考研851 自动控制原理
真题 · exam · p.8

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六、(15分)

有一非线性系统如图四,已知其中非线性环节的描述函数及其负倒数为:

\[N(A) = \frac{2M}{\pi A}\left(2\sqrt{1-\frac{h^2}{A^2}}\right) - j\frac{4Mh}{\pi A^2}\]
\[-\frac{1}{N(A)} = -\frac{\pi A}{4M}\sqrt{1-\frac{h^2}{A^2}} - j\frac{\pi h}{4M} \qquad \text{其中} M = 2\]

(1) 试求当 \(h\) 为多少时,系统不存在自激振荡?

(2) 讨论 \(h, M\) 的变化对系统的影响

图:北方工业大学真题__北方工业大学真题及其答案__99,01,02,04,05真题__北方工业大学851自动控制原理1999、2001-2002、2004-2005考研真题_p008_fig1

图四(题六图)

七、(20分)

某系统的状态空间表达式如下:

\[\dot{X}_1 = 2X_1 + X_2$$ $$\dot{X}_2 = 2X_2 + U$$ $$\dot{X}_3 = -3X_3$$ $$Y = X_2 + X_3\]

(1) 判断系统是否完全能控、完全能观测,若不能求出其既可控又可观子空间的状态方程。

(2) 判断系统是否是稳定的?若不稳定,能否通过状态反馈使其镇定?说明理由。

(3) 求系统的状态转移矩阵。

(4) 能否通过线性状态反馈 \(U=KX\) 将闭环系统的极点配置到-1,-2,-3处?如能请计算出状态反馈增益阵 \(K=[K_1, K_2, K_3]\) 的值;如不能说明原因。