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1、a:4:i:0;s:11568:第四章 第二节词之柳永,一、柳永的资料,柳永青年时代在汴京游学时，常出入于烟花柳巷，与伶工、乐伎相往来，这种生活影响了他创作。#后改名柳永，才考中进士，做过定海晓峰盐场督官、屯田员外郎等小官，世称“柳屯田”。#他终生贫困潦倒，相传死后家无余资，是妓女们出资把他安葬的，叫做“吊柳七”。#柳永是北宋第一个专力写词的作家。#,传说柳永鹤冲天有句“忍把浮名，换了浅斟低唱”触忤仁宗，当时有荐其才者，上曰：#“得非填词柳三变乎？#”曰：#“然”。#上曰：#“且去填词”。#由是不得志。#永不仅不改，反而更加纵情于游冶，并自称为“奉旨填词柳三变”。#（自我调侃，解嘲）,画墁录载

2、，柳永去看晏殊，晏问：#“你近来作曲子（词）麽？#”柳答，“和相公一样，也作曲子。#”晏说：#“我虽作曲子，却从没说过彩线慵拈伴伊坐”。#（柳永词俚俗露骨，不合当时文人雅词的创作传统）,北宋巨手 长调的铺叙（从根本上改变了唐五代以来词坛小令一统天下的格局），多重时间空间结构的转换；#少数词意境极佳，“柳词之佳者,颇有近于唐人之高处与妙镜”,二、具体词作学习,鹤冲天定风波望海潮,鹤冲天,黄金榜上，偶失龙头望。#明代暂遗贤，如何向？#未遂风云便，争不恣狂荡？#何须论得丧。#才子词人，自是白衣卿相。#烟花巷陌，依约丹青屏障。#幸有意中人，堪寻访。#且恁偎红倚翠，风流事、平生畅。#青春都一饷。#忍把浮

3、名，换了浅斟低唱。#,（一）柳永心灵世界的真实写照,在家庭之传统（重视儒家传统的士族家庭）与自我之性格（浪漫的天性:#歌伎,禀赋）之间充满冲突和矛盾的悲剧人物.联系第一章 第一节“中国古代文人之使命及个体命运”“文人与政治在中国文化中与生俱来具有天然的联系，政治的忧患意识成为了文人根本的一大使命”。#“中国古代文人兼具文学才能的卓异与政治素养才能的缺失”。#古代文人的二元化价值观：#事功不朽，爱情不朽。#,在用世之志意与音乐之才能之间充满冲突和矛盾的悲剧人物.柳永词俚俗露骨，不合当时文人雅词的创作传统，从而遭到一些士大夫的讥议。#叶梦得避暑录话卷下,“永亦善他文辞,而偶先以是得名,始悔为己累.

4、”,羁旅行役之感与抒情的自我化。#柳永不仅创造和发展了词调、词法，并在词的审美趣味方面朝着通俗化的方向发展，在题材取向上朝着自我化的方向拓展。#乐章集中六十多首羁旅行役词，比较全面的展现出柳永一生中的追求、挫折、矛盾、苦闷、辛酸、失意等复杂心态。#鹤冲天即在此列。#,（二）鹤冲天解读,这是一首直抒胸臆的名篇。#它与一般即景言情，融情入景的词作有所不同，但它仍能深深打动读者，原因是，它抒发了作者强烈而又真实的思想感情，表现出一种傲视公卿、轻蔑名利的思想。#这首词的构思、层次、结构和语言均与柳永其他作品有所不同。#全篇直说，绝少用典，不仅与民间曲子词极为接近，而且还保留了当时的某些口语方言，如“如

5、何向”、“争不”、“且恁”等。#全词写得自然流畅，平白如话，读来琅琅上口。#不独在柳词中，即使在北宋词中，这一类作品也是少见的。#这种“明白而家常”，“到口即消”的语言，正是词中之本色，是经过提炼而后取得的艺术效果。#,定风波,自春来、惨绿愁红，芳心是事可可。#日上花梢，莺穿柳带，犹压香衾卧。#暖酥消，腻云亸（duo三声，下垂），终日厌厌倦梳裹。#无那！#恨薄情一去，音书无个。#早知恁么，悔当初、不把雕鞍锁。#向鸡窗，只与蛮笺象管，拘束教吟课。#镇相随，莫抛躲，针线闲拈伴伊坐。#和我，免使年少光阴虚过。#,注释 1.可可：#平常。#2.暖酥：#指肌肤。#3.腻云：#指头发。#4.无那：#无奈。

6、#5.雕鞍：#华丽的马鞍。#6.鸡窗：#书室。#7.蛮笺象管：#纸笔。#8.镇：#镇日，整天。#,（一）定风波解读,1、代言体，为不幸的歌妓倾诉内心的痛苦，字里行间流露出作者对歌妓的深怜痛惜.歌妓可升华为一般女子。#词的上片，用富有刺激性的字面，例如“惨绿愁红”，尽情地渲染了环境气氛；#再用浓艳的词笔，如“暖酥消，腻云亸”之类，描绘了人物的外貌形态；#接下来便直接点明她那无聊寂寞的心境即“终日厌厌”。#下片则转入第一人称的自述。#一连串的快语快谈，一叠叠的绮语、痴语，其中又夹着许多口语、俚语，把这个人物的心理写得活灵活现。#她那香艳而放肆的神态，真挚而发露的情思，使人读后如闻其声，如见其形。#

7、,2、市民情调的表现。#综观全词，这首词典型地体现了市民价层那种“以真为美”、“以俗为美”的文学趣味。#它不讲求含蓄、文雅，只求畅快淋漓、一泻无余地发泄和表露自己的真实情感。#,柳永从创作方向上改变了词的审美内涵和审美趣味，即变“雅”为“俗”，着意运用通俗化的语言表现世俗化的市民生活情趣。#,（1）表现了世俗女性大胆而泼辣的爱情意识；#（2）表现了被遗弃或失恋的平民女子的痛苦心声；#（3）表现了下层妓女的不幸和他们从良的愿望；#,（4）展现了北宋繁华富裕的都市盛景和丰富多彩的市井风情。#,5、俚俗语言的运用。#,柳永在词的语言表达形式上，也进行了大胆的革新。#他的词充分运用现实生活中的日常口语

