线性系统理论研究对象是由物理系统中抽象 出的线性模型系统。通常可用框图来形象地表示 一个系统： 它既有输入信号（例如电压），也有输出信号 （例如位移）。 从这个框图已经可以看出：一个系统在激励 下的响应事实上完全是由系统自身的结构确定 的。因此，对系统的描述就成为一切控制系统分 析和综合的出发点

3.5.1 稳定性的概念 稳定是控制系统正常工作的首要条件。分析、判定系 统的稳定性，并提出确保系统稳定的条件是自动控制理论 的基本任务之一。 定义：如果在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态，当 扰动消失后，系统能够以足够的准确度恢复到原来 的平衡状态，则系统是稳定的；否则，系统不稳定

一、系统的稳定性 如果一个线性定常系统在扰动作用消失后，能 够恢复到原始的平衡状态，即系统的零输入响应 是收敛的，则称系统是稳定的。 反之，若系统不能恢复到原始的平衡状态， 即系统的零输入响应具有等幅震荡或发散性质， 则称系统是不稳定的

控制系统中常见的三种数学模型形式： 1、外部描述：把系统的输出量与输入量之间的关系 把系统的输出量与输入量之间的关系 用数学方式表达出来，称之为输入 用数学方式表达出来，称之为输入—输出描述，或外 输出描述，或外 部描述，例如微分方程式、传递函数和差分方程。 部描述，例如微分方程式、传递函数和差分方程。 2、内部描述：不仅可以描述系统的输入、输出之 ：不仅可以描述系统的输入、输出之 间的关系，而且还可以描述系统的内部特性，称之 间的关系，而且还可以描述系统的内部特性，称之 为状态变量描述，或内部描述，适用于多输入、多 为状态变量描述，或内部描述，适用于多输入、多 输出系统，也适用于时变系统、非线性系统和随机 输出系统，也适用于时变系统、非线性系统和随机 控制系统。 3、方块图表示： 方块图表示：用比较直观的方块图模型来进行描 用比较直观的方块图模型来进行描 述

一、基本概念 1.状态:系统的运动状态。 2.状态变量:决定控制系统状态的变量。 3.状态向量: 4.状态空间:

2.6信号流图 2.6.1信号流图的定义及基本性质 信号流图是表达线性代数方程组结构的一种图。 在信号流图中,小圆圈表示变量或信号,称为 节点。连接两节点的线段称为支路,信号只能 由支路的箭头方向传递。标在支路旁边的数学 算子称为传递函数或传递增益。传递增益可以 是常数,也可以是复变函数。当传递函数为1 时可以不标

一、数学描述及相互转化 二、线性系统的数学模型有三种 三、差分方程

本书分成五章。第一章是仿真，讲述环境工程过程的仿真即过程建模及求解的方法，并介绍活性污泥过程、二沉池二维流态等模型的建模和求解过程。第二章是过程控制，讲述反馈控制系统的控制规律及自动化仪表，并介绍污水处理主要设施的自动控制方法。第三章是动态分析，讲述如何导出过程的传递函数，以及如何利用传递函数对环境工程的过程动态进行定性和定量的分析。第四章是人工智能，重点介绍神经网络、专家系统和模糊控制的理论及在环境工程仿真与控制中的应用。第五章是复杂控制系统，介绍串级、分程、比值、前馈、选择性和非线性控制系统，以及在环境工程过程控制中的应用

描述线性定常系统的主要方法(下章涉及求解方法)

正如下面讲到的,由式(5.21)给出的线性控制律是最优控制律。所以,若能确定矩阵K中的未知元素,使得性能指标达极小,则u(t)=-Kx(t)对任意初 始状态x(0)而言均是最优的。图5.6所示为该最优控制系统的结构方块图