、准、鲁棒、资源少省。 x Pz说法错误的是( D )。 4.下面关于线性非奇异变换= A．非奇异变换阵P是同一个线性空间两组不同基之间的过渡矩阵。 B．对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的特征值。 C．对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的传递函数。 D．对于线性定常系统，线性非奇异变换不改变系统的状态空间描述。 5.下面关于稳定线性系统的响应说法正确的是( A )。 A．线性系统的响应包含两部分，一部是零状态响应，一部分是零输入响应。 B．线性系统的零状态响应是稳态响应的一部分。 C．线性系统暂态响应是零输入响应的一部分。 D．离零点最近的极点在输出响应中所表征的运动模态权值越大。 6.下面关于连续线性时不变系统的能控性与能观性说法正确的是( A ) 。 A．能控且能观的状态空间描述一定对应着某些传递函数阵的最小实现。 B．能控性是指存在受限控制使系统由任意初态转移到零状态的能力。 C．能观性表征的是状态反映输出的能力。 D．对控制输入的确定性扰动影响线性系统的能控性，不影响能观性。 7.下面关于系统Lyapunov稳定性说法正确的是( C ) 。

(完整版)现代控制理论考试卷及答案

西北工业大学考试试题（卷）2008 －2009 学年第2 学期

2009年《现代控制理论》试卷A 评分标准及答案第一题（10分，每个小题答对1分，答错0分）（1）对（2）错（3）对（4）错（5）对（6）对（7）对（8）对（9）对（10）错第二题（15分）（1）)(t Φ（7分）：公式正确3分，计算过程及结果正确4分 ? ? ? ???+-+---=-=Φ?? ?? ??????+- +-+- +-+- ++-+=??????-+++=-??? ???+-=------------t t t t t t t t e e e e e e e e A sI L t s s s s s s s s s s s s A sI s s A sI 22221 11 2222}){()(22112 21221112112 213)2)(1(1 )(321 （2）状态方程有两种解法（8分）：公式正确4分，计算过程及结果正确4分 ??????-+-+-=????? ???????+-+++-+++-++??????+--=??????????? ???????++-++++-=-+-=??????---+-=????? ?+--+??? ???+--=??????-Φ+Φ=------------------------------??t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t e e te e e te s s s s s s L e e e e t x t x s s s s s L x A sI L t x s BU A sI x A sI s X e e t e e t d e e e e e e e e e t x t x d t Bu x t t x 222 21 22212 21111122)(02222210 2344}2414)1(42212)1(4 {2)()(} )2()1(4) 2()1()3(2{)}0(){()() ()()0()()(2)34()14(22222)()()()()0()()(或者 ττ τττττττ 第三题（15分，答案不唯一，这里仅给出可控标准型的结果）（1）系统动态方程（3分） []x y u x x 0010 1003201 00010=???? ??????+??????????--=&

人教版八年级物理下册期末模拟试题及答案.doc

【若缺失公式、图片现象属于系统读取不成功，文档内容齐全完整，请放心下载。】八年级期末考试物理试卷 A．树枝对猴子的作用力和猴子所受的重力是一对平衡力 B．猴子对树枝的作用力和猴子所受的重力是一对平衡力 C．猴子对树枝的作用力和树枝对猴子的作用力是—对平衡力 D．猴子很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中 3、公安部门要求小型客车的驾驶员行驶时必须使用安全带，其目的是一旦发生交通事故，防止驾驶员身体由于（） A．受到向前的冲击力而撞击车体 B．受到座椅靠背向前的推力而撞击车体 C．受到向前的惯性力而撞击车体 D．惯性继续向前运动而撞击车体 4、下图的几种情景中，人做了功的是：（） A踢出去的足球B．司机推汽车， C．女孩把一箱报 D．学生背着书包在在水草地上滚动纹丝不动刊搬起来平路面上行走5．“死海不死”的故事说的是：“……将奴隶和俘虏扔进海里，可他们都漂浮在海面上……”以下是几位同学对该现象的解释，其中正确的是 ( ) A．奴隶和俘虏是被水平扔进海里的 B．海水的密度等于人体的密度，人在海里自然漂浮 C．人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力总大于其重力 D．人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力等于其重力

