第三章 能控性和能观测性 线性系统的能控性和能观测性 概念是卡尔曼在1960年首先提出来 的。当系统用状态空间描述以后, 能控性、能观测性成为线性系统的 一个重要结构特性。 卡尔曼 这是由于系统需用状态方程和输出方程两个方程来描述输入- 输出关系,状态作为被控量,输出量仅是状态的线性组合,于是 有“能否找到使任意初态转移到任意终态的控制量”的问题,即 能控性问题。并非所有状态都受输入量的控制,有时只存在使任 意初态转移到确定终态而不是任意终态的控制。还有“能否由测 量到的由状态分量线性组合起来的输出量来确定出各状态分量” 的问题,即能观测性问题。 点击观看第一节 线性定常系统的能控性 能控性分为状态能控性、输出能控性(如不特别指明便泛指状 态能控性)。状态能控性问题只与状态方程有关,下面对定常 离散系统、定常连续系统分别进行研究(各自又包含单输入与 多输入两种情况): 一 离散系统的状态可控性引例 设单输入离散状态方程为: 初始状态为: 用递推法可解得状态序列:可看出状态变量 只能在+1或-1之间周期变化,不受 的 控制,不能从初态 转移到任意给定的状态,以致影响状态 向量 也不能在