文档介绍：该【线性连续系统的可控性和可观测性 】是由【相惜】上传分享，文档一共【172】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【线性连续系统的可控性和可观测性 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。9-。卡尔曼在60年代初首先提出状态可控性和可观测性。其后的开展说明,这两个概念对答复被控系统能否进行控制与综合等根本性问题,对于控制和状态估计问题的研究,有着极其重要的意义。系统可控性指的是控制作用对被控系统的状态和输出进行控制的可能性。.可观测性反映由能直接测量的输入输出的量测值来确定反映系统内部动态特性的状态的可能性。为什么经典控制理论没有涉及到可控性和可观测性问题?.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,那么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,那么应能间接测量。否那么,就无从进行反响控制和考核系统所到达的性能指标。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。.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。.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根本含义,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确实切含义是有益的。.(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。否那么,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。.该电桥系统中,电源电压u(t)为输入变量,并选择两电容器两端的电压为状态变量x1(t)和x2(t)。试分析电源电压u(t)对两个状态变量的控制能力。例某电桥系统的模型如图1所示。,假设图1所示的电桥系统是平衡的,电容C2的电压x2(t)是不能通过输入电压u(t)改变的,即状态变量x2(t)是不可控的,那么系统是不完全可控的。假设图1所示的电桥系统是不平衡的,两电容的电压x1(t)和x2(t)可以通过输入电压u(t)控制,那么系统是可控的。.由状态空间模型来看,中选择两电容器两端电压为状态变量x1(t)和x2(t)时,可得如下状态方程:由上述状态方程可知,状态变量x2(t)的值,即电桥中电容C2的电压,是自由衰减的,并不受输入u的控制。因此,该电压的值不能在有限时间内衰减至零,即该状态变量是不能由输入变量控制到原点。具有这种特性的系统称为状态不可控的。.