6.一物体沿斜面匀速下滑，物体的（） A .动能增加，势能减小 B .动能、势能都减小 C .动能不变，势能减小 D .机械能总量保持不变 7.如图2所示装置处于静止状态，不计滑轮和绳的重力，若物体的重力分别是G 1和G 2，那么G 1和G 2的关系是( ) A.G 1＝G 2； B.G 1＝2G 2； C.G 1＝2 1G 2； D.无法判断 8.小杰同学在游玩“海底世界”时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如右图所示，对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是（） A 、浮力不变，压强不变； B 、浮力变小，压强变小； C 、浮力变大，压强变小； D 、浮力变大，压强变大。 9.将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中，如图所示，结果是（） A ．仍是满罐水 B ．水将流出一部分 C ．水将全部流出 D ．以上答案都不对 10、某市提倡“绿色交通”体系，建立了一些彩色自行车道，推行“低碳生活”。自行车会成为人们的重要交通工具,有关自行车的说法中正确的是（） A ．骑自行车匀速下坡时动能和机械能均不变 B ．车把手是一个省力杠杆 C ．自行车的座垫做得较宽大是为了减小对臀部的压力

2019-2020年高三物理期末考试模拟试题

2019-2020年高三物理期末考试模拟试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共150分。第Ⅰ卷 (选择题共40分) 一、本题共10小题：每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的是2分，有选错或不答的得0分。 1．下列说法正确的是 A ．物体放出热量，温度一定降低 B ．物体内能增加，温度一定升高 C ．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 D ．热量能自发地从高温物体传给低温物体２．由两个完全相同的波源S 1与S 2发出的两列波在某时刻的情况，如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，下列说法正确的是Ａ．处于波谷与波谷相遇处质点振动一定最弱Ｂ．处于波峰与波峰相遇处的质点振动一定最强Ｃ．振动最强的质点的位移始终最大，大小为每一列波振幅的２倍Ｄ．振动最弱的质点除了该时刻处于波峰与波谷的交点外，还有其它质点 3．下列说法正确的是Ａ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的Ｂ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构Ｃ．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说基础上引进了量子理论Ｄ．α射线、β射线、γ射线本质上都是电磁波４．光滑绝缘的斜面固定在水平面上,一个带负电的小滑块从斜面顶端由静止释放,要使小滑块能沿斜面运动一段时间后离开斜面,下面的办法可行的是Ａ．加竖直向上的匀强电场Ｂ．加垂直纸面向外的匀强磁场Ｃ．加垂直纸面向里的匀强磁场Ｄ．加竖直向下的匀强电场５．图是某金属在光的照射下,光电子最大初动能E k 与入射光频率v 的关系,由图象可知 A ．该金属的逸出功等于E B ．该金属的逸出功等于hv 0 C ．入射光的频率为2v 0时,产生的光电子的最大初动能为２E D ．入射光的频率为v 0/2时,产生的光电子的最大初动能为E /2

现代控制理论试题

现代控制理论试题一、名词解释（15分） 1、能控性 2、能观性 3、系统的最小实现 4、渐近稳定性二、简答题（15分） 1、连续时间线性时不变系统（线性定常连续系统）做线性变换时不改变系统的那些性质？ 2、如何判断线性定常系统的能控性？如何判断线性定常系统的能观性？ 3、传递函数矩阵错误！未找到引用源。的最小实现A、B、C和D的充要条件是什么？ 4、对于线性定常系统能够任意配置极点的充要条件是什么？ 5、线性定常连续系统状态观测器的存在条件是什么？三、计算题（70分） 1、RC无源网络如图1所示，试列写出其状态方程和输出方程。其中，错误！未找到引用源。为系统的输入，选错误！未找到引用源。两端的电压为状态变量错误！未找到引用源。,错误！未找到引用源。两端的电压为状态变量错误！未找到引用源。,电压错误！未找到引用源。为为系统的输出y。图1：RC无源网络 2、计算下列状态空间描述的传递函数g(s) 3、求出下列连续时间线性是不变系统的时间离散化状态方程：其中，采样周期为T=2. 4、求取下列各连续时间线性时不变系统的状态变量解错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。

