自动化专业课程设计——MATLAB控制系统仿真

matlab系统仿真课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握Matlab系统仿真的基本原理和方法，能够熟练使用Matlab进行系统仿真分析。

具体目标如下：1.理解系统仿真的基本概念和原理。

2.熟悉Matlab软件的基本操作和功能。

3.掌握Matlab系统仿真的常用方法和技巧。

4.能够运用Matlab进行简单的系统仿真分析。

5.能够编写Matlab脚本程序进行系统仿真。

6.能够运用Matlab进行复杂的系统仿真分析，并能够进行结果的可视化。

情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和解决问题的能力。

2.培养学生对系统仿真技术的兴趣和热情。

3.培养学生团队合作和交流的能力。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个部分：1.Matlab系统仿真基础：介绍系统仿真的基本概念和原理，Matlab软件的基本操作和功能。

2.Matlab系统仿真方法：讲解Matlab系统仿真的常用方法和技巧，包括连续系统仿真、离散系统仿真、非线性系统仿真等。

3.Matlab系统仿真实例：通过具体的实例分析，使学生能够熟练运用Matlab进行系统仿真分析，并能够进行结果的可视化。

4.复杂系统仿真：介绍复杂系统仿真的基本概念和方法，讲解复杂系统仿真的建模和分析技巧。

三、教学方法为了达到课程目标，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生掌握Matlab系统仿真的基本原理和方法。

2.案例分析法：通过分析具体的案例，使学生能够熟练运用Matlab进行系统仿真分析。

3.实验法：通过实验操作，使学生能够亲身体验和掌握Matlab系统仿真方法。

4.讨论法：通过小组讨论和交流，培养学生的团队合作和解决问题的能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本与Matlab系统仿真相关的教材，作为学生学习的主要参考资料。

2.参考书：提供一些与Matlab系统仿真相关的参考书籍，供学生进一步深入学习。

自动控制原理MATLAB 仿真实验实验指导书电气电子信息工程系自动化教研室实验一典型环节的MATLAB仿真一、实验目的1．熟悉 MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。

2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。

3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。

二、 SIMULINK 的使用MATLAB 中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。

利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。

1．运行 MA TLAB软件，在命令窗口栏“>> ”提示符下键入simulink 命令，按Enter 键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1 所示的 SIMULINK仿真环境下。

2．选择 File 菜单下 New 下的 Model 命令，新建一个simulink 仿真环境常规模板。

图 1-1SIMULINK 仿真界面图 1-2系统方框图3．在 simulink 仿真环境下，创建所需要的系统。

以图 1-2 所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：1）进入线性系统模块库，构建传递函数。

点击simulink 下的“ Continuous”，再将右边窗口中“ Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口。

2）改变模块参数。

在 simulink 仿真环境“ untitled ”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。

其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK ，即完成该模块的设置。

3）建立其它传递函数模块。

按照上述方法，在不同的simulink 的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。

例：比例环节用“Math ”右边窗口“ Gain”的图标。

4）选取阶跃信号输入函数。

用鼠标点击simulink 下的“ Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。

matlab控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能掌握MATLAB软件的基本操作，并运用其进行控制系统的建模与仿真。

2. 学生能理解控制系统的基本原理，掌握控制系统的数学描述方法。

3. 学生能运用MATLAB软件分析控制系统的稳定性、瞬态响应和稳态性能。

技能目标：1. 学生能运用MATLAB软件构建控制系统的模型，并进行时域和频域分析。

2. 学生能通过MATLAB编程实现控制算法，如PID控制、状态反馈控制等。

3. 学生能对控制系统的性能进行优化，并提出改进措施。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对自动化技术的兴趣和热情，提高创新意识和实践能力。

2. 学生在团队协作中，学会沟通与交流，培养合作精神和集体荣誉感。

3. 学生能认识到控制系统在现代工程技术中的重要作用，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际应用相结合。

学生特点：学生具备一定的数学基础和控制理论基础知识，对MATLAB软件有一定了解。

教学要求：教师需采用案例教学法，引导学生运用MATLAB软件进行控制系统设计，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

同时，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 控制系统概述：介绍控制系统的基本概念、分类及发展历程，使学生了解控制系统的基本框架。

- 教材章节：第一章 控制系统概述2. 控制系统的数学模型：讲解控制系统的数学描述方法，包括微分方程、传递函数、状态空间方程等。

- 教材章节：第二章 控制系统的数学模型3. MATLAB软件操作基础：介绍MATLAB软件的基本操作，包括数据类型、矩阵运算、函数编写等。

- 教材章节：第三章 MATLAB软件操作基础4. 控制系统建模与仿真：利用MATLAB软件进行控制系统的建模与仿真，分析系统的稳定性、瞬态响应和稳态性能。

- 教材章节：第四章 控制系统建模与仿真5. 控制算法及其MATLAB实现：讲解常见控制算法，如PID控制、状态反馈控制等，并通过MATLAB编程实现。

matlab自动控制原理课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握MATLAB在自动控制原理中的应用，培养学生利用MATLAB进行自动控制系统分析和设计的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）理解自动控制系统的的基本概念、原理和特点；（2）熟悉MATLAB的基本操作和功能，掌握MATLAB在自动控制原理中的应用；（3）了解自动控制系统的常见分析和设计方法，并能运用MATLAB 进行实现。

