中国大学现代控制理论_10答案(mooc完整答案)
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第1章 单元测试
1、中国下述描述中哪些作为现代控制理论形成的大学答案答案标志（ ）
A、用于系统的现代整个描述、分析和设计过程的控制状态空间方法.
B、最优控制中的理论Pontriagin极大值原理和Bellman动态规划。
C、完整随机系统理论中的中国Kalman滤波技术。
D、大学答案答案最优控制理论的现代产生。
2、控制经典控制理论以单变量线性定常系统作为主要的理论研究对象，以时域法作为研究控制系统动态特性的完整主要方法。
3、中国1892年俄国数学家李亚普诺夫发表了论文《运动稳定性的大学答案答案一般问题》，用严格的现代数学分析方法全面地论述了稳定性问题。
4、现代控制理论以多变量线性系统和非线性系统作为研究对象，以时域法，特别是状态空间方法作为主要的研究方法。
5、研究系统控制的一个首要前提是建立系统的数学模型，线性系统的数学模型主要有两种形式，即时间域模型和频率域模型。
第2章 线性系统的状态空间描述
第2章 单元测试
1、线性定常系统线性非奇异变换后，下述说法正确的是：
A、系统的特征值不变
B、系统的传递函数矩阵改变
C、状态空间描述各参数矩阵不变
D、系统的稳定性可能改变
2、考虑如图所示的串联组合系统，下列论述正确的是
A、当子系统1输入向量的维数与子系统2输入向量的维数相同时，二者才可以进行串联。
B、串联组合后系统的传递函数矩阵为
C、若两个子系统均为既能控又能观，则串联组合系统一定也是既能控又能观的。
D、串联组合后系统的状态方程为
3、输入输出描述是描述系统输入变量和输出变量关系的模型
4、状态空间描述能完全表征系统的一切动力学特征
5、系统的状态是指能够完全表征系统时间域行为的一个最小内部变量组。
6、系统的状态空间描述是唯一的。
7、坐标变换是指将系统在状态空间的一个基底上的表征，化为另一个基底上的表征。
8、当状态空间描述中的系统矩阵A有相同的特征值时，一定不能将其化成对角线规范形。
9、并联组合系统的传递函数矩阵为各并联子系统的传递函数矩阵之和。
10、若两个子系统输出向量的维数相同，则可实现反馈连接。
第3章 线性系统的运动分析
第3章 单元测试
1、已知系统的初始状态和矩阵指数函数如下所示： 则其初始状态激励的响应为（ ）
A、
B、
C、
D、
2、已知系统的状态转移矩阵为 则它的逆矩阵为（ ）
A、
B、
C、
D、
3、已知系统状态转移矩阵为 则系统矩阵A为（ ）
A、
B、
C、
D、
4、已知线性定常系统的系统矩阵为 则下面说法错误的是（ ）
A、系统的状态转移矩阵为
B、系统的特征值为-2，-3。
C、系统的状态转移矩阵不唯一。
D、系统状态转移矩阵的逆矩阵为
5、线性系统状态方程的解由两部分组成，一部分反映系统初始状态的影响，另一部分反映系统输入对状态的影响。
6、零初态响应指系统初始状态为零时，由系统输入单独作用所引起的运动。
7、零输入响应代表系统状态的自由运动，受外部输入变量的影响。
8、线性定常系统和线性时变系统的状态转移矩阵均为系统的矩阵指数函数。
9、系统的状态转移矩阵由系统矩阵A唯一地确定。
10、当且仅当状态方程的解为存在和唯一，对系统的运动分析才有意义。
第4章 线性系统的能控性和能观测性
第4章 单元测试
1、关于下列系统描述正确的为（ ）
A、该系统完全能观测
B、该系统不完全能观测
C、该系统的不完全能观测但完全能控
D、该系统的能观测性无法判断
2、已知系统的传递函数为： 对于该传递函数的一个三维的状态空间描述，下述说法正确的是（ ）
A、是最小实现
B、不是最小实现
C、无法判断
D、是既能控又能观的
