浙大控制系近年考研题分章集锦(七)-杂辑
2004年十二、(10分/150分)--该题为二选一题,另一题是关于观测器的。研究由方程
描述的系统的稳定性。
解:命,可求得系统的平衡状态为原点,即
定义正定纯量函数
则沿任一轨迹,V(x) 对时间的导数
是负定的,这说明V(x) 沿任一轨迹连续地减小,因此,V(x)是一个李亚普诺夫函数。根据李亚普诺夫稳定性定理,该系统渐近稳定。
又由于V(x)随x偏离平衡状态趋于无穷而变为无穷,即当时,
故系统是大范围一致渐近稳定的。
2003年七、(10分/150分)已知双位式继电器的描述函数为,它与线性环节一起组成如图示系统。请你求出产生极限环振荡的条件。(C=10)
解:因为系统的特征方程:
系统产生极限环振荡的条件,
即:;
所以:当w=0.5,A=10.19时,系统产生极限环振荡。
1999年
(2) (10分/70分)已知系统的状态方程为;D的特征根具有负实部,且互不相等。要求:构造一个合适的李氏函数。
解:由于D的特征根具有负实部,且互不相等,可知D为非奇异矩阵,且原点是惟一平衡状态。
取正定二次型函数作为李雅普诺夫函数,其中P为正定矩阵
验证:
令:;则:
根据李雅普诺夫的定常系统大范围渐近稳定判别定理1,只要Q正定,即负定,则系统是大范围渐近稳定的。
可以先选取Q为单位阵,由已知的状态方程,由求出正定的P阵。
2004年十二、(10分/150分)--该题为二选一题,另一题是关于观测器的。研究由方程
描述的系统的稳定性。
解:命,可求得系统的平衡状态为原点,即
定义正定纯量函数
则沿任一轨迹,V(x) 对时间的导数
是负定的,这说明V(x) 沿任一轨迹连续地减小,因此,V(x)是一个李亚普诺夫函数。根据李亚普诺夫稳定性定理,该系统渐近稳定。
又由于V(x)随x偏离平衡状态趋于无穷而变为无穷,即当时,
故系统是大范围一致渐近稳定的。
2003年七、(10分/150分)已知双位式继电器的描述函数为,它与线性环节一起组成如图示系统。请你求出产生极限环振荡的条件。(C=10)
解:因为系统的特征方程:
系统产生极限环振荡的条件,
即:;
所以:当w=0.5,A=10.19时,系统产生极限环振荡。
1999年
(2) (10分/70分)已知系统的状态方程为;D的特征根具有负实部,且互不相等。要求:构造一个合适的李氏函数。
解:由于D的特征根具有负实部,且互不相等,可知D为非奇异矩阵,且原点是惟一平衡状态。
取正定二次型函数作为李雅普诺夫函数,其中P为正定矩阵
验证:
令:;则:
根据李雅普诺夫的定常系统大范围渐近稳定判别定理1,只要Q正定,即负定,则系统是大范围渐近稳定的。
可以先选取Q为单位阵,由已知的状态方程,由求出正定的P阵。