8、和俚语，不仅生动活泼，而且使听众既感到亲切有味，又易于理解接受。#,俗（市民情调,俚俗口语）对当时已经被士大夫所诗化了的词风的一种极为大胆的叛离.男女恋情中的平民意识;#离愁别绪,男欢女爱等类型化情感.王灼碧鸡漫志卷二,“浅近卑俗,自成一体,不知书者尤好之.予尝一比都下富儿,虽脱村野,而声态可憎.”,望海潮,东南形胜，江（或三）吴都会，钱塘自古繁华。#烟柳画桥，风帘翠幕，参差十万人家。#云树绕堤沙，怒涛卷霜雪，天堑无涯。#市列珠玑，户盈罗绮竞豪奢。#重湖叠瓛（yan三声）清嘉，有三秋桂子，十里荷花。#羌管弄晴，菱歌泛夜，嬉嬉钓叟莲娃。#千骑拥高牙，乘醉听箫鼓，吟赏烟霞。#异日图将好景，归去凤池

9、夸。#,望海潮分析,1。#作品简述。#宋仁宗时，杭州已相当繁盛。#柳永失意于科场，流连坊曲，本篇即是铺叙都市生活的长调。#虽是歌咏太平，但对如画江山和繁华都市的描绘歌颂，仍有一定的认识价值和美感意义。#上片起三句，一说地理，二说都会，三说历史，俯仰古今，综察全局，笼罩全篇，为下文张目。#“烟柳”二句，前写环境，后写居宅，继以“参差”一句总括之。#接写钱江，对“东南形胜”进一步交代；#接写市场、住家，对“繁华”作进一步描述。#下片转写西湖，从环境写到生活，从风景写到人事。#最后称颂州郡长官，在应酬祝颂中不离杭州，呼应开头。#整篇以铺叙见长，但又不是平铺直叙，尤其开端、换头和结尾，都钧勒见力。#,

10、2。#艺术特色。#首先，词人抓住有典型特征的事物，寥寥数语，迷人的钱塘胜景和西湖景致便展现在读者面前。#其次，语言、音律、词调也与词的内容结合得恰到好处。#相传金主完颜亮听完“三秋桂子，十里荷花”之后，便羡慕钱塘的繁华，从而更加强了他侵吞南宋的野心。#,（一）上片：#描写杭州的自然风光和都市的繁华“东南形胜，三吴都会，钱塘自古繁华”，“东南形胜”，是从地理条件、自然条件着笔写的。#接下来就对“形胜”、“都会”和“自古繁华”进行铺叙。#“烟柳画桥，风帘翠幕，参差十万人家”是对“三吴都会”的展开描写。#“云树绕堤沙。#怒涛卷霜雪，天堑无涯”是对“东南形胜”的展开描写。#这里选择了钱塘江岸和江潮两种

11、景物来写。#“市列珠玑，户盈罗绮，竞豪奢”是对“钱塘自古繁华”的展开描写。#,（二）下片：#写杭州人民和平安静的生活景象,“重湖叠巘清嘉。#有三秋桂子，十里荷花”写杭州西湖的湖山之美。#“重湖”，写湖本身，西湖有里湖和外湖；#“叠巘”，写湖岸，山峰重叠。#西湖水碧山青，秀美异常，所以说“清嘉”。#“三秋桂子”照应“叠巘”二字，写山中桂花。#“十里荷花”照应“重湖”写水里荷花。#红花绿叶，莲子清香，也是很能体现西湖特点的景物。#“三秋”，从时间着眼；#“十里”，从空间着眼。#桂在秋季开花，莲在夏季开花，写出了西湖不同季节的美景。#,“羌管弄晴”写的是白天人们悠扬的笛声，“菱歌泛夜”写的是人们晚上

12、快乐欢快的歌声，“嬉嬉钓叟莲娃”时对前面两句的总括，所以这一句写的是杭州人民的游乐。#“千骑拥高牙。#乘醉听萧鼓，吟赏烟霞”写的是杭州官员的游乐，分两方面写的，一是“乘醉听萧鼓”，宴酣之乐，二是“吟赏烟霞”，山水之乐。#“异日图将好景，归去凤池夸”是对官员的祝愿。#,3。#历史上的西湖美景妙诗,苏轼说：#“水光潋滟晴方好，山色空濛雨亦奇。#欲把西湖比西子，淡妆浓抹总相宜。#”（饮湖上初晴后雨）南宋杨万里说：#“毕竟西湖六月中，风光不与四时同。#接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。#”（晓出净慈寺送林子方）,三、柳永对后世的影响,柳永词在当时影响很大，宋人叶梦得避暑录话：#“凡有井水饮处，即能歌柳词

13、”。#当时效法他和受他影响的不乏其人。#后来的秦观、周邦彦等在不同程度上都学习他的抒情技巧。#,雨霖铃,八声甘州,对潇潇暮雨洒江天，一番洗清秋。#渐霜风凄紧，关河冷落，残照当楼。#是处红衰翠减，苒苒物华休。#惟有长江水，无语东流。#不忍登高临远，望故乡渺邈，归思难收。#叹年来踪迹，何事苦淹留？#想佳人妆楼颙望，误几回天际识归舟。#争知我，倚阑干处，正恁凝愁。#,蝶恋花,课后思考题：#1，柳永对于北宋词的开拓意义。#2，如何理解柳永词“俗”的特色。#教学参考书：#1，杨海明，唐宋词史，江苏古籍出版社，19872，曾大兴，柳永和他的词，中山大学出版社，19903，龙榆生，唐宋名家词选，上海古籍出版

14、社，19804，陶尔夫、诸葛忆兵，北宋词史，黑龙江教育出版社，2002年课后作业：#背诵雨霖铃（寒蝉凄切）。#,;i:1;s:22742:控制方案和控制规律的选取,控制方案和控制规律的选取是控制系统设计中最重要的部分之一。#决定整个控制系统中信息所经过的运算处理，也就决定了控制系统的基本结构和基本组成，所以对控制质量起决定性的影响。#,2.5,控制方案的选取,2.5.1,系统方面,回路方面,反馈方面,信号类型,计算机控制组合仪表控制,单回路多回路,前馈控制反馈控制,纯直流控制纯交流控制直交流混合控制,计算机控制组合仪表控制,集散控制现场总线控制,FCS与DCS比较,信号的传输方式不同 通信协议

15、不同 DCS和FCS结构不同 DCS和FCS结构可靠性不同 DCS与FCS的成本不同,单回路多回路比较,单回路结构简单易实现，其控制器一般起到串联校正的作用。#但该系统对参数敏感，抑制干扰能力差，适用于控制对象简单且性能指标要求不高的系统多回路系统为一高阶系统，相当于串级控制系统，有一个被控对象，主回路是单位负反馈。#这种控制系统由于有局部反馈，可以更好的抑制干扰。#,前馈控制与反馈控制比较,反馈测量偏差，再调节；#前馈测量干扰，再调节反馈调节与前馈调节调节规律不同 反馈调节是一个负反馈的闭环系统；#前馈调节是一个开环控制反馈调节常包含多个干扰；#前馈调节与干扰的补偿是一一对应 测量信号不同。