3、下列说法正确的是（ ）
A、该状态空间描述为约当规范形描述
B、该状态空间描述为对角规范形描述
C、该状态空间描述为能控规范形描述
D、描述的系统为完全能控的系统
4、下列说法正确的是（ ）
A、系统可由传递函数矩阵完全表征，当且仅当系统为完全能控和完全能观测。
B、系统为完全能控和完全能观测时其传递函数矩阵不可简约。
C、按能控性结构分解的实质是以明显形式，将不完全能控的系统区分为能控部分和不能控部分。
D、系统结构分解的形式是唯一的。
5、关于下列系统说法正确的是( )
A、该系统的能控性指数为1。
B、该系统的能控性指数为2。
C、该系统的能控性指数集为
D、该系统的能控性指数集为
6、格拉姆矩阵能控性判据，既可用于线性定常系统也可用于线性时变系统的能控性判别。
7、能控性秩判据是基于系数矩阵A和C判断系统能控性的一类判据。
8、构造多输入多输出系统能控规范形和能观测规范形，都需要面临一个共性的问题，即找出能控性判别矩阵中n个线性无关列或能观测判别矩阵中n个线性无关行。
9、所有具有对角规范形描述形式的系统都可通过“B矩阵中是否包含元素全为零的行”判断其能控性。
10、能控性研究系统内部状态是否可由输入影响，能观测性研究系统内部状态是否可由输出反映。
第5章 系统运动的稳定性
第5章 单元测试
1、已知系统状态空间描述为： 下述说法错误的是（ ）
A、该系统是单输入单输出的二阶线性定常系统。
B、该系统是不能控的。
C、该系统是既能控又能观的。
D、该系统是内部稳定的。
2、已知线性定常系统状态空间描述为 下述说法错误的是（ ）
A、系统的特征值为-1，-3
B、该系统有多个平衡态。
C、系统的李亚普诺夫方程为：
D、该系统是李雅普诺夫意义下渐近稳定的。
3、下面论述正确的是（ ）
A、李亚普诺夫意义下的稳定等同于外部稳定。
B、李亚普诺夫意义下渐近稳定等同于工程意义下稳定。
C、零平衡状态为大范围渐近稳定的必要条件为，状态空间中不存在其它渐近稳定的平衡状态。
D、对于连续时间非线性定常系统，李亚普诺夫第二法稳定性定理为充要条件。
4、关于外部稳定性和内部稳定性，下述说法正确的是（ ）
A、外部稳定性描述的是系统在给定输入作用下的输出稳定性。
B、外部稳定性描述了自治系统自由运动的状态稳定性。
C、内部稳定性表达了在外界扰动消失后，系统由初始偏差状态恢复到原平衡状态的能力。
D、内部稳定性也称渐近稳定性，它是由系统的结构和参数决定的。
5、外部稳定性，是通过零输入下的状态运动响应来描述系统的稳定性。
6、系统李亚普诺夫意义下渐近稳定的充要条件是系统矩阵A的所有特征值均具有负实部。
7、克拉索夫斯基方法并不总是有效的，但对某些较为复杂的非线性时不变系统提供了构造李亚普诺夫函数的可能途径。
8、系统的内部稳定性和外部稳定性在任何情况下都不等价。
9、李亚普诺夫第二法直接从系统的状态方程出发，通过构造一个类似于“能量”的李亚普诺夫函数，并分析它和其一阶导数的符号特征，从而获得系统稳定性的有关信息。
10、如果线性定常系统联合完全能控和完全能观测，则系统内部稳定性和外部稳定性必是等价的。
第6章 线性反馈系统的时间域综合
第6章 单元测试
1、通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{ -1，-2，-3}的受控系统状态空间描述为（ ）
A、
B、
C、
D、
2、判断下述系统哪些可以通过状态反馈实现镇定（ ）
A、
B、
C、
D、
3、以一组期望的闭环系统特征值作为性能指标，综合目标是使所导出的闭环控制系统的特征值配置到期望位置，相应的综合问题称为极点配置问题。
4、状态反馈是一种完全的系统信息反馈，输出反馈则是系统结构信息的一种不完全反馈。
5、状态反馈既不改变系统的能控性，也不改变系统的能观测性。
