(现代控制理论基础课件)试卷1

第1页共1页西安科技大学2004—2005学年第2学期期末考试试题（卷）电控院系：班级：姓名：学号：装订线装订线以内不准作任何标记装订线科目现代控制理论考试性质考试命题侯媛彬审批4如图，直流电动机系统以电枢电压E为输入，以速度n为输出，图中R，L为电枢回路的等效电阻和电感，f为磨擦系数。1）说明角速度ω和速度n的关系2）试写出系统的状态空间表达式；Dnfu5(20分)简答题(1)试解释状态变量、状态空间专业术语.(2)简述李雅普诺夫直接法稳定判别定理；(3)简述能控性判椐方法；(4)简述系统按能控性分解的必要条件和方法。试卷类型A考试地点雁塔学生班级自动化02级成绩1．命题时尽量采用计算机激光打印，手写必须字迹工整、清晰。审批由教研室主任负责；2．（考试）科目应与教学计划保持一致，不能用简写或别称，考试性质为＂考试＂或＂考查＂；3．试卷类型注明A、B、C、D等字样，考试地点注明雁塔（校区）或临潼（校区）；4．试题（卷）内容不要超出线格范围，以免影响试题印制和考生阅题。1(20分)判断下面系统的稳定性。2110xx2（20）单位负反馈系统的开环传递函数：)2)(10(40)(ssssG，试绘制系统的开环Bode图，并判别闭环系统的稳定性。3.(20分)系统的状态空间表达式为：21321123321011000001001uuxxxaaaxxx213210001uudxxxy1）求出系统的传递函数矩阵2）画出系统的状态结构图RL第2页共1页现代控制理论A卷答案1.解：系统的特征多项式为2221()21(1)1sfsssss其特征根为-1（二重），从定理知系统是渐近稳定的。2解：Bode图略解得：开环截止频率：)/(1.2sradc；相角裕量：)(40radr3解：1）系统的传递函数阵为：2231231))((1))()((1][)(duasasasasasDuBAsICsG第3页共1页2）系统的状态结构图，现以图中标记的321,,xxx为du2x3x2x1yu1a1a2a34解：1）列写电枢电压u为输入，以电流i和旋转速度n为输出的状态空间表达式。由于ω.πωn559260，可得dtdnJdtdJ55.9，22)2(DgGmRJ式中，m为一个旋转体上的一个质点的质量，质量m为该质量的重量G和重力加速度g之比，R和D分别为旋转体的半径和直径，综合上两式可推得dtdnGDdtdnDGdtdJ37548.955.9222）从而可得到电机电枢回路电压平衡和电机运动平衡的一组微分方程式第4页共1页iCnKdtdnGDunCRidtdiLmbe3752式中，摩擦系数55.9/BKb。选择状态变量nxix21,，则系统得状态空间表达式为uLxxGDKGDCLCLRxxbme01375375212221211001xxy5略