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什么时候系统可控

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系统在任意时刻可控的条件如下:

一、定义与判定标准

完全可控性

若系统在所有时刻(包括初始时刻 $t_0$ 及之后任意时刻 $t_0 \leq t \leq T_t$)均能通过有限输入将任意初态转移到任意终态,则称系统完全可控。

结构可控性

线性定常系统完全可控的充分必要条件是:状态矩阵 $A$ 的任一特征值 $\lambda_i$ 对应的特征向量不能与矩阵 $B$ 的所有列向量正交。即不存在非零向量 $\alpha$ 使得 $\alpha^T B = 0$($\lambda_i$ 对应的特征向量)。

二、实际判定方法

状态空间矩阵法

通过计算可控性矩阵 $S = [B \ AB \ A^2B \cdots A^{n-1}B]$ 的秩,若 $rank(S) = n$(状态变量个数),则系统完全可控。

极点判据

系统所有极点均可控时,系统整体可控。但此方法多用于复频域分析。

三、注意事项

部分系统可能存在局部不可控状态(如特定初始条件或参数变化时),但整体仍可能一致可控。

实际应用中需结合具体系统结构(如时变系统、非线性系统)选择合适判据。