控制系統(tǒng)的能控性和能觀性的詳細(xì)資料說明

本文檔的主要內(nèi)容詳細(xì)介紹的是控制系統(tǒng)的能控性和能觀性的詳細(xì)資料說明。

　　線性系統(tǒng)的能控性和能觀性概念是卡爾曼在1960年首先提出來的，是控制綜合和狀態(tài)估計的設(shè)計基礎(chǔ)；

　　能控性是“能否找到使任意初態(tài)轉(zhuǎn)移到任意終態(tài)的控制量”的問題；能觀性是“能否由測量到的由狀態(tài)分量線性組合起來的輸出量來確定出各狀態(tài)分量”的問題；

　　能控性和能觀性對于系統(tǒng)綜合和狀態(tài)估計問題的研究有著極重要的意義。

　　“能控性”和“能觀性”的含義

　　能控性： 是輸入u（t）支配狀態(tài)改變的能力；

　　能觀測性： 是系統(tǒng)輸出y（t）反映狀態(tài)變量的能力；

　　因此， 它們從對狀態(tài)的控制能力和對狀態(tài)的識別能力兩個方面來反映系統(tǒng)，是系統(tǒng)本身的內(nèi)在特性，與外界無關(guān)。

　　“能控性”和“能觀性”的研究問題

　　控制作用u能否在有限的時間內(nèi)，將變量x從起始狀態(tài)導(dǎo)引到要求的狀態(tài)？

　　通過觀測輸出y，能否在有限時間內(nèi)獲得全部狀態(tài)變量x的信息？

　　為什么經(jīng)典控制中沒有能控性和能觀性的概念？

　　經(jīng)典控制理論所討論SISO系統(tǒng)的輸入輸出分析和綜合問題，它的輸入和輸出之間的動態(tài)關(guān)系可以唯一地由傳遞函數(shù)所確定。給定輸入則一定會存在唯一的輸出與之對應(yīng)。

　　反之，對期望輸出信號總可找到相應(yīng)的輸入信號（即控制量）使系統(tǒng)輸出按要求進行控制，不存在能否控制的問題。

　　系統(tǒng)輸出一般是可直接測量，不然，則應(yīng)能間接測量。否則，就無從對其進行反饋控制和考核系統(tǒng)所達(dá)到的性能指標(biāo)。因此，也不存在輸出能否測量（觀測）的問題。