5、确定是下列连续时间线性时不变系统联合完全能控和完全能观测得待定参数a的取值范围： 6、对下列连续时间非线性时不变系统，判断原点平衡状态即错误！未找到引用源。是否为大范围渐近稳定： 7、给定一个单输入单输出连续时间线性时不变系统的传递函数为试确定一个状态反馈矩阵K，使闭环极点配置为错误！未找到引用源。,错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。。

现代控制理论试题答案一、概念题 1、何为系统的能控性和能观性？答：（1）对于线性定常连续系统，若存在一分段连续控制向量u(t)，能在有限时间区间[t0,t1]内将系统从初始状态x(t0)转移到任意终端状态x(t1)，那么就称此状态是能控的。（2）对于线性定常系统，在任意给定的输入u(t)下，能够根据输出量y(t)在有限时间区间[t0,t1]内的测量值，唯一地确定系统在t0时刻的初始状态x(t0 )，就称系统在t0时刻是能观测的。若在任意初始时刻系统都能观测，则称系统是状态完全能观测的，简称能观测的。 2、何为系统的最小实现？答：由传递函数矩阵或相应的脉冲响应来建立系统的状态空间表达式的工作，称为实现问题。在所有可能的实现中，维数最小的实现称为最小实现。 3、何为系统的渐近稳定性？答：若错误！未找到引用源。在时刻错误！未找到引用源。为李雅普若夫意义下的稳定，且存在不依赖于错误！未找到引用源。的实数错误！未找到引用源。和任意给定的初始状态错误！未找到引用源。，使得错误！未找到引用源。时，有错误！未找到引用源。，则称错误！未找到引用源。为李雅普若夫意义下的渐近稳定二、简答题 1、连续时间线性时不变系统（线性定常连续系统）做线性变换时不改变系统的那些性质？答：系统做线性变换后，不改变系统的能控性、能观性，系统特征值不变、传递函数不变 2、如何判断线性定常系统的能控性？如何判断线性定常系统的能观性？答：方法1：对n维线性定常连续系统，则系统的状态完全能控性的充分必要条件为：错误！未找到引用源。。方法2：如果线性定常系统的系统矩阵A具有互不相同的特征值，则系统能控的充要条件是，系统经线性非奇异变换后A阵变换成对角标准形，且错误！未找到引用源。不包含元素全为0的行线性定常连续系统状态完全能观测的充分必要条件是能观性矩阵错误！未找到引用源。满秩。即：错误！未找到引用源。 3、传递函数矩阵错误！未找到引用源。的最小实现A、B、C和D的充要条件是什么？

《现代控制理论基础》考试题B卷及答案

一．（本题满分10分）请写出如图所示电路当开关闭合后系统的状态方程和输出方程。其中状态变量的设置如图所示，系统的输出变量为流经电感2L 的电流强度。【解答】根据基尔霍夫定律得： 1113222332 1L x Rx x u L x Rx x Cx x x ++=?? +=??+=? 改写为1 13111 22 322 312 11111R x x x u L L L R x x x L L x x x C C ? =--+?? ?=-+???=-?? ，输出方程为2y x = 写成矩阵形式为

[]11 111222 2 331231011000110010R L L x x L R x x u L L x x C C x y x x ??? --???????????????? ???????=-+???? ??????? ??????????????? ? ???-?????? ? ? ??? ?? ?=??? ?????? 二．（本题满分10分）单输入单输出离散时间系统的差分方程为 (2)5(1)3()(1)2()y k y k y k r k r k ++++=++ 回答下列问题：（1）求系统的脉冲传递函数；（2）分析系统的稳定性；（3）取状态变量为1()()x k y k =，21()(1)()x k x k r k =+-，求系统的状态空间表达式；（4）分析系统的状态能观性。【解答】（1）在零初始条件下进行z 变换有： ()()253()2()z z Y z z R z ++=+ 系统的脉冲传递函数： 2()2 ()53 Y z z R z z z +=++ （2）系统的特征方程为 2()530D z z z =++= 特征根为1 4.3z =-，20.7z =-，11z >，所以离散系统不稳定。（3）由1()()x k y k =，21()(1)()x k x k r k =+-，可以得到 21(1)(2)(1)(2)(1)x k x k r k y k r k +=+-+=+-+ 由已知得 (2)(1)2()5(1)3()y k r k r k y k y k +-+=-+-112()5(1)3()r k x k x k =-+- []212()5()()3()r k x k r k x k =-+-123()5()3()x k x k r k =--- 于是有： 212(1)3()5()3()x k x k x k r k +=--- 又因为 12(1)()()x k x k r k +=+ 所以状态空间表达式为