6、利用状态反馈任意配置系统全部闭环极点的充分必要条件是被控系统完全能控。
7、如果状态观测器系统的维数小于被观测系统的维数，则这种状态观测器为全维状态观测器。
8、解耦控制就是指对多输入多输出系统，通过一定的控制算法，使系统的每个输入都可单独地影响系统的每个输出。
9、在最优控制问题中，如果系统的性能指标是状态变量和控制变量的二次型函数，则称为线性二次型最优控制问题，简称LQ（Linear Quadratic）问题。
10、用不大的控制能量，使系统输出尽可能保持在零值附近，这类问题称为输出调节器问题。
线性系统的复频域理论部分课件及作业
线性系统理论复频域部分作业
1、
2、
3、
4、
期末考试
现代控制理论期末考试
1、下述说法正确的是（ ）
A、输入输出描述和状态空间描述是等价的
B、输入输出描述能够完全表征系统的一切动力学特征
C、系统状态变量的选取不是唯一的
D、系统的输入变量可以作为状态变量
2、已知状态转移矩阵为 则系统矩阵A为（ ）
A、
B、
C、
D、
3、给定一个连续时间线性时不变系统，已知 则状态响应为（ ）
A、
B、
C、
D、
4、下面说法正确的是（ ）
A、若一个系统是能控的，则它的对偶系统一定是能控的。
B、若一个系统是能控的，则它的对偶系统一定是能观的。
C、若一个系统是能控的，则它的对偶系统一定是不能控的。
D、若一个系统是能控的，则它的对偶系统一定是不能观的。
5、关于下列系统能控性和能观测性说法正确的是（ ）
A、完全能控、不完全能观测
B、不完全能控、完全能观测
C、完全能控、完全能观测
D、不完全能控、不完全能观测
6、已知系统状态空间描述为： 下述说法正确的是（ ）
A、该系统是内部稳定的。
B、该系统是外部稳定的。
C、该系统是既能控又能观的。
D、该系统既不是内部稳定也不是外部稳定的。
7、下述关于线性系统外部稳定性和内部稳定性的关系，说法正确的是（ ）
A、系统是内部稳定的，就一定是外部稳定的。
B、系统是外部稳定的，就一定是内部稳定的。
C、系统不是内部稳定的，就一定不是外部稳定的。
D、系统的内部稳定性和外部稳定性是等价的。
8、给定系统状态空间描述如下 则该系统能控状态的数目为（ ）
A、1个
B、2个
C、3个
D、4个
9、关于状态调节问题，下述说法正确的是（ ）
A、对于有限时间状态调节问题，其最优解的存在不要求系统完全能控。
B、有限时间状态调节问题的调节器是时不变。
C、对于无限时间状态调节问题，其最优解的存在要求系统完全能控。
D、无限时间状态调节问题的调节器是时不变的。
10、下述说法错误的是 ( )
A、“非优化型性能指标”属于极值型性能指标的范畴，目标是使综合导出的控制系统性能达到或好于期望性能指标；
B、“优化型性能指标”属于极值型性能指标的范畴，目标是综合控制器使系统的性能指标函数取得极大值或极小值；
C、具有“优化型性能指标”的综合问题称为最优控制问题；
D、极点配置问题是具有“非优化型性能指标”的综合问题。
11、考虑如图所示电路，选择状态变量x=uc，输入变量u = e(t)，输出变量y = uc。下述说法正确的是：
A、系统状态空间描述为
B、无法确定系统的状态空间描述
C、系统是二阶系统
D、系统的阶次是一阶的
12、已知状态转移矩阵为 则系统矩阵A为（ ）
A、
B、
C、
D、
13、已知系统的传递函数为： 对于该传递函数的一个三维的状态空间描述，下述说法正确的是（ ）
A、是最小实现
B、不是最小实现
C、是不可控且不可观的
D、是既能控又能观的
14、下述系统的能控性指数为（ ）
A、1
B、2
C、3
D、不存在
15、对于n阶线性定常系统，下列论述错误的是（ ）
A、当系统矩阵A的n个特征值两两互异时，可化为对角线规范形.