16、#反馈调节产量的是被控参数的变化；#前馈调节测量的是干扰信号反馈调节不能使被调参数稳定在给定值上不动，是使被调参数稳定在给定值附近动态变化，达到系统的动态稳定；#前馈调节在理论上可以实现无差调节。#,控制规律的选取,2.5.2,控制规律的表现形式,2.5.2.1 双位控制,实际双位控制,比例调节的动作规律，比例带在P调节中，调节器的输出信号u与偏差信号e成比例，即，u=Kp e（4.3）式中Kp称为比例增益,2.5.2.2 比例调节（P调节）,P调节的阶跃响应,P调节对偏差信号能做出及时反应，没有丝毫的滞后。#输出u实际上是对其起始值的增量。#因此，当偏差e为零，因而u0时，并不意味着调节器没

17、有输出，它只说明此时有u=u0。#u0的大小是可以通过调整调节器的工作点加以改变的。#,u=Kp e,u0,u0+Kpe,0,比例带 为表示调节器输入和输出之间的比例关系，在过程控制中习惯用比例带（比例度）来代替比例增益：#,式中 emax emin-偏差信号范围，即仪表量程 umax umin-调节器输出信号范围，即控制器输出的工作范围,具有重要的物理意义u代表调节阀开度的变化量，就代表使调节阀开度改变100%即从全关到全开时所需要的被调量的变化范围。#例如，若测量仪表的量程为100则50%就表示被调量需要改变50才能使调节阀从全关到全开。#当被调量处在“比例带”以内调节阀的开度（变化）才与

18、偏差成比例。#超出这个“比例带”以外调节阀已处于全关或全开的状态，调节器的输入与输出已不再保持比例关系。#,如果采用单元组合仪表，调节器的输入和输出都是统一的标准信号，即，则有此时比例带（比例度）与比例增益成反比，比例带小，则较小的偏差就能激励调节器产生100%的开度变化，相应的比例增益就大。#,比例调节的特点，有差调节,比例调节的显著特点就是有差调节。#,这里的杠杆充当了比例调节器：#液位变化e是其输入；#阀杆位移u 是其输出；#调节器的比例增益为：#,该比例调节器是有余差的！#,余差的大小与比例增益有关，Kp大，余差小。#,余差（或静差）是指：#被调参数的新的稳定值与给定值不相等而形成的差

19、值。#余差的大小与调节器的放大系数K或比例带有关放大系数越小，即比例带越大，余差就越大；#放大系数越大，即比例带越小，比例调节作用越强，余差就越小。#,比例带对于调节过程的影响,a）大调节阀的动作幅度小，变化平稳，甚至无超调，但余差大，调节时间也很长b）减小调节阀动作幅度加大，被调量来回波动，余差减小c）进一步减小被调量振荡加剧d）为临界值系统处于临界稳定状态e）小于临界值系统不稳定，振荡发散,图4.4 对比例调节过程的影响,比例调节的特点：#（1）比例调节的输出增量与输入增量呈一一对应的比例关系，即：#u=K e（2）比例调节反应速度快，输出与输入同步，没有时间滞后，其动态特性好。#（3）比

20、例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值，而产生余差。#,若对象较稳定（对象的静态放大系数较小，时间常数不太大，滞后较小）则比例带可选小些，这样可以提高系统的灵敏度，使反应速度加快一些；#相反，若对象的放大系数较大，时间常数较小，滞后时间较大则比例带可选大一些，以提高系统的稳定性。#,比例带的一般选择原则：#,被控对象的放大倍数,它是对象的静态参数，对象的放大倍数较大时，即对象的输出信号的变化量与输入信号（操纵变量）的变化量之比是比较大。#如果对象的放大倍数较小时，控制器的比例度应该选择小点。#会让系统曲线会更好，控制质量更高。#例如，水槽的液位控制系统中，水槽的直径有两种：#1.直径为1米：

21、#水槽的放大倍数较大；#对象的液位变化较灵敏，系统的灵敏也较高（过渡过程基本是衰减震荡过程或等幅衰减震荡过程）；#如果此时让控制器的比例度设置较小，即是控制器的放大倍数选择较大，这样会让原较灵敏的系统对干扰更加敏锐，更有可能让系统震荡而不稳定，出现发散型震荡。#2.直径为10米：#水槽的放大倍数相对较小；#对象的液位变化相对较迟缓，系统的灵敏度相对来说也较低（过渡过程基本是非周期震荡过程）；#如果让控制器的比例度设置较小，即是控制器的放大倍数选择较大，这样会让原不灵敏的系统更加灵敏，让系统更加稳定，出现衰减震荡过程。#,被控对象的时间常数,它是对象的动态参数，对象的时间常数是对象受到干扰时被控

22、变量发生偏离，通过系统自身负反馈的自我调节控制能力，让被控制变量再次稳定下来时所需要的时间，称为时间常数。#理论研究发现，对象的时间常数与对象的放大倍数是成反比的，因此对象的时间常数较大时，控制器的比例度应选择小点来提高控制质量。#,滞后大小,滞后大小是指滞后时间与对象的时间常数之比（）。#如果对象的 较大时，说明对象收到干扰后要经过较长时间被控变量才能发现变化。#假设相对应的控制器比例度此时选择较小时，控制器根据较小的输入偏差信号，迅速发出一个较大的输出控制信号，让执行器的阀门开启度发生较高的变化，即产生较大的流量变化，流量的迅速较大的变化来消除干扰，但是对象滞后时间较大，较大的流量变化不能

23、马上传送到被控变量，此时过程中被控变量还在继续偏离给定值，偏差在继续增大，控制器的输出也在成比例的继续增大，流量的变化量同样也在继续增大，等到前面流量的变化影响到被控变量时，后面控制器发出的控制信号，让流量发生变化的量会让控制变量生产反向偏差，这样会因滞后时间较大而易产生震荡。#因此对象的滞后时间较大时，控制器的比例度应该选择较大一些，就是缓慢（对象滞后较大）对缓慢（控制器的比例度较大，比例度大些系统动作缓慢下来的），这样不会产生过分的控制现象。#结论：#滞后较小时，一方面是对象的滞后时间较小，控制器的比例度应选择较小点；#另一方面对象的时间常数较大，同样控制器的比例度也要选择小点才能得到较高

24、的控制质量。#,比例带的选取，一般情况下，比例带的范围大致如下：#压力调节：#3070%流量调节：#40100%液位调节：#2080%温度调节：#2060%,1 积分调节动作规律 调节器的输出信号的变化速度du/dt与偏差信号e成正比，或者说调节器的输出与偏差信号的积分成正比，即：#,2.5.2.3 积分调节（I调节）,积分调节的阶跃响应,I调节器的输出不仅与偏差信号的大小有关，还与偏差存在的时间长短有关。#只要偏差存在，调节器的输出就会不断变化，直到偏差为零调节器的输出才稳定下来不再变化。#所以积分调节作用能自动消除余差。#注意I调节的输出不像P调节那样随偏差为零而变到零。#,2 积分调节的