现代控制理论1-8三习题库

信息工程学院现代控制理论课程习题清单

3.有电路如图1-28所示。以电压U(t)为输入量，求以电感中的电流和电容上的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻 R 2上的电压作为输出量的输出方程。 4.建立图P12所示系统的状态空间表达式。 M 2 1 f(t) 5.两输入u i ，U 2，两输出y i ，y 的系统，其模拟结构图如图 1-30所示, 练习题，输出为，试自选状态变量并列写出其状 2. 有电路如图所示，设输入为态空间表达式。 C ri _ l- ------- s R 2 U i U ci L u A ------ — 2 R i

试求其状态空间表达式和传递函数阵。 6.系统的结构如图所示。以图中所标记的 x 1、x 2、x 3作为状态变量，推导其状态空间表达式。其中，u 、y 分别为系统的输入、输出，1、 2 试求图中所示的电网络中，以电感 L i 、L 2上的支电流x i 、X 2作为状态变量的状态空间表达式。这里 u 是恒流源的电流值，输出 y 是R 3上的支路电压。 8. 已知系统的微分方程 y y 4y 5y 3u ，试列写出状态空间表达式。 9. 已知系统的微分方程 2y 3y u u ，试列写出状态空间表达式。 10. 已知系统的微分方程 y 2y 3y 5y 5u 7u ，试列写出状态空间表达式。 7. 3均为标量。

11. 系统的动态特性由下列微分方程描述 y 5 y 7 y 3y u 3u 2u 列写其相应的状态空间表达式，并画出相应的模拟结构图。 12. 已知系统传递函数 W(s) 坐卫 2 ,试求出系统的约旦标准型 s(s 2)(s 3) 的实现，并画出相应的模拟结构图 13. 给定下列状态空间表达式 X 1 0 1 0 X 1 0 X 2 2 3 0 X 2 1 u X 3 1 1 3 X 3 2 X 1 y 0 0 1 x 2 X 3 (1)画出其模拟结构图；(2)求系统的传递函数 14. 已知下列传递函数，试用直接分解法建立其状态空间表达式，并画出状态变量图。 15. 列写图所示系统的状态空间表达式。 16. 求下列矩阵的特征矢量 0 1 0 A 3 0 2 12 7 6 17. 将下列状态空间表达式化成约旦标准型(并联分解) (1)g(s ) s 3 s 1 3 2 s 6s 11s 6 ⑵ g(s ) s 2 2s 3 3 c 2 s 2s 3s 1

人教版八年级上册物理期末考试试题及答案

2012-2013学年八年级物理上学期期末模拟试题及答案检测时间：90分钟满分：100分姓名评价一.我会填空（每空1分，共26分） 1.在下列数据后面填上合适的单位：（1）一张纸的厚度约为75 ______；（2）一辆满载货物的卡车匀速行驶的速度约为38 _______。 2. 甲同学把耳朵贴在长钢管的一端，乙同学在长钢管的另一端敲击一下，甲同学听到了两次响声，这两次呼响声是声音分别通过_______、_______传入甲同学耳朵的。 3. 站在行驶的火车上的乘客看到树木向东运动，他是以______为参照物的；若以地面为参照物，火车正在向_______运动。 4. 日食现象是由于光的_______形成的；站在平静的池塘旁，可看到岸边大树的倒影和水中游的鱼，前者是光的_______现象，后者是光的_______现象，所看到的都是_______（填“实像”或“虚像”） 5. 如图1所示，“40”表示________，在遵守交通规则的前提下，从看到这两个标志牌的地方到达“西大桥”，匀速行驶的汽车最快需_______min 。 40 西大桥 8km 图1 6. 一个人站在竖直放置的平面镜前4m 处，则像距离人_______m 远；如果此人以1m/s 的速度靠近镜面，则1.5s 后，人和像的距离为_______m 。 7、一物体做直线运动，前2s 内通过的路程是40m ，后2s 内的通过路程是20m ，这个物体后2s 内的平均速度是___________， 4s 内的平均速度是_______________。 8. 一块金属的体积是2.5m 3，质量是6750kg ，则它的密度是，这种金属可能是；若将金属块截去2／3，剩余部分的密度是。 9．空瓶质量为5kg ，瓶内装满水后为17kg ，若换上酒精，整个瓶子可装的酒精比装水少 kg 。 10. 一束光线与界面成 30角从A 物质射到B 物质，反射光线恰好与折射光线垂直，则入射角为_______，折射角为_______。 11.在烧瓶里放少量的碘，并用酒精灯对烧杯微微加热，过一会儿停止加热。在此实验中可以看到，固态的碘没有熔化，而直接变成紫色的碘蒸气，这种现象叫。停止加热后，碘的蒸气没有液化，而直接变成固态的碘，这种现象叫。 12. 用质量相等的O ℃的水和O ℃的冰来冷却物体，的冷却效果较好。因为它在过程中要热量。二. 选择题（每题2分，共32分） 14. 用图3所示的刻度尺来测金属块的长度，下列测量结果正确的是（）