B、当系统矩阵A有重特征值时，不能化为对角线规范形.
C、当系统矩阵A有重特征值，且所有特征值的几何重数等于其代数重数时，可以化为对角线规范形。
D、当系统矩阵A具有n个线性无关的特征向量时可以化为对角线规范形。
16、对于完全能观测的下列系统 能够将上述状态空间描述转化为能观测规范形的变换阵为（ ）
A、
B、
C、
D、以上答案都不正确。
17、下列说法正确的是（ ）
A、任何情况下，系统都不可能由传递函数矩阵完全表征。
B、系统为完全能控和完全能观测时其传递函数矩阵是可以约简的。
C、系统为完全能控和完全能观测时，传递函数矩阵描述和状态空间描述是等价的。
D、系统结构分解的形式是不唯一的。
18、已知线性定常系统如下所示，下列论述正确的是（ ）
A、李亚普诺夫意义下稳定、不能控。
B、李亚普诺夫意义下稳定、能控。
C、李亚普诺夫意义下不稳定、不能控
D、李亚普诺夫意义下不稳定、能控
19、下述关于渐近稳定性的说法错误的是（ ）
A、系统的渐近稳定性是由系统的结构和参数决定的。
B、完全能控且能观测的线性定常系统的渐近稳定性和BIBO稳定性是等价的。
C、李亚普诺夫方程判据是判断线性定常系统渐近稳定性的充分必要条件。
D、克拉索夫斯基定理是判断定常系统渐近稳定性的充分必要条件。
20、已知线性定常系统如下所示，下面说法错误的是（ ）
A、该系统是既能控又能观测的。
B、引入状态反馈后，不改变系统的能控性。
C、引入状态反馈后，不改变系统的能观测性。
D、引入状态反馈后，闭环传递函数出现了零极点对消的情形。
21、若两个状态空间描述是代数等价的，则以下说法正确的是（ ）
A、系统的特征值相同
B、系统的传递函数矩阵相同
C、系统的能控性相同
D、系统的能观测性相同
22、已知线性定常系统的系统矩阵 则下面说法正确的是( )
A、系统的状态转移矩阵的形式是唯一的。
B、该系统不是渐近稳定的。
C、系统的状态转移矩阵为
D、系统的零输入响应为
23、系统传递函数为 下述说法正确的是（ ）
A、其三维的状态实现一定不是既可控又可观的。
B、其三维的状态实现可能是既可控又可观的。
C、其二维的状态实现一定是既可控又可观的。
D、其二维的状态实现可能是既可控又可观的。
24、关于下述线性定常系统稳定性的说法正确的是（ ）
A、系统有唯一的平衡状态。
B、系统有无穷多个平衡状态。
C、该系统是渐近稳定的。
D、该系统的每一个平衡状态都是李雅普诺夫意义下稳定的。
25、系统状态空间描述如下所示，下列说法正确的是（ ）
A、通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{ -2，-2，-2，-2，-2}。
B、该系统通过状态反馈不能使闭环系统变为渐近稳定。
C、该系统可以通过状态反馈使闭环系统变为渐近稳定。
D、通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{ -2，-2，-2，-2，2}。
26、已知系统的状态空间描述，下述说法正确的是（ ）
A、该状态空间描述为系统的能控规范形。
B、系统的特征多项式为
C、系统的传递函数为
D、该状态空间描述为系统的能观测规范形。
27、关于下列状态方程描述的系统，说法正确的是（ ）
A、完全能控。
B、不完全能控。
C、无法判断能观测性。
