第九章 现控部分
简答题
1、系统的状态反馈有何条件和目的。状态观测器有何目的？二者之间有何联系？
解析：
状态反馈条件：系统完全能控。
目的：通过的反馈矩阵\(k\)的选择自由地改变闭环系统的特征值，从而使系统获得所要求的性能。
状态观测器目的：系统的状态变量并不都是易于直接能检测到的，有些无法检测，故重构状态用于状态反馈。
二者联系：通过重构系统的状态实现无法检测的状态进行反馈。
2、谈一下你对用李雅普诺夫能量法判定系统稳定性的认识。
从能量观点进行稳定性分析，如果一个系统被激励后，其储存的能量随随时间的推移逐渐衰减，到达平衡状态时，能量将达到最小值那么平衡状态是稳定的，如果系统不断地从外吸收能量储能越来越大，这个平衡状态是不稳定的，如果系统的储能既不增加也不消耗，那么这个平衡状态就是李雅普诺夫意义下的稳定
3、为什么说对于任何方阵 A，其矩阵指数函数都是可逆矩阵。
解析：\(e^{At}\)不是常数矩阵，是\(t\)的函数，转移矩阵的逆意味着时间的逆转
\[\Phi(t) = e^{At}、[\Phi(t)]^{-1} = \Phi(-t)\]
4、简述系统稳定与渐近稳定的区别。。
解析：渐进稳定是指系统没有输入作用，仅在初始条件下，输出能随时间推移而趋于零（指系统的平衡状态），称为渐近稳定性。
系统稳定是指控制系统在受到扰动作用时，偏离原来的平衡状态，当扰动消失后，系统从初始偏差恢复到原平衡状态的能力。
5、状态观测器与状态最优滤波器的关系。
解析：状态最优滤波器与状态观测器的形式基本一致，观测器增益的最佳选择取决于测量噪声与过程噪声的大小关系，而状态最优滤波器就是一种根据测量噪声与过程噪声确定增益的最优观测器，而观测增益确定方法的不同即是卡尔曼滤波器与现代控制理论中全状态观测器最核心的区别：状态观测器通过极点配置设计增益，而状态最优滤波器通过结合测量噪声与过程噪声与状态估计误差的方差确定增益 K 。
6、简述何为两自由度控制及其适用情况？
解析：两自由度控制是一种控制系统设计方法，它使用两个控制器(或两个环节)来实现对系统的控制，两自由度控制是对外界干扰抑制特性和目标跟随特性两种参数分别独立的调整，使它们同时达到最佳，提升系统的控制品质；二自由度控制可以分为两大类：前馈+反