《现代过程控制理论》刘豹著(第3版)课后习题答案解析(最完整版).doc

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1、现代控制理论第三版课后习题答案第一章习题答案1-1试求图1-27系统的模拟结构图，并建立其状态空间表达式。解：系统的模拟结构图如下：系统的状态方程如下：xx12Kbx2x3J2KpKn1Kpxxxxx33456JJJJ1111xx43xKxKX51316KKK111xxxu616KKKppp令(s)y，则yx1所以，系统的状态空间表达式及输出方程表达式为010000xKb0100000x1Jx2x02

2、KK200pKn1p0x3JJJJx31110uxx001000440xx00K100K15K15KKx1000016Kxp6KKppx1x2x3y100000x4x5x61-2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上的电压作为输

3、出量的输出方程。2解：由图，令ix,ix,ux，输出量yRx1122c322R111xxxu113LLL111RxLxxu11113R1x2xx223有电路原理可知：L2x2R2x2x3既得L2L211x1x2Cx3x3x1x2CCyRx22写成矢量矩阵形式为：R11。01x1L1L1x1L。R11x02x0u2LL2。22x11x3030

4、CCx1y0R0x22x31-3参考例子1-3（P19）.1-4两输入u，u，两输出y，y的系统，其模拟结构图如图1-30所示，试求其状态空1212间表达式和传递函数阵。解：系统的状态空间表达式如下所示：x10100x100xaa0axb0221621ux1001x0033x0aaax0b454342x1xy10102x

5、3x4s100asa0a(sIA)21610s10aaa5431s10000asa0ab0W(s)(sIA)1B2161ux10s1000aaa0b54321s10000asa0ab0W(s)C(sIA)1B10102161uy10s1000aaa0b54321-5系统的动态特性由下列微分方程描述......(2)y5y

6、7y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。...解：令xy，xy，xy，则有123。x1010x10。x001x0u22。x375x313x1y231x2x3相应的模拟结构图如下：6(s1)1-6（2）已知系统传递函数W(s),试求出系统的约旦标准型的实现，并画2s(s2)(s3)出相应的模拟结构图1016(s1)4333

7、解：W(s)22s(s2)(s3)(s3)s3s2sx13100x10x0300x122ux0020x133x40000x41x1101x2y4333x3x41-7给定下列状态空间表达式x1010x10x230x1u22x113x233

8、‘x1y001x2x3（1）画出其模拟结构图（2）求系统的传递函数解：s10（2）W(s)(sIA)2s3011s32sIAs(s3)2(s3)(s3)(s2)(s1)2s3s3011(sIA)2(s3)s(s3)0(s3)(s2)(s1)s5s1(s1)(s2)2s3s30011W(s)(