D、其对偶系统完全能观测。
28、已知系统状态空间描述为： 下述说法正确的是（ ）
A、该系统只有唯一的零平衡态。
B、该系统是李雅普诺夫意义下稳定的。
C、该系统是李雅普诺夫意义下渐近稳定的。
D、无论a、b、c取何值该系统一定是不能控的。
29、通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{ -1，-2，-3}的受控系统状态空间描述为（ ）
A、
B、
C、
D、
30、下述说法正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
31、下面论述正确的是（ ）
A、对于线性定常系统，原点平衡状态是其唯一的平衡状态
B、如果线性系统是渐近稳定的，必然是大范围渐近稳定的
C、如果非线性定常系统是渐近稳定的，必然是一致渐近稳定的
D、对单输入单输出线性定常系统，矩阵A的特征值与该系统的传递函数极点相同
32、已知系统的状态方程和输出方程分别为 下面论述正确的是（ ）
A、系统能控时参数的取值范围是b≠0
B、系统能观测时参数的取值范围a≠0
C、系统渐近稳定时参数的取值范围是-2<a<0
D、系统渐近稳定时参数的取值范围是a<-2
33、已知线性定常系统为： 下面论述正确的是（ ）
A、可以通过状态反馈将闭环极点配置到
B、不能通过状态反馈将闭环极点配置到
C、若状态反馈增益矩阵,则可以将闭环极点配置到
D、能够将闭环极点配置到处的状态反馈增益矩阵K是不唯一的
34、已知系统的微分方程为 下面论述正确的是（ ）
A、系统的能观测规范形实现为
B、系统的能观测规范形实现为
C、若全维状态观测器的反馈矩阵,则可使观测器的极点配置到-1，-2，-3
D、若全维状态观测器的反馈矩阵,则可使观测器的极点配置到-1，-2，-3
35、通过状态反馈可以使闭环系统的特征值配置在{ -1，-2，-3}的受控系统状态空间描述为（ ）
A、
B、
C、
D、
36、已知系统的状态方程和输出方程分别为 下面论述正确的是（ ）
A、系统是不完全能控的
B、若通过变换对系统进行按能控性结构分解，则变换矩阵可选为：
C、该系统可以通过状态反馈镇定
D、系统的不能控特征值为-2
37、线性定常系统的状态空间描述如下所示，其中a是实常量参数 下面论述正确的是（ ）
A、原点是系统的唯一平衡态
B、系统不是亚普诺夫意义下渐近稳定的
C、当参数a=1时，系统为BIBO稳定
D、当参数a=-1时，系统为BIBO稳定
38、给定系统开环传递函数为 要求用状态反馈将闭环极点配置到-2,-2,-1处,下面说法正确的是（ ）
A、反馈后闭环系统传递函数为
B、反馈后闭环系统的能控性和能观测性没有发生改变
C、所求的状态反馈矩阵为
D、所求的状态反馈矩阵为
39、输入输出描述仅描述系统的外部特性，不能反映系统的内部结构特征。
40、当状态空间描述中的A矩阵有两两互异特征值时，一定可以将其化成对角规范形。
41、串联组合系统的传递函数矩阵为各串联子系统的传递函数矩阵之和。
42、对线性系统运动的分析，归结为从状态空间描述出发研究由输入作用的激励所引起的状态和输出响应。
43、零输入响应指系统输入为零时，由初始状态单独作用所引起的运动。
44、由系统结构的规范分解所揭示，传递函数矩阵一般而言只是对系统结构的不完全描述，只能反映系统中的能控能观测部分.
