《现代控制理论》复习提纲(2017).doc

资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除现代控制理论复习提纲第1章 ： 绪论（1） 现代控制理论的基本内容 包括：系统辨识、线性系统理论、最优控制、自适应控制、最优滤波（2） 现代控制理论与经典控制理论的区别第2章 ： 控制系统的状态空间描述 1. 状态空间的基本概念；系统、系统变量的组成、外部描述和内部描述、状态变量、状态向量、状态空间、状态方程、状态空间表达式、输出方程2. 状态变量图 概念、绘制步骤；3. 由系统微分方程建立状态空间表达式的建立； 1.2.1第3章 ： 线性控制系统的动态分析1. 状态转移矩阵的性质及其计算方法（1）状态转移矩阵的基本定义；（2）几个特殊的矩阵指数；（3）状态转移矩阵的基本性质（以课本上的5个为主）；（4）状态转移矩阵的计算方法掌握： 2.2.2方法一：定义法方法二：拉普拉斯变换法 例题2-2第4章 ：线性系统的能控性和能观测性（1） 状态能控性的概念 状态能控、系统能控、系统不完全能控、状态能达（2） 线性定常连续系统的状态能控性判别 包括;格拉姆矩阵判据、秩判据、约当标准型判据、PBH判据掌握秩判据、PBH判据的计算（3） 状态能观测性的概念 状态能观测、系统能观测、系统不能观测（4） 线性定常连续系统的状态能观测性判别 包括;格拉姆矩阵判据、秩判据、约当标准型判据、PBH判据掌握秩判据、PBH判据的计算（5） 能控标准型和能观测标准型 只有状态完全能控的系统才能变换成能控标准型，掌握能控标准I型和II型的 只有状态完全能观测的系统才能变换成能控标准型，掌握能观测标准I型和II型的计算方法 第5章 ：控制系统的稳定性分析（1）平衡状态（2）李雅普诺夫稳定性定义：李雅普诺夫意义下的稳定概念、渐进稳定概念、大范围稳定概念、不稳定性概念（3） 线性定常连续系统的稳定性分析 例4-6 第6章 线性系统的综合（1） 状态反馈与输出反馈（2） 反馈控制对能控性与观测性的影响复习题1. 、 和 统称为系统变量。2. 系统的状态空间描述由 和 组成，又称为系统的动态方程。3. 状态变量图是由 、 和 构成的图形。4. 计算的矩阵指数_。5. 如果系统的一个平衡状态是稳定的，同时对于从 平衡状态的任意一个 出发的状态轨线，当时间趋于无穷的时候，都 平衡状态，则称此平衡状态为渐进稳定的。6. 在向量空间中，维数就是构成向量空间_的变量个数。7. 状态能控性反映了_对_的控制能力。8、线性系统的状态空间表达式由系统的 方程和 方程组成。9、能控性判据有 、 、约当标准型判据和 。10、系统的分析包括 分析和 分析两种。11、李雅普诺夫意义下的稳定分为 、 和 三种。12、对偶的两个控制系统的特征值是 的，对SISO系统，它们的传递函数是 的，对于MIMO系统，它们的传递函数阵是 的。13、状态变量图是由 、 和放大器构成的图形。简答：1. 简述状态变量和状态向量的概念。2. 简述系统的平衡状态是什么？3. 简述系统状态能控性的概念。4. 简述控制系统状态方程与输出方程的区别？5. 简述绘制控制系统状态变量图的步骤。6. 简述状态方程和状态空间表达式的概念。7. 简述系统状态能观测性的定义。8. 经典-现代控制的主要区别是什么？9. 李雅普诺夫渐进稳定性的定义是什么？10. 试述能控标准型系统状态反馈极点配置的四个步骤。计算题1. 设系统的微分方程为，求系统的状态空间表达式。2. 设系统的微分方程为，求系统的状态空间表达式。3. 给定下列状态空间方程，试判别其能否变换为能控和能观标准型。4. 试判断如下系统的状态能观性和能观测性。 5. 试用拉普拉斯变换法，求如下线性定常系统的状态转移矩阵。“碧芝”最吸引人的是那些小巧的珠子、亮片等，都是平日里不常见的。店长梁小姐介绍，店内的饰珠有威尼斯印第安的玻璃珠、秘鲁的陶珠、奥利的施华洛世奇水晶、法国的仿金片、日本的梦幻珠等，五彩缤纷，流光异彩。按照饰珠的质地可分为玻璃、骨质、角质、陶制、水晶、仿金、木制等种类，其造型更是千姿百态：珠型、圆柱型、动物造型、多边形、图腾形象等，美不胜收。全部都是进口的，从几毛钱一个到几十元一个的珠子，做一个成品饰物大约需要几十元，当然，还要决定于你的心意。“碧芝”提倡自己制作：端个特制的盘子到柜台前，按自己的构思选取喜爱的饰珠和配件，再把它们串成成品。这里的饰珠和配件的价格随质地而各有同，所用的线绳价格从几元到一二十元不等，如果让店员帮忙串制，还要收取的手工费。 6. 试用拉普拉斯法求如下线性定常系统（1）位置的优越性 （一）上海的经济环境对饰品消费的影响的状态转移矩阵。2003年，上海市人均GDP按户籍人口计算就达到46700元，是1995年的2.5倍；居民家庭人均月可支配收入为14867元，是1995年的2.1倍。收入不断增加的同时，居民的消费支出也在增加。2003年上海居民人均消费支出为11040元，其中服务性消费支出为3369元，是1995年的3.6倍。7. 利用李雅普诺夫稳定性定理判断系统的稳定性。上海市劳动和社会保障局所辖的“促进就业基金”，还专门为大学生创业提供担保，贷款最高上限达到万元。8. 考虑由以下状态方程描述的二阶线性时不变系统： 标题：上海发出通知为大学生就业鼓励自主创业，灵活就业 2004年3月17日原点是该系统的惟一平衡状态。试用李雅普诺夫矩阵方程，确定该系统的稳定性。当然，在竞争日益激烈的现代社会中，创业是件相当困难的事。我们认为，在实行我们的创业计划之前，我们首先要了解竞争对手，吸取别人的经验教训，制订相应竞争的策略。我相信只要我们的小店有自己独到的风格，价格优惠，服务热情周到，就一定能取得大多女孩的信任和喜爱。在大学生对DIY手工艺品价位调查中，发现有46% 的女生认为在十元以下的价位是可以接受；48% 的认为在10-15元；6% 的则认为50-100元能接受。如图1-2所示9. 已知被控系统的传递函数是 上述所示的上海经济发展的数据说明：人们收入水平的增加，生活水平的提高，给上海的饰品业带来前所未有的发展空间，为造就了一个消费额巨大的饰品时尚市场提供了经济基础。使大学生对DIY手工艺品的时尚性消费，新潮性消费，体验性消费成为可能。试设计一个状态反馈控制律，使得闭环系统的极点为-1 j。尽管售价不菲，但仍没挡住喜欢它的人来来往往。这里有营业员们向顾客们示范着制作各种风格迥异的饰品，许多顾客也是学得不亦乐乎。在现场，有