25、特点，无差调节,积分调节的特点是无差调节只要偏差不为零，控制输出就不为零，它就要动作到把被调量的静差完全消除为止而一旦被调量偏差e为零，积分调节器的输出就会保持不变。#调节器的输出可以停在任何数值上,即:#被控对象在负荷扰动下的调节过程结束后，被调量没有余差，而调节阀则可以停在新的负荷所要求的开度上。#,积分调节的稳定性它的稳定作用比P调节差，采用积分调节不可能得到稳定的系统。#,K=2K=0.2,积分调节的滞后性它的滞后特性使其难以对干扰进行及时控制，所以一般在工业中，很少单独使用I调节，而基本采用PI调节代替纯I调节。#,采用积分调节时，控制系统的开环增益与积分速度S0成正比。#增大积分速

26、度降低系统的稳定程度。#,3 积分速度对于调节过程的影响,积分速度（积分常数）的大小对调节过程影响：#增大积分速度调节阀的速度加快，但系统的稳定性降低当积分速度大到超过某一临界值时，整个系统变为不稳定，出现发散的振荡过程。#S0愈大，则调节阀的动作愈快，就愈容易引起和加剧振荡，而最大动态偏差则愈来愈小。#减小积分速度调节阀的速度减慢，结果是系统的稳定性增加了，但调节速度变慢当积分常数小到某一临界值时，调节过程变为非振荡过程。#无论增大还是减小积分速度，被调量最后都没有残差,图4.7 积分速度S0 对调节过程的影响,比例调节和积分调节的比较：#比例调节是有差调节，积分调节是无差调节比例调节能立即

27、响应偏差变化积分调节调节过程缓慢当被调参数突然出现较大的偏差时比例调节能立即按比例把调节阀的开度开得很大但积分调节器需要一定的时间才能将调节阀的开度开大或减小如果系统干扰作用频繁，积分调节会显得十分乏力单独的积分调节系统较罕见，它作为一种辅助调节规律与比例调节一起组成比例积分调节规律。#,图4.8 P与I 调节过程的比较,结论：#P调节有余差I调节没有余差，但超调大，不如P稳定,调节器的输出u与被调量或其偏差e对于时间的导数成正比，即,式中，S2 微分时间。#,2.5.2.4 微分调节（D调节）,D调节的阶跃响应,微分调节的思想：#微分调节只与偏差的变化成比例，偏差变化越剧烈，由微分调节器给出

28、的控制作用越大，从而及时地抑制偏差的增长，提高系统的稳定性。#,调节器在t=t0时刻，输入阶跃偏差e，偏差的变化速度为：#,之后，调节器的输出立即又回到零，理想的微分调节特性曲线为一垂直直线。#,如加热炉温度自动调节,当温度低于给定值时,则煤气阀门应开大,这是比例调节作用,但同时发现,温度降低的速度很快,说明出现了较大的扰动,则下一时刻的偏差将会更大,因此应预先采取措施,即提前动作,把煤气阀门的开度开得更大一些,这叫超前作用。#,微分调节的特点P和I是根据已经形成的被调参数与给定值之偏差而动作（即偏差的方向和大小进行调节）。#微分调节是根据偏差信号的微分,即偏差变化的速度而动作的。#只要偏差一

29、露头,调节器就立即动作，以求更好的调节效果偏差没有变化,微分调节不起作用。#微分调节主要用于克服调节对象有较大的传递滞后和容量滞后。#,注意：#微分调节不能消除余差。#微分调节只对偏差的变化做出反应，而与偏差的大小无关。#单纯的微分调节器也是不能工作的。#实际的调节器都有一定的失灵区，若调节误差的变化速度缓慢，以至于调节器不能察觉，纯微分调节器将不会动作，此时调节误差会不断累积却得不到校正。#,PID是比例、积分、微分的缩写 Proportional-Integral-Differential比例作用的输出与偏差大小成正比；#积分作用的输出变化速度与偏差成正比；#微分作用的输出与偏差变化速度成

30、正比。#,比例调节作用：#是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。#比例作用大，可以加快调节，减少误差但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。#,比例调节 K的变化对控制效果的影响,积分调节作用：#是使系统消除稳态误差，提高无差度。#因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。#积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。#反之Ti大则积分作用弱。#加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。#积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。#,积分调节，Ti的变化对控制

31、效果的影响,微分调节作用：#微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。#因此，可以改善系统的动态性能。#在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。#微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的微分调节，对系统抗干扰不利。#此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。#微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID控制器。#,微分调节，Td的变化对控制效果的影响,1 比例积分（PI）调节积分调节可以消除静差,但有滞后现象，比例调节没有滞后现象，但存在静

32、差。#PI调节就是综合P、I两种调节的优点，利用P调节快速抵消干扰的影响，同时利用I调节消除残差。#,2.5.2.5 比例积分微分调节（PID调节）,PI调节规律为：#,式中 比例带（可视情况取正值或负值）TI 积分时间和TI 是PI调节器的两个重要参数。#,图4.10 PI调节器的阶跃响应,TI,在施加阶跃输入的瞬间，调节器立即输出一个幅值为e的阶跃，然后以固定速度eTI变化。#当t=TI时，调节器的总输出为2e。#输出的积分部分正好等于比例部分。#TI可以衡量积分部分在总输出中所占的比重：#TI愈小，积分部分所占的比重愈大。#,残差的消除是PI调节器积分动作的结果。#积分部分的阀位输出使调

33、节阀开度最终得以到达抵消扰动所需的位置。#比例部分的阀位输出Up在调节过程的初始阶段起较大作用，但调节过程结束后又返回到扰动发生前的数值。#,比例积分调节过程,负荷变化前（tt0）被控系统稳定，控制偏差为零，调节器输出保持某恒定值。#,图4.11 PI 调节器对过程负荷变化的响应,0,u0,图4.11 PI 调节器对过程负荷变化的响应,t=t0时刻，系统负荷发生阶跃变化,P调节立即响应偏差变化，产生正的跃变，I调节则从零开始累计偏差。#此后，在PI的共同作用下，调节的总输出持续增加。#,图4.11 PI 调节器对过程负荷变化的响应,在t=t1 时刻，系统开始响应，控制偏差开始减小，P调节紧跟着