现代控制理论考试卷及答案

西北工业大学考试试题（卷） 2008 －2009 学年第2 学期 ? 2? 设系统的传递函数为

[y b =21x x kx =-- · @

} 2009年《现代控制理论》试卷A 评分标准及答案第一题（10分，每个小题答对1分，答错0分）（1）对（2）错（3）对（4）错（5）对（6）对（7）对（8）对（9）对（10）错第二题（15分）（1）)(t Φ（7分）：公式正确3分，计算过程及结果正确4分 ? ? ? ???+-+---=-=Φ?? ?? ??????+- +-+-+-+- ++-+=??????-+++=-? ?? ???+-=------------t t t t t t t t e e e e e e e e A sI L t s s s s s s s s s s s s A sI s s A sI 22221 11 2222}){()(22112 2 1221112112213)2)(1(1 )(321 （2）状态方程有两种解法（8分）：公式正确4分，计算过程及结果正确4分 ??????-+-+-=????? ???????+-+++-+++-++??????+--=??????????? ???????++-++++-=-+-=??????---+-=????? ?+--+??? ???+--=??????-Φ+Φ=------------------------------??t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t e e te e e te s s s s s s L e e e e t x t x s s s s s L x A sI L t x s BU A sI x A sI s X e e t e e t d e e e e e e e e e t x t x d t Bu x t t x 222 21 22212 21111122)(02222210 2344}2414)1(42212)1(4 {2)()(} )2()1(4) 2()1()3(2{)}0(){()() ()()0()()(2)34()14(22222)()()()()0()()(或者 ττ τττττττ *

现代控制理论复习题

概念：设动态系统为)()()(,)()()(t Du t Cx t y t Bu t Ax t x +=+=&，（1）若At e t =Φ) (，则)(t Φ称为（状态转移矩阵）（2）若D B A sI C s G +-=-1 )()(，则)(s G 称为（传递函数矩阵）（3）若],,,,[],[1 2B A B A AB B B A n c -=ΓΛ，则],[B A c Γ称为（能控性矩阵）（4）若T n o CA CA CA C A C ],,,,[],[12-=ΓΛ，则],[A C o Γ称为（能观性矩阵）（5）若],,,,,[],,[1 2D B CA B CA CAB CB B A C n oc -=ΓΛ，则],,[B A C oc Γ称为（输出能控性矩阵）（6）李雅普诺夫方程 Q PA P A T -=+，其中Q 为正定对称阵，当使方程成立的P 为（正定对称阵）时，系统为渐近稳定。（7）设系统0)0(,0,)(=≥=f t x f x &，如果存在一个具有一阶导数的标量函数 )(x V ，0)0(=V ，并且对于状态空间X 中的且非零点x 满足如下条件：)(x V 为（正定）；)(x V &为（负定）；当∞→x 时，∞→)(x V 。则系统的原点平衡状态是（大范围渐近稳定的）。（8）状态反馈不改变系统的（可控性）。输出至状态微分反馈不改变系统的（可观测性）。输出至参考输入反馈，不改变系统的（可控性和可观测性）。状态反馈和输出反馈都能影响系统的（稳定性和动态性能）。（9）状态反馈控制的极点任意配置条件是系统状态（完全可控）。状态观测的极点任意配置条件是系统状态（完全可观）。（10）系统线性变换Px x =时，变换矩阵P 必须是（非奇异的，或满秩）的。二：已知系统传递函数 ) 2()1(5 )(2 ++= s s s G ，试求约当型动态方程。解：25 15) 1(5)2()1(5)(2 2+++-+=++= s s s s s s G

