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电网络习题网络元件及其基本性质:1.电网络中的基本表征量分为：基本变量、高阶基本变量和基本复合量。
2.基本变量包括：电压、电流、电荷、磁链。
3.高阶基本变量中的微积分指数为：除了0和-1以外的任意整数。
4.高阶基本变量中，微积分指数为正值时表示对时间t 的求导次数；为负值时表示对时间t 的积分次数。
5.基本复合量包括：功率和能量。
6.基本表征量之间的关系：电流为电荷的一阶导数；电压为磁链的一阶导数；功率为能量的一阶导数。
7.容许信号偶指的是n 口元件端口的电压、电流向量随时间的变化或波形，如，对于一个3Ω电阻，{}3cos ,cos t t ωω为该电阻的一组容许信号偶。
8.元件的赋定关系是区分不同类型元件的基本依据。
9.由同一时刻的代数、常微分和积分运算的方程来描述的元件通常为集中元件；而由偏微分方程描述的元件或元件的特性方程中含有延时运算时，该元件一般为分布元件。
10.如果对于元件的任一容许信号偶()(){},u t i t 和任一实数T ，()(){},u t T i t T --也是该元件的容许信号偶，则该元件是时不变元件。
11.对于端口型的时不变网络，其内部元件不一定都是时不变的。
12.电气参数为常量的线性元件是时不变的。
13.由独立电源和时不变元件组成的网络称为时不变网络。
14.线性特性包含了齐次性和叠加性两种性质。
15.若某个电阻元件的电压u 和电流i 符合下列方程()2,0i f u i i u u=-+=，则该电阻元件属于非线性元件。
（注：满足齐次性，但不满足叠加性。
）16.由独立电源和线性元件组成的电路称为线性电路。
17.赋定关系为u 和i 之间的代数关系的元件称为电阻元件。
18.赋定关系为u 和q 之间的代数关系的元件称为电容元件。
19.赋定关系为i 和ψ之间的代数关系的元件称为电感元件。
20.赋定关系为ψ和q 之间的代数关系的元件称为忆阻元件。
21.直流电压源和凸电阻属于流控电阻。
2012年现代控制理论考试试卷一、（10分，每小题1分）试判断以下结论的正确性，若结论是正确的，（√）1.由一个状态空间模型可以确定惟一一个传递函数。
（√）2.若系统的传递函数不存在零极点对消，则其任意的一个实现均为最小实现。
（×）3.对一个给定的状态空间模型，若它是状态能控的，则也一定是输出能控的。
（√）4.对线性定常系统xAx =&，其Lyapunov 意义下的渐近稳定性和矩阵A 的特征值都具有负实部是一致的。
（√）5.一个不稳定的系统，若其状态完全能控，则一定可以通过状态反馈使其稳定。
（×）6.对一个系统，只能选取一组状态变量；（√）7.系统的状态能控性和能观性是系统的结构特性，与系统的输入和输出无关；（×）8.若传递函数1()()G s C sI A B -=-存在零极相消，则对应的状态空间模型描述的系统是不能控且不能观的；（×）9.若一个系统的某个平衡点是李雅普诺夫意义下稳定的，则该系统在任意平衡状态处都是稳定的；（×）10.状态反馈不改变系统的能控性和能观性。
二、已知下图电路，以电源电压u(t)为输入量，求以电感中的电流和电容中的电压作为状态变量的状态方程，和以电阻R2上的电压为输出量的输出方程。
（10分）解：（1）由电路原理得：二．（10分）图为R-L-C 电路，设u 为控制量，电感L 上的支路电流和电容C 上的电压2x 为状态变量，电容C 上的电压2x 为输出量，试求：网络的状态方程和输出方程，并绘制状态变量图。
解：此电路没有纯电容回路，也没有纯电感电路，因有两个储能元件，故有独立变量。
以电感L 上的电流和电容两端的电压为状态变量，即令：12,L c i x u x ==，由基尔霍夫电压定律可得电压方程为：从上述两式可解出1x •，2x •，即可得到状态空间表达式如下：⎥⎦⎤⎢⎣⎡21y y =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++-211212110R R R R R R R ⎥⎦⎤⎢⎣⎡21x x +u R R R ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+2120三、（每小题10分共40分）基础题（1）试求32y y y u u --=+&&&&&&&的一个对角规范型的最小实现。
§11-6 状态方程一、状态：指在某给定时刻描述网络所需要的一组最少量信息，它连同从该时刻开始的任意输入，便可以确定网络今后的性状。
二、状态变量：描述系统所需要的一组最少量的变量。
三、状态方程：以状态变量为未知量的一组一阶微分方程。
状态变量[,]Tc L X u i =取111CL L L c sC L L c L s du Ci dt diL Ri u u dtdu i dt C di R u i u dt L L L==--+==--+写成矩阵形式.10011C c s L L du u dt C u i di R L dt L L X AX BU ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=+标准形式状态变量的选择不唯一, 也可12[,][,]TCC du X x x u dt==取 122212211()C C S C S dx x dtd u du dx R x x u LC RC u u dt LC L LC dt dt==--+++= 写成标准形式()C u t112201011S dx x dt u R dx x LC L LC dt ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦四、状态方程的列写 1, 直观法1c C du i dt C =对仅含一条电容支路的节点列KCL 方程 1L Ldi u KVL dt L=对仅含一条电感支路的节点列方程例1：列写如下图所示电路的状态方程。
解：选取单一电感回路，如图l 1、l 2所示；状态变量12[,]T L L X i i =取12211112112221211ss L L L di R i u L dtdi R i R i u L dti i i i i +=++==+=整理并消去中间变量i 1、i 2，得1122122225s sL L L L L L d u dt d u dti i i i i i =--+=--+写成标准形式R R 2L21L H1122221251s L L L L d dt u d dt i i i i ⎡⎤⎢⎥⎡⎤--⎡⎤⎡⎤⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦例2：列如下图所示电路的状态方程。
