张嗣瀛版《现代控制理论》习题详解：前五章状态空间表达式解析

现代控制理论是工程领域的重要分支，张嗣瀛院士编写的教材在教学中占据核心地位。本书配套的习题解答旨在帮助学生深入理解和掌握教材内容，特别针对前五章提供了详尽的解答。习题覆盖了控制系统的基础概念，如状态空间描述，涉及到电路分析、物理系统建模、系统结构推导等关键知识点。 章节2.1探讨的是电路中的状态空间表示，通过实例展示了如何利用电路定律构建微分方程，然后选择合适的状态变量（如电压或电流），将其转化为状态空间表达式。例如，通过设定输入和输出，并定义状态变量，如[pic]和[pic]，可以得到状态方程的形式，如[pic]和[pic]。 2.2的习题涉及一个物理系统的状态空间表达式建立，这里以系统的位移和输入信号作为基础，利用牛顿定律构建状态方程，如[pic]和[pic]，最终将它们组合成矩阵形式，方便后续分析。 2.5的习题要求根据图示的系统结构，选取[pic]、[pic]和[pic]作为状态变量，这些变量通常代表系统的内部状态，通过分析各元件的功能（积分器、放大器和加法器的作用），推导出反映系统动态特性的状态空间模型。 这本书的习题答案不仅提供了具体的解题方法，还强调了解题过程中的思考策略，如采样机理分析法、物理原理的应用和系统结构的识别。这对于理解现代控制理论的核心概念，如系统建模、状态方程的确定以及动态性能分析等方面具有极大的辅助作用。同时，它也适用于不同层次的学生，从本科生到研究生都能从中受益。然而，由于编写时间紧迫，可能存在一些错误，读者在学习过程中应保持批判性思维，并欢迎提出改进意见。