34、减小，I调节因偏差仍存在且方向不变，所以继续增加PI调节的综合结果u也仍持续增大使控制偏差进一步减小,图4.11 PI 调节器对过程负荷变化的响应,t=t2时刻，偏差减小至零,P调节作用彻底消失，I调节也停止增长如果积分时间足够小，此时调节器的输出将大于所要求的值，致使系统产生反向偏差，也即超调。#,图4.11 PI 调节器对过程负荷变化的响应,t2t3阶段，偏差反向，P调节作用反向，I调节作用也由增加变为减小，PI调节的整体作用表现为减小，直至从超调位置下降到系统要求的作用点，即图中的 t=t3点处，此时偏差从超调处回落到零，系统达到新的平衡。#,由上分析PI调节引入积分动作消除了系统余差，

35、却降低了原有系统的稳定性。#调节过程中的超调趋势随比例增益的增大和积分时间的减小而增大，因此PI调节的比例增益要设置得比纯P调节小，对积分时间的设置也应有一定的限制。#,PI调节在比例带不变的情况下，减小积分时间TI，将使控制系统稳定性降低、振荡加剧、调节过程加快、振荡频率升高。#,图4.12 PI控制系统不同积分时间的响应过程,比例积分调节的特点：#具有比例调节作用反应快、无滞后的优点，可以加快调整作用，缩短调节时间，又具有积分调节的优点，可以消除静差。#对于一般调节对象，均可用比例积分调节，比例带和积分时间选择合适，基本可以满足生产工艺要求。#,积分饱和现象与抗积分饱和的措施,积分饱和现象

36、,积分饱和现象,图4.14 加热器出口水温控制系统,图4.15 温度比例积分控制系统积分饱和,限制PI调节器的输出uPI设定限值时，uPI=umax结果：#这样有可能在正常操作中不能消除系统的余差积分分离法e设定限值时，改用纯P调节结果：#既不会积分饱和又能在小偏差时利用积分作用消除偏差遇限削弱积分法uPI设定限值时，只累加负偏差，反之亦然结果：#可避免控制量长时间停留在饱和区,抗积分饱和的措施,PD调节器的动作规律是,2 比例微分（PD）调节规律,式中 比例带，可视情况取正值或负值 TD 微分时间,工业上实际采用的PD调节器的传递函数是：#,式中 KD 微分增益,相应的单位阶跃响应为：#,微

37、分作用,纯比例作用,纯比例作用,TD大，微分作用强,说明：#微分作用的强弱用微分时间TD来衡量微分时间TD越大，微分作用越强，超前时间越大。#理想的微分调节是不能单独使用的，它总是依附于比例调节或比例积分调节的。#,根据PD调节器的斜坡响应也可以单独测定它的微分时间TD,如果TD=0即没有微分动作，那么输出u将按虚线变化。#微分动作的引入使输出的变化提前一段时间发生，而这段时间就等于TD。#PD调节器有导前作用，其导前时间即是微分时间TD。#,PD调节也是有差调节在稳态下，dedt0，PD调节器的微分部分输出为零，因此，此时PD调节与P调节相同。#微分调节有提高控制系统稳定性的作用 微分调节动

38、作总是力图抑制被调量的振荡引入微分动作要适度，当TD超出某一上限值后，系统反而变得不稳定适度引入微分动作可以允许稍许减小比例带这样可以减小残差、减小短期最大偏差、提高振荡频率同时保持衰减率不变。#,比例微分调节的特点,微分调节也有不利之处：#微分动作太强容易导致调节阀开度向两端饱和在PD调节中总是以比例动作为主，微分动作只能起辅助调节作用。#PD调节器的抗干扰能力很差只能应用于被调量的变化非常平稳的过程，一般不用于流量和液位控制系统。#微分调节动作对于纯迟延过程是无效的。#,比例微分调节的特点（续）,图4.18 P调节系统和PD调节系统过程的比较,图4.19 PD控制系统不同微分时间的响应过程

39、,PID调节：#将比例、积分、微分三种调节作用结合起来的调节。#PID调节器的动作规律是：#,3 比例积分微分（PID）调节规律及其基本特征,PID调节的三个特征参数比例带、积分时间TI、微分时间TD,PID调节器的传递函数物理上不能实现,工业上实际采用的PID调节器，如DDZ型调节器，其调节律为,图中的阴影部分面积代表微分作用的强弱,图4.20 工业PID调节器单位阶跃响应,一组MATLAB仿真试验,纯P作用下系统的阶跃响应,纯P调节是有差调节Kp大，稳态误差小，响应快，但超调大,PI作用下系统的阶跃响应,引入积分，消除了余差Ti小，响应速度加快，超调大，系统振荡加剧,PI作用下系统的阶跃响

40、应,在同样积分常数Ti下，减小比例增益Kp可减小超调，增加系统的稳定性,PD作用下系统的阶跃响应,引入微分项，提高了响应速度，增加了系统的稳定性但不能消除系统的余差,PD作用下系统的阶跃响应,微分时间越大，微分作用越强，响应速度越快，系统越稳定,PID作用下系统的阶跃响应,PD基础上I作用的引入消除了余差，达到了理想的多项性能指标要求：#超调、上升时间、调节时间、余差等,调节器动作规律的选择应根据对象特性、负荷变化、主要扰动和系统控制要求、系统的经济性以及系统投入方便等进行选择。#如，对象时间常数（迟延）大小、有无余差要求、负荷变化大小等T大，加微分如温度、成分、pH值控制等无余差，加积分如管

41、道压力和流量的控制T较小，负荷变化较小，工艺要求不高，纯比例贮罐压力、液位的控制T大（延迟大）、负荷变化大复杂控制,如果被控对象传递函数可用 则可根据对象的可控比/T选择调节器的动作规律。#/T 1.0，应选用如串级、前馈等复杂控制系统,;i:2;s:17135:1,本章内容（1）利用MATLAB分析系统的稳定性；#（2）利用MATLAB求取系统在典型和任意输入信号作用下的时域 响应；#（3）利用MATLAB绘制系统的根轨迹，在根轨迹上可确定任意点 的根轨迹增益K值，从而得到系统稳定的根轨迹增益K值范围；#（4）利用MATLAB绘制系统的Bode图、Nichols图和Nyquist图等，并求取

42、系统的幅值裕量和相位裕量；#（5）利用MATLAB分析具有时间延迟系统的频率特性；#（6）求取频率响应数据，且根据频率响应数据辩识系统的模型参数（7）利用MATLAB分析系统的能控性和能观测性，并能对不完全 能控或不完全能观测的系统进行结构分解。#,第7章 控制系统的计算机辅助分析,2,7.1 控制系统的稳定性分析,判断系统稳定的方法：#1）.观察系统输出响应曲线2）.直接求根法3）.劳斯判据4）.尼奎斯特稳定性判据5）.对数频率特性的稳定性判据,什么是系统的稳定性？#,3,1）.利用极点判断系统的稳定性 判断一个线性系统稳定性的一种最有效的方法是直接求出系统所有的极点，然后根据极点的分布情况