大学物理期末模拟试题

大学物理期末模拟试题班级学号姓名成绩一填空题 (共55分) 请将填空题答案写在卷面指定的划线处。 1（3分）一质点沿x 轴作直线运动，它的运动学方程为x =3+5t +6t 2-t 3 (SI)，则 (1) 质点在t =0时刻的速度=0v __________________； (2) 加速度为零时，该质点的速度v ＝____________________。 2 (4分)两个相互作用的物体A 和B ，无摩擦地在一条水平直线上运动。物体A 的动量是时间的函数，表达式为 P A = P 0 – b t ，式中P 0 、b 分别为正值常量，t 是时间。在下列两种情况下，写出物体B 的动量作为时间函数的表达式： (1) 开始时，若B 静止，则 P B 1＝______________________； (2) 开始时，若B 的动量为 – P 0，则P B 2 = _____________。 3 (3分)一根长为l 的细绳的一端固定于光滑水平面上的O 点，另一端系一质量为m 的小球，开始时绳子是松弛的，小球与O 点的距离为h 。使小球以某个初速率沿该光滑水平面上一直线运动，该直线垂直于小球初始位置与O 点的连线。当小球与O 点的距离达到l 时，绳子绷紧从而使小球沿一个以O 点为圆心的圆形轨迹运动，则小球作圆周运动时的动能 E K 与初动能 E K 0的比值 E K / E K 0 =______________________________。 4（4分）一个力F 作用在质量为 1.0 kg 的质点上，使之沿x 轴运动。已知在此力作用下质点的运动学方程为3243t t t x +-= (SI)。在0到4 s 的时间间隔内， (1) 力F 的冲量大小I =__________________。 (2) 力F 对质点所作的功W =________________。

现代控制理论试题(详细答案)

现代控制理论试题B 卷及答案一、1 系统[]210,01021x x u y x ? ??? =+=????-???? 能控的状态变量个数是cvcvx ，能观测的状态变量个数是。 2试从高阶微分方程385y y y u ++= 求得系统的状态方程和输出方程（4分/个）解 1．能控的状态变量个数是2，能观测的状态变量个数是1。状态变量个数是2。…..（4分） 2．选取状态变量1x y =，2x y = ，3x y = ，可得 …..….…….（1分） 12233131 835x x x x x x x u y x ===--+= …..….…….（1分）写成 010*********x x u ???? ????=+????????--???? …..….…….（1分） []100y x = …..….…….（1分）二、1给出线性定常系统(1)()(),()()x k Ax k Bu k y k Cx k +=+=能控的定义。（3分） 2已知系统[]210 020,011003x x y x ?? ??==?? ??-?? ，判定该系统是否完全能观？(5分)

解 1．答：若存在控制向量序列(),(1),,(1)u k u k u k N ++- ，时系统从第 k 步的状态()x k 开始，在第N 步达到零状态，即()0x N =，其中N 是大于 0的有限数，那么就称此系统在第k 步上是能控的。若对每一个k ，系统的所有状态都是能控的，就称系统是状态完全能控的，简称能控。…..….…….（3分） 2. [][]320300020012 110-=?? ?? ? ?????-=CA ………..……….（1分） [][]940300020012 3202=?? ?? ? ?????--=CA ……..……….（1分） ???? ? ?????-=??????????=940320110 2CA CA C U O ………………..……….（1分） rank 2O U n =<，所以该系统不完全能观……..….……. （2分）三、已知系统1、2的传递函数分别为 2122211 (),()3232 s s g s g s s s s s -+==++-+ 求两系统串联后系统的最小实现。（8分）解 112(1)(1)11 ()()()(1)(2)(1)(2)4 s s s s g s g s g s s s s s s -+++== ?=++--- …..….……. （5分）最小实现为

现代控制理论期末考试复习题

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