41、简述系统可控、可观测、可达的含义。
解析:如果系统所有状态变量的运动都可以由输入来影响和控制而由任意的初态达到原点,则称系统是完全可控的,简称为系统可控。如果系统所有状态变量的任意形式的运动都可以由输出完全反映,则称系统是完全可观测的,简称系统可观测。若存在能将状态 \(x(t_0)=0\) 转移到 \(x(t_f)=x_f\) 的控制作用,则称状态 \(x_f\) 是 \(t_0\) 时刻可达的,若系统对于状态空间中的每一个状态都是任意时刻可达的,则称该系统完全可达。
42、简述李雅普诺夫意义下的稳定性和渐近稳定性的概念
(1) 在李雅普诺夫稳定性理论中,稳定性是指对于一个动力系统或控制系统,当系统在某个状态附近出现小的扰动或初始条件变化时,系统是否能够保持在这个状态附近,而不会无限制地远离。稳定性通常用来描述系统在受到干扰或变化时的行为,以确定系统是否趋向于一个平衡或稳定状态。
(2) 渐近稳定性是一种更强的稳定性概念。它表示当系统受到扰动或初始条件变化时,系统不仅保持在某个状态附近,而且随着时间的推移会趋向于这个状态。换句话说,系统最终会在一个稳定状态附近稳定下来,而不会永远保持在某个范围内振荡或波动。
43、状态反馈和输出反馈的各自的优点是什么?
状态反馈的优点是不改变系统的能控性,可以获得更好的系统性能。输出反馈的优点是保持系统能控性和能观性不变,结构简单,只用到外部可测信号。
44、对于 SISO 线性定常系统,从传递函数是否出现零极点对消现象出发,讨论
解析:对于一个单输入单输出系统 \(\sum(A,b,c)\)
欲使其是能控并能观的充分必要条件是传递函数
的分子分母间没有零极点对消。
即正负单位反馈后的系统只要没有零极点对消,那么正负单位反馈后的系统的能控性和能观性与其开环系统的能控性和能观性是一致的。
45、什么是大范围渐近稳定? 什么是小范围稳定?
解析:大范围渐近稳定:大范围渐近稳定是指在控制系统中,系统在一定范围内的状态变化能够趋向于稳定状态,而不会无限制地偏离。具体来说,如果一个系统在任何初始条件下,只要其状态在某个范围内,系统状态会渐近地趋向于稳定点,那么该系统被认为是大范围渐近稳定的。这意味着系统在广泛的范围内都具有稳定性,而不会受到较大的扰动而失去