43、来确定系统的稳定性。#可用如下函数：#pzmap（num,den）和 roots（den）2）.利用特征值判断系统的稳定性 系统的特征方程|sI-A|=sn+a1sn-1+an-1s+an0 的根称为系统的特征值，即系统的闭环极点。#当然判断系统的稳定性同样可利用特征值来判断。#,Matlab判断系统稳定性常采用的方法,（给出传递函数时）,（给出状态方程时）,4,%P189_ex7_1num=3,2,1,4,2;#den=3,5,1,2,2,1;#r=roots（den）,pzmap（num,den）,执行结果如下：#r=-1.6067 0.4103+0.6801i 0.4103-0.6801

44、i-0.4403+0.3673i-0.4403-0.3673i,5,%P191_ex7_3A=2.25-5-1.25-0.5;#2.25-4.25-1.25-0.25;#0.25-0.5-1.25-1;#1.25-1.75-0.25-0.75;#P=poly（A）;#r=roots（P）,ii=find（real（r）0）;#n=length（ii）;#if（n0）,disp（系统是不稳定的）;#else,disp（系统是稳定的）;#enddisp（不稳定的极点是:#）,disp（P（ii）,执行结果如下：#r=-1.5000-1.5000-0.5000+0.8660i-0.5000-0.86

45、60i系统是稳定的,6,3）.用李雅普诺夫第二法来判断系统的稳定性,线性定常连续系统（7-2）在平衡状态xe=0处，渐近稳定的充要条件是：#对任给的一个正定对称矩阵Q，存在一个正定的对称矩阵P，且满足矩阵方程 ATPPAQ 而标量函数V（x）=xTPx是这个系统的一个二次型形式的李雅普诺夫函数。#MATLAB提供了李雅普诺夫方程的求解函数lyap（），其调用格式为 P=lyap（A,Q）,7,7.2 控制系统的时域分析,生成任意信号函数gensig（）的调用格式为 u,t=gensig（type,Ta）（1）或 u,t=gensig（type,Ta,Tf,T）（2）其中（1）产生一个类型为ty

46、pe的信号序列u（t），周期为Ta，type为以下标识字符串：#sin正弦波；#square方波；#pulse脉冲序列；#（2）同时定义信号序列u（t）的持续时间Tf和采样时间T。#,1.任意信号函数,8,例7-5 生成一个周期为5秒，持续时间为30秒，采样时间为0.1秒的方波。#解 Matlab窗口中执行以下命令可得图7-2所示结果。#u,t=gensig（square,5,30,0.1）;#plot（t,u）,axis（0,30,0.5,1.5）,9,图7-2,10,2.连续系统的单位阶跃响应单位阶跃响应函数step（）的调用格式为 y,x,t=step（num,den,t）或 y,x,t

47、=step（A,B,C,D,iu,t）式中 t为选定的仿真时间向量，函数返回值y为系统在各个仿真时刻的输出所组成的矩阵；#而x为自动选择的状态变量的时间响应数据。#如只想绘制出系统的阶跃响应曲线，则可以由如下的格式调用此函数 step（num,den,t）step（A,B,C,D,t）,11,%p193_ex7_6.mnum0=20;#den0=1 8 36 40 0;#num,den=cloop（num0,den0）;#t=0:#0.1:#10;#y,x,t=step（num,den,t）;#plot（t,y）M=（max（y）-1）/1）*100;#disp（最大超调量M=,num2str

48、（M）,%）,执行结果如下：#最大超调量M=2.5546%,12,例7-7 对于典型二阶系统 试绘制出无阻尼自然振荡频率n=6，阻尼比分别为0.2,0.4,1.0,2.0时系统的单位阶跃响应曲线。#,13,%p194_ex7_7.mwn=6;#zeta=0.2:#0.2:#1.0,2.0;#figure（1）;#hold onfor k=zeta;#num=wn2;#den=1,2*k*wn,wn.2;#step（num,den）;#end;#title（Step Response）;#hold off,解 MATLAB程序为,14,3.离散系统的单位阶跃响应 离散系统的单位阶跃响应函数dst

49、ep（）的调用格式为 y,x=dstep（num,den,n）或 y,x=dstep（G,H,C,D,iu,n）式中 n为选定的取样点个数，当n省略时，取样点数由函数自动选取，其余参数定义同前。#,15,例7-9 已知二阶离散系统试求其单位阶跃响应。#解 MATLAB程序为 ex7_9.m执行后得如图7-6所示的单位阶跃响应曲线。#,图7-6,16,4.单位脉冲响应 impulse（）dimpulse（）注意：#单位脉冲响应与单位阶跃函数step（）和dstep（）的调用格式完全一致,连续系统,离散系统,17,5.系统的零输入响应对于连续系统由初始状态所引引起的响应，即零输入响应，可由函数in

50、itial（）来求得，其调用格式为 y,x,t=initial（A,B,C,D,x0）或 y,x,t=initial（A,B,C,D,x0,t）其中 x0为初始状态，其余参数定义同前。#,18,6.任意输入函数的响应连续系统对任意输入函数的响应可利用MATLAB的函数lsim（）求取，其调用格式为 y,x=lsim（num,den,u,t）或 y,x=lsim（A,B,C,D,iu,u,t）其他用法同step（）函数。#,19,%p197_ex7_12num=1;#den=1 2 1;#t=0:#0.1:#8;#r=t;#y=lsim（num,den,r,t）;#plot（t,r,-,t,y,

51、-）,执行后可得如图7-10所示的单位阶跃响应曲线,图7-10,20,7.控制系统的稳态误差,求取稳态误差可用以下两个函数：#,ess=dcgain（nume,dene）连续系统,y=limit（f,x,a）离散系统,例7-14 上机时自己练习,期望的稳态输出量与实际的稳态输出量之差。#用来衡量控制系统的精确性即控制精度。#,什么是稳态误差？#,21,7.3 根轨迹法,所谓根轨迹是指，当开环系统的某一参数从零变化到无穷大时，闭环系统的特征方程根在s平面上所形成的轨迹。#一般地，将这一参数选作开环系统的增益K，而在无零极点对消时，闭环系统特征方程的根就是闭环传递函数的极点。#,22,1.绘制系统

