現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)習(xí)題解答

1、.作業(yè)和課堂練習(xí)1-1 試建立圖示電路的狀態(tài)空間表達(dá)式。解根據(jù)基爾霍夫定律列寫回路、節(jié)點(diǎn)電壓、電流方程為：設(shè)狀態(tài)變量狀態(tài)空間表達(dá)式 課堂練習(xí)：試建立圖示電路的狀態(tài)空間表達(dá)式。設(shè)狀態(tài)變量狀態(tài)空間表達(dá)式 課堂練習(xí)：試建立圖示系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式。解根據(jù)牛頓第二定律，列寫出：設(shè)狀態(tài)變量狀態(tài)空間表達(dá)式 1-2 試建立圖示機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式。解根據(jù)牛頓第二定律，列寫出：設(shè)狀態(tài)變量狀態(tài)空間表達(dá)式 作業(yè)和課堂練習(xí)1-3已知系統(tǒng)的微分方程，試列寫出狀態(tài)空間表達(dá)式。（1）解狀態(tài)空間表達(dá)式：+_1s1s狀態(tài)變量圖：（2）解 方法一：狀態(tài)空間表達(dá)式：狀態(tài)變量圖：s1s1s1+_方法二：狀態(tài)空間表達(dá)式：狀態(tài)變量

2、圖：+s1_s1s1課堂練習(xí)：已知系統(tǒng)的微分方程，試列寫出狀態(tài)空間表達(dá)式。解狀態(tài)空間表達(dá)式：狀態(tài)變量圖：_s1s1s1+作業(yè)和課堂練習(xí)課堂練習(xí)：已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，試列寫出狀態(tài)空間表達(dá)式，并畫出狀態(tài)變量圖。解 +-s1s1-s1狀態(tài)變量圖為1-4已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，試列寫出狀態(tài)空間表達(dá)式，并畫出狀態(tài)變量圖。（1）解1s+_+1s1s狀態(tài)變量圖為狀態(tài)空間表達(dá)式（2）解+1s+_1s1s狀態(tài)變量圖為狀態(tài)空間表達(dá)式（3）解狀態(tài)空間表達(dá)式狀態(tài)變量圖為+-s1-s1s1-s1課堂練習(xí)：試求圖示機(jī)械系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣。解根據(jù)牛頓第二定律，列寫出：拉氏變換用矩陣表示為1-5已知系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為試求系統(tǒng)

3、的傳遞函數(shù)矩陣。 （1）解 作業(yè)和課堂練習(xí)課堂練習(xí)：化矩陣為約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)形。解重特征值： 取 則 取 則1-6化狀態(tài)方程為對(duì)對(duì)角線標(biāo)準(zhǔn)形。（1）解 取 則 取 則1-7化狀態(tài)方程為對(duì)角線標(biāo)準(zhǔn)形。（1）解 取 則 取 則作業(yè)和課堂練習(xí)2-1 試求下列矩陣對(duì)應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。（1）解: 拉氏反變換法： 化有限項(xiàng)法：（2）拉氏反變換法：化有限項(xiàng)法：2-4 已知線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式，求單位階躍輸入時(shí)狀態(tài)方程的解。解: 拉氏反變換法：直接法：2-5 已知線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式，求單位階躍輸入時(shí)狀態(tài)方程的解和輸出響應(yīng)。解： 方法一： 方法二: 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣 拉氏反變換法求狀態(tài)方程的解：直接法求狀態(tài)方程的解：系統(tǒng)的輸出響應(yīng)：2-1 （1） (2) 或2-4 (1) (2) (3) 2-5 (1) (2) 3-1 (1) 不（2） 能（3）約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型。不能3-2 （1） 能 （2