45、线性非奇异变换不改变系统的能控性指数和能观测性指数。
46、任意两个代数等价的系统必具有相同的能控规范形。
47、当系统矩阵A有重特征值时，不能化为对角线规范形。
48、克拉索夫斯基定理是判断系统平衡状态渐近稳定的充要条件。
49、李亚普诺夫意义下稳定不仅能保证系统受扰运动相对于平衡状态的有界性，还能保证系统受扰运动相对于平衡状态的渐近性。
50、线性时变系统的唯一平衡状态x=0是渐近稳定的充分必要条件是A的所有特征值均具有负实部。
51、以使一个多输入多输出系统化为多个单输入单输出系统作为性能指标，相应的综合问题称为解耦问题。
52、引入输出反馈后，可改变系统的特征值及传递函数矩阵。
53、若被控系统既能控又能观测，则利用状态观测器的状态估计值实现状态反馈控制系统时，状态反馈矩阵的设计和观测器中输出反馈矩阵的设计可以分开独立进行。
54、系统的任意选取的两个状态变量组之间为线性非奇异变换的关系。
55、零输入响应随时间演化过程，几何上即为状态空间中由初始状态点出发和由各个时刻变换点构成的一条轨迹。
56、若齐次方程满足解的存在唯一性，则状态转移矩阵与基本解阵的选取无关，可唯一确定。
57、同一传递函数矩阵的最小实现代数等价。
58、从物理直观性看，能观测性研究系统内部状态“是否可由输入影响的问题”。
59、系统矩阵A所有特征值均具有负实部是线性时不变系统渐近稳定的充要条件。
60、内部稳定性表现为系统的零初态响应，即在初始状态恒为零时，系统的状态演变的趋势。
61、李亚普诺夫第二法给出的判断系统运动稳定性的条件是充要条件。
62、当线性定常系统的不能控部分渐近稳定时，系统是状态反馈可镇定的。
63、输出反馈不改变系统的能控性和能观测性。
64、对任意的系统都可通过状态反馈结合输入变换的方法实现动态解耦。
学习通现代控制理论_10
现代控制理论是控制理论的重要分支，它在控制工程领域有非常广泛的应用。学习通现代控制理论_10课程主要介绍了现代控制理论中的一些重要概念和方法。
控制系统建模
控制系统建模是现代控制理论中的重要内容之一。控制系统建模的目的是建立一个数学模型，描述控制系统在不同工况下的动态特性。
常见的控制系统建模方法包括传递函数模型、状态空间模型和频域模型等。其中，传递函数模型是最常用的一种方法，它能够清晰地表达系统的输入和输出之间的关系。
控制系统稳定性分析
控制系统稳定性是控制系统设计和分析中最为关键的问题之一。控制系统稳定性分析的目的是确定系统的稳定性边界，即系统参数发生变化时，系统稳定性能够得到保证的范围。
常见的控制系统稳定性分析方法包括根轨迹法、Nyquist稳定性判据和Bode稳定性判据等。
控制器设计
控制器设计是现代控制理论中的核心问题之一。控制器设计的目的是设计一种控制器，使得系统能够达到所需的性能指标。
常见的控制器设计方法包括比例积分微分（PID）控制器设计、二次型控制器设计和模型预测控制器设计等。
最优控制
最优控制是现代控制理论中的重要内容之一。最优控制的目的是设计一种控制策略，使得系统在规定的性能指标下能够达到最佳控制效果。
常见的最优控制方法包括极小化费用函数的最优控制、极小化误差的最优控制和无限时间最优控制等。
总结
学习通现代控制理论_10课程主要介绍了现代控制理论中的一些重要概念和方法，包括控制系统建模、控制系统稳定性分析、控制器设计和最优控制等。这些方法在控制工程领域有着广泛的应用，能够帮助工程师们设计出更加优秀的控制系统。