52、的零极点图 pzmap（）函数可绘制系统的零极点图，其调用格式为 p,z=pzmap（A,B,C,D）或 p,z=pzmap（p,z），p,z=pzmap（num,den）其中 列向量P为系统极点位置，列向量z为系统的零点位置。#可通过pzmap（p,z）绘制出零极点图，图中的极点用“”表示，零点用“o”表示。#,23,2.绘制系统的根轨迹,对于图7-12所示的负反馈系统，其特征方程可表示为 或 利用rlocus（）函数可绘制出当开环增益K由0至变化时，闭环系统的特征根在s平面变化的轨迹，该函数的调用格式为 r,k=rlocus（num,den）r,k=rlocus（num,den,k）或 r

53、,k=rlocus（A,B,C,D）r,k=rlocus（A,B,C,D,k）其中 返回值r为系统的闭环极点，k为相应的增益。#,24,在系统分析过程中，常常希望确定根轨迹上某一点处的增益值K，这时可利用MATLAB中的rlocfind（）函数，在使用此函数前要首先得到系统的根轨迹，然后再执行如下命令 K,poles=rlocfind（num,den）或 K,poles=rlocfind（A,B,C,D）执行上述命令后，将在屏幕上的图形中生成一个十字光标，使用鼠标移动它至所希望的位置，然后敲击鼠标左键即可得到该极点的位置坐标值poles以及它所对应的增益K值。#,25,例7-16 已知某负反馈

54、系统的开环传递函数为试绘制系统根轨迹，并分析系统稳定的K值范围。#解 MATLAB的程序为:#（ex7_16.m）,%p200_ex7_16.mnum=1;#den=conv（1,0,conv（1,1,1,2）;#rlocus（num,den）,K,poles=rlocfind（num,den）,26,执行以上程序，并移动鼠标到根轨迹与虚轴的交点处单击鼠标左键后可得如图7-13所示的根轨迹和如下结果：#,Select a point in the graphics windowselected_point=-0.0190+1.4037ik=5.8373poles=-2.9851-0.0075+

55、1.3984i-0.0075-1.3984i,图7-12,实轴分离点,与虚轴交点,与虚轴交点,27,由此可见根轨迹与虚轴交点处的增益K=6，这说明当K 6时，系统不稳定；#利用rlocfind（）函数也可找出根轨迹从实轴上的分离点处的增益K=0.38,这说明当0 K 0.38时，系统为单调衰减稳定，当0.38 K 6时系统为振荡衰减稳定的。#,28,3.绘制阻尼系数和自然频率的栅格线,sgrid（）函数,sgridsgrid（new）sgrid（zeta,wn）sgrid（zeta,wn,new）,sgrid（）函数调用格式：#,%p200_ex7_16.mnum=1;#den=conv（1,

56、0,conv（1,1,1,2）;#rlocus（num,den）,K,poles=rlocfind（num,den）;#sgrid;#,29,%p201_ex7_17.mnum=1;#den=conv（1,0,conv（1,1,1,2）;#rlocus（num,den）;#sgrid（0.5,）,例7-17,30,7.4 控制系统的频域分析,频率响应研究系统的频率行为，从频率响应中可得带宽、增益、转折频率和闭环系统稳定性等系统特征。#MATLAB的控制系统工具箱提供了多种求取线性系统频率响应曲线的函数，如表7-3所示。#,31,1.产生频率向量 logspace（）频率向量可由logspace

57、（）函数来构成。#此函数的调用格式为=logspace（m,n,npts）此命令可生成一个以10为底的指数向量（10m10n），点数由npts任意选定。#,32,2.系统的伯德图 Bode（）,连续系统的伯德图可利用bode（）函数来绘制，其调用格式为 mag,phase,=bode（num,den）mag,phase,=bode（num,den,）mag,phase,=bode（A,B,C,D）mag,phase,=bode（A,B,C,D,iu）mag,phase,=bode（A,B,C,D,iu,）式中 num,den和A,B,C,D分别为系统的开环传递函数和状态方程的参数，而为频率点构

58、成的向量。#,33,有了这些数据就可以利用下面的MATLAB命令 subplot（2,1,1）;#semilogx（w,20*log10（mag）subplot（2,1,2）;#semilogx（w,phase）在同一个窗口上同时绘制出系统的Bode图了，其中前一条命令中对幅值向量mag求取分贝（dB）值。#,34,如果只想绘制出系统的Bode图，而对获得幅值和相位的具体数值并不感兴趣，则可以采用如下简单的调用格式 bode（num,den,）bode（A,B,C,D,iu,）或更简单地 bode（num,den）bode（A,B,C,D,iu）,35,例7-18 已知二阶系统的开环传递函数为

59、绘制出n=3和取0.2,0.4,0.6,0.8,1.0时系统的Bode图。#解 当n=3，取0.2,0.4,0.6,0.8,1.0时二阶系统的Bode图可直接采用bode（）函数得到。#MATLAB程序为 Ex7_18.m,36,从图中可以看出，当0时，相角趋于0，当时，相角趋于-1800，当=n时，相角等于-900，此时的幅值也最大。#,图7-14,%p204_ex7_18w=logspace（0,1）;#wn=3;#zeta=0.2:#0.2:#1.0;#figure（1）;#num=wn.2;#for k=zeta den=1,2*k*wn,wn.2;#bode（num,den,w）;#

60、hold onendtitle（Bode plot）hold off,执行后得如图7-15所示Bode图。#,37,nyquist（）函数的调用格式为 Re,Im,=nyquist（num,den）Re,Im,=nyquist（num,den,）Re,Im,=nyquist（A,B,C,D）Re,Im,=nyquist（A,B,C,D,iu）Re,Im,=nyquist（A,B,C,D,iu,）其中 返回值Re,Im和分别为频率特性的实部向量、虚部向量和对应的频率向量，有了这些值就可利用命令plot（Re,Im）来直接绘出系统的奈奎斯特图。#,3.控制系统的奈奎斯特图 nyquist（）,38

61、,当然也可使用下面的简单命令来直接绘出系统的奈魁斯特图。#nyquist（num,den,）或 nyquist（A,B,C,D）更简单地 nyquist（num,den）或 nyquist（A,B,C,D,iu）它的使用方法基本同bode（）函数的用法。#,39,例7-19 已知系统的开环传递函数为绘制Nyquist图，并判断系统的稳定性。#解 MATLAB命令为num=0.5;#den=1 2 1 0.5;#nyquist（num,den）执行后可得如图7-16所示的曲线，由于Nyquist曲线没有包围（-1,j0）点，且P0，所以由G（s）H（s）构成的单位负反馈闭环系统稳定。#,40,%

