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线性系统的可控性和可观测性PPT学习教案.pptx
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线性系统的可控性和可观测性PPT学习教案.pptx
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1
线性系统的可控性
和可观测性
这是因为经典控制理
论所讨论的
是
SISO
系统
输入输出的分析
和综合问题
,
它的输入输出
间的
动态关系可以唯一地
由传递函数
所确定。
因此
,
给定输入
,
则一定会存在
唯
一的输出与之
对应。
反之
,
对期望输出信号
,
总可找到相
应的输入信号
(
即控制量
)
使系统
输出按要求进行控制
,
不存在能否
控制的问题。
此外
,
输出一般是可直接测量
,
不
然
,
则应能间接测量。
否则
,
就无从进行反馈控制和考核系
统
所
达到
的
性能
指
标。
因此
,
在这里不存在输出能否测量
(
观测
)
的问
题。
所
以
,
无论
是从
理论还是
实践
,
经
典
控制
理论和
技术一
般不
涉及到
能否控
制和
能否观
测的问
题。
第
2
页
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1
10
页
现代控制理论中着眼
于对表征
MIMO
系统内部特性
和动态变
化的状态进行分析、
优化和控制。
状态变量向量的
维数一般比输入
向
量的维数高
,
这里存在多维状态
能否由少维输入控
制的问题。
此外
,
状态变量是表
征系统动态变
化的一组内部变
量
,
有时并不
能
直接测量或间接
测量
,
故存在能
否利用可测量
或观测的输入输出
的信息来构造
系统状态的问题。
第
3
页
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共
1
10
页
一、 线性连续系
统的可控性
本节首先从物理直观
性来讨论状
态可控的基本含义
,
然后再引
出
状态可控性的定义。
下面将看到
,
这种从直观到
抽象的
讨论
,
对于理解可控
性严格定义
的确切含义是有
益的。
第
4
页
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1
10
页
1.
可控性的直观讨论
状态可控性反映输入
u
(
t
)
对状态
x
(
t
)
的控制能
力。
如果状态变量
x
(
t
)
由任意初始时刻
的任意初始状态
引起的运动都
能由输入
(
控制项
)
来影响
,
并能在
有限时间内控
制到空间原点
,
那么称系统
是可控的
,
或者更确切地说
,
是状态可控的。
否则
,
就称系统为不完全可控的。
下面通过实例来说明
可控性的意义 。
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