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与经典控制理论的频域分析相反，现代控制理论利用时域状态空间表示法，用一个经一阶微分方程关联的一组输入，输出和状态变量构成的数学模型来描述对应的物理系统。为了将输入、输出和状态的数量值抽象出来，状态变量被表示为矢量，微分和代数方程以矩阵形式表达（后者仅在动力系统为线性时才可行）。状态空间表示法（也称为“时域方法”）提供了一种方便而紧凑的方式来建模和分析具有多个输入和输出的系统。否则，在多个输入和输出的情形下，我们将不得不使用拉普拉斯变换对系统所有的信息进行编码。与频域方法不同，状态空间表示法的使用不限于线性和零初始条件的系统。“状态空间”是指其轴为状态变量的空间。系统的状态可以表示为该空间内的一个点<ref>{{cite book|title=State space & linear systems|series=Schaum's outline series |publisher=McGraw Hill|author=Donald M Wiberg|isbn=978-0-07-070096-3}}</ref><ref>{{cite journal|author=Terrell, William|title=Some fundamental control theory I: Controllability, observability, and duality —AND— Some fundamental control Theory II: Feedback linearization of single input nonlinear systems|journal=American Mathematical Monthly|volume=106|issue=9|year=1999|pages=705–719 and 812–828|url=http://www.maa.org/programs/maa-awards/writing-awards/some-fundamental-control-theory-i-controllability-observability-and-duality-and-some-fundamental|doi=10.2307/2589614|jstor=2589614}}</ref>。

与经典控制理论的频域分析相反，现代控制理论利用时域状态空间表示法，用一个经一阶微分方程关联的一组输入，输出和状态变量构成的数学模型来描述对应的物理系统。为了将输入、输出和状态的数量值抽象出来，状态变量被表示为矢量，微分和代数方程以矩阵形式表达（后者仅在动力系统为线性时才可行）。状态空间表示法（也称为“时域方法”）提供了一种方便而紧凑的方式来建模和分析具有多个输入和输出的系统。否则，在多个输入和输出的情形下，我们将不得不使用拉普拉斯变换对系统所有的信息进行编码。与频域方法不同，状态空间表示法的使用不限于线性和零初始条件的系统。“状态空间”是指其轴为状态变量的空间。系统的状态可以表示为该空间内的一个点<ref>{{cite book|title=State space & linear systems|series=Schaum's outline series |publisher=McGraw Hill|author=Donald M Wiberg|isbn=978-0-07-070096-3}}</ref><ref>{{cite journal|author=Terrell, William|title=Some fundamental control theory I: Controllability, observability, and duality —AND— Some fundamental control Theory II: Feedback linearization of single input nonlinear systems|journal=American Mathematical Monthly|volume=106|issue=9|year=1999|pages=705–719 and 812–828|url=http://www.maa.org/programs/maa-awards/writing-awards/some-fundamental-control-theory-i-controllability-observability-and-duality-and-some-fundamental|doi=10.2307/2589614|jstor=2589614}}</ref>。

==SISO和MIMO==

==系统界面——SISO和MIMO==

根据输入和输出的数量，控制系统可以分为不同的类别。

根据输入和输出的数量，控制系统可以分为不同的类别。

*单输入单输出 SISO –这是最简单，最常见的类型，其中一个输出由一个控制信号控制。示例是上面的巡航控制示例，或者是音频系统，其中控制输入是输入音频信号，输出是来自扬声器的声波。

*单输入单输出(SISO)——这是最简单，最常见的类型，其中一个输出由一个控制信号控制。示例是上面的巡航控制示例，或者音频系统，其中控制输入是输入音频信号，输出是来自扬声器的声波。

*多输入多输出 MIMO –在更复杂的系统中可以找到。例如，现代大型望远镜（例如Keck和MMT）具有由许多独立的部分组成的反射镜，每个部分都由致动器控制。MIMO 主动控制系统使用焦平面上多个传感器的输入不断调整整个反射镜的位置，以补偿由于热膨胀，收缩，旋转时的应力以及反射镜变形引起的反射镜形状变化。复杂的系统，例如核反应堆和人体细胞可以由计算机模拟为大型MIMO控制系统。

*多输入多输出(MIMO)——见于更复杂的系统。例如，现代大型望远镜（例如Keck和MMT）具有由许多独立的部分组成的反射镜，每个部分都由一个执行器控制。整个反射镜的位置由MIMO主动光学控制系统使用焦平面上多个传感器的输入不断调整，以补偿由于热膨胀、收缩，旋转应力以及大气扰动引起的波阵面扭曲。复杂系统，例如核反应堆和人体细胞可以被视为大型MIMO控制系统，由计算机进行模拟。

==控制理论主题==

==控制理论主题==