62、p205_ex7_19num=0.5;#den=1,2,1,0.5;#nyquist（num,den）,控制工程基础P150,例7-20,7-21上机自己练习,41,4.尼柯尔斯图（Nichols图）函数调用格式为 mag,phase,=nichols（num,den,）或 mag,phase,=nichols（A,B,C,D,iu,）可见该函数的调用格式以及返回的值与bode（）函数完全一致，事实上虽然它们使用的算法不同,但这两个函数得出的结果还是基本一致的。#但Nichols图的绘制方式和Bode图是不同的，它可由以下命令绘制plot（phase,20*log10（mag）当然，Nicho

63、ls图也可采用与Bode图类似的简单命令来直接绘制。#,42,例7-22 已知单位负反馈的开环传递函数为试绘制Nichols图。#解 MATLAB程序为ex7_22.m执行后可得如图7-20所示的Nichols图。#,43,图7-20,44,5.幅值裕量和相位裕量在判断系统稳定性时，常常需要求出系统的幅值裕量和相位裕量。#利用MATLAB控制系统工具箱提供的margin（）函数可以求出系统的幅值裕量与相位裕量，该函数的调用格式为 Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin（num,den）或 Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin（A,B,C,D）式中 Gm和Pm分别为系统的幅值裕量和相位裕量

64、，而Wcg 和Wcp分别为幅值裕量和相位裕量处相应的频率值。#,45,除了根据系统模型直接求取幅值和相位裕量之外，MATLAB的控制系统工具箱中还提供了由幅值和相位相应数据来求取裕量的方法，这时函数的调用格式为Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin（mag,phase,）式中 频率响应可以是由bode（）函数获得的幅值和相位向量，也可以是系统的实测幅值与相位向量，为相应的频率点向量。#,例7-23 上机练习,46,6.离散系统的频率分析 离散时间系统的频率分析也可以调用相应的MATLAB控制系统工具箱函数来完成，这些函数是以连续系统的函数名前加一字母d来命名的，例如离散时间系统的Bode图可

65、以由dbode（）函数求出，离散时间系统的Nyquist图可以由dnyquist（）函数来求出，以及离散时间系统Nichols图可以由dnichols（）函数来求出，其实在MATLAB的控制系统工具箱中这样的函数命名方式是相当普遍的，它们的调用格式与连续系统类似。#,47,7.时间延迟系统的频率分析 函数的调用格式为 num,den=pade（,n）8.利用频率响应数据辩识系统模型 该函数的调用格式为 num,den=invfreqs（F,m,n）或num,den=invfreqs（mag.*exp（sqrt（-1）*phase）,m,n）,48,7.5 系统的能控性和能观测性分析,7.5.1

66、 系统的能控性和能观测性 对于n阶线性定常系统,49,能控性矩阵为Uc=B AB A2B An-1B 当rank Uc=n时，系统的状态完全能控，否则系统不能控。#能观测性矩阵为 当rankVon时，系统的状态完全能观测，否则系统状态不能观测。#,50,在MATLAB中，可利用ctrb（）和obsv（）函数直接求出能控性和能观测性矩阵，从而确定系统的状态能控性和能观测性。#它们的调用格式分别为Uc=ctrb（A,B）Vo=obsv（A,C）其中 A,B,C为系统的各矩阵，Uc和Vo分别为能控性矩阵和能观测性矩阵,本节只要求 例7-29、7-30,51,另外，利用系统的能控性和能观测性Gram矩

67、阵 和 是否满秩，也可判别系统的能控性和能观测性。#在MATLAB中，求系统的能控和能观测性Gram矩阵的函数gram（）的调用格式为 Wc=gram（A,B）和 Wo=gram（A,C）,52,7.5.2 将系统按能控和不能控性进行分解,MATLAB的控制系统工具箱中提供了这种分解的函数ctrbf（），其调用格式为 Ac,Bc,Cc,Tc,Kc=ctrbf（A,B,C）其中 Tc为相似变换阵，Kc是长度为n的一个矢量，其元素为各个块的秩，sum（K）可求出A中能控部分的秩，Ac,Bc,Cc对应与转换后系统的A,B,C。#,53,7.5.3 将系统按能观测性和不能观测性进行分解,MATLAB控

68、制系统工具箱中，能观测性分解函数obsvf（）的调用格式为 Ao,Bo,Co,To,Ko=obsvf（A,B,C）其中 To为相似变换阵，To是长度为n的一个矢量，其元素为各个块的秩，sum（K）可求出A中能观测部分的秩，Ao,Bo,Co对应与转换后系统的A,B,C。#,54,7.6 系统模型的降阶,7.6.1 平衡实现 该函数的调用格式为 这一函数可由给定的状态空间表达式（A,B,C），直接求出平衡系统的Gram矩阵G和变换矩阵T及平衡实现的模型。#,A1,B1,C1,G,T=balreal（A,B,C）,55,7.6.2 模型降阶 函数的调用格式为 A,B,C,D=modred（A1,B1

69、,C1,D1,elim）式中 A1,B1,C1,D1为平衡实现系统的状态空间表达式模型参数，elim为要消去的状态变量序号，当然为获得较好的近似，消去的状态变量应该选为Gram矩阵元素的数值较小的变量，返回的A,B,C,D为所获得的降阶模型。#,56,练习一：#已知某高阶系统的传递函数为,试求该系统的单位脉冲响应、单位速度响应。#,练习二：#已知某高阶系统的传递函数为,试求该系统的极点并判断系统的稳定性。#,课堂习题,;i:3;s:1477:励志图片欣赏制作：#陈友训,陈友训简介,陈友训，男，1972年生，中共党员，湖南师范大学汉语言文学本科毕业，桂阳泗洲乡人。#中国鲁迅文学协会会员，作家杂志

70、专栏作家，北京东方金税影视文化有限公司签约作家，中国影视小说第一刊长篇小说签约作家，多家作协会员。#参加工作以来，14次被授予“嘉奖”，1次记二等功，4次记“三等功”，多次荣获“优秀共产党员”、“青年岗位能手”、“学习型人才”等荣誉称号，2011年12月获评湖南省“十佳书香家庭”，2013年3月获“全国税务系统先进工作者”荣誉称号。#在各大报刊发表文章7350余篇，出版了税魂、陈友训小小说集、陈友训微型小说集、永不言败、尊严无价、问心无愧、铁血玫瑰等书，诗歌相思泪荣获“海内外华人诗歌大赛”一等奖，作品获“小小说选刊2005年优秀作品奖”，创作了20集电视连续剧国家行动、苍天有眼、绝不手软、查之女（版权归北京东方金税影视文化有公司使用5年）。#书法作品28次参加全国或国际性的书展并获一、二等奖，被中国、新加坡等十多个国家联合授予“当代书画名人”荣誉称号，被全国34家书法协会、书画院聘请为顾问等职务。#现供职于郴州市国家税务局。#长篇小说荣誉满天飞系出版的第十六本书。#,;