2.技能目标：（1）能够运用MATLAB进行自动控制系统的建模、仿真和分析；（2）能够运用MATLAB进行自动控制系统的控制器设计和参数优化；（3）能够结合自动控制理论，对实际控制系统进行MATLAB仿真和调试。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对自动控制理论和实践的兴趣，提高学生学习的积极性；（2）培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度；（3）培养学生团队协作、交流分享的良好习惯。

二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下三个方面：1.MATLAB基本操作和功能介绍：MATLAB的安装和配置、基本数据类型、运算符、矩阵操作、函数编写等。

2.自动控制原理：控制系统的基本概念、数学模型、稳定性分析、控制器设计、系统校正等。

3.MATLAB在自动控制原理中的应用：控制系统建模、仿真、分析方法，控制器设计及参数优化，实际控制系统调试等。

三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：用于讲解自动控制原理的基本概念、理论和方法。

2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解自动控制原理及其在工程中的应用。

3.实验法：让学生动手实践，利用MATLAB进行控制系统建模、仿真和分析。

4.讨论法：学生进行分组讨论，促进学生间的交流与合作，培养学生的团队协作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将采用以下教学资源：1.教材：《MATLAB自动控制原理与应用》。

课程设计报告题目PID控制器应用课程名称控制系统仿真院部名称机电工程学院专业班级学生姓名学号课程设计地点课程设计学时指导教师金陵科技学院教务处制成绩一、课程设计应达到的目的应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行控制系统的初步设计。

应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。

二、课程设计题目及要求1．单回路控制系统的设计及仿真。

2．串级控制系统的设计及仿真。

3．反馈前馈控制系统的设计及仿真。

4．采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。

三、课程设计的内容与步骤(1)．单回路控制系统的设计及仿真。

（a）已知被控对象传函W(s) = 1 / (s2 +20s + 1)。

（b）画出单回路控制系统的方框图。

（c）用MatLab的Simulink画出该系统。

（d）选PID调节器的参数使系统的控制性能较好，并画出相应的单位阶约响应曲线。

注明所用PID调节器公式。

PID调节器公式Wc（s）=50(5s+1)/(3s+1) 给定值为单位阶跃响应幅值为3。

有积分作用单回路控制系统无积分作用单回路控制系统大比例作用单回路控制系统（e）修改调节器的参数，观察系统的稳定性或单位阶约响应曲线，理解控制器参数对系统的稳定性及控制性能的影响？答：由上图分别可以看出无积分作用和大比例积分作用下的系数响应曲线，这两个PID调节的响应曲线均不如前面的理想。

增大比例系数将加快系统的响应，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏；增大积分时间有利于减小超调，减小振荡，使系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长，加入微分环节，有利于加快系统的响应速度，使系统超调量减小，稳定性增加。

(2)．串级控制系统的设计及仿真。

（a）已知主被控对象传函W01(s) = 1 / (100s + 1)，副被控对象传函W02(s) =1 / (10s + 1)，副环干扰通道传函Wd(s) = 1/(s2 +20s + 1)。

基于MATLAB的控制系统设计与仿真实践控制系统设计是现代工程领域中至关重要的一部分，它涉及到对系统动态特性的分析、建模、控制器设计以及性能评估等方面。

MATLAB作为一种强大的工程计算软件，在控制系统设计与仿真方面有着广泛的应用。

本文将介绍基于MATLAB的控制系统设计与仿真实践，包括系统建模、控制器设计、性能评估等内容。

1. 控制系统设计概述控制系统是通过对被控对象施加某种影响，使其按照既定要求或规律运动的系统。

在控制系统设计中，首先需要对被控对象进行建模，以便进行后续的分析和设计。

MATLAB提供了丰富的工具和函数，可以帮助工程师快速准确地建立系统模型。

2. 系统建模与仿真在MATLAB中，可以利用Simulink工具进行系统建模和仿真。

Simulink是MATLAB中用于多域仿真和建模的工具，用户可以通过拖拽图形化组件来搭建整个系统模型。

同时，Simulink还提供了各种信号源、传感器、执行器等组件，方便用户快速搭建复杂的控制系统模型。

3. 控制器设计控制器是控制系统中至关重要的一部分，它根据系统反馈信息对输出信号进行调节，以使系统输出达到期望值。

在MATLAB中，可以利用Control System Toolbox进行各种类型的控制器设计，包括PID控制器、根轨迹设计、频域设计等。

工程师可以根据系统需求选择合适的控制器类型，并通过MATLAB进行参数调节和性能优化。

4. 性能评估与优化在控制系统设计过程中，性能评估是必不可少的一环。

MATLAB提供了丰富的工具和函数，可以帮助工程师对系统进行性能评估，并进行优化改进。

通过仿真实验和数据分析，工程师可以评估系统的稳定性、鲁棒性、响应速度等指标，并针对性地进行调整和改进。

5. 实例演示为了更好地说明基于MATLAB的控制系统设计与仿真实践，我们将以一个简单的直流电机速度控制系统为例进行演示。

首先我们将建立电机数学模型，并设计PID速度控制器；然后利用Simulink搭建整个闭环控制系统，并进行仿真实验；最后通过MATLAB对系统性能进行评估和优化。

《MATLAB与控制系统仿真》实验报告班级：学号：姓名：时间：2013 年 6 月目录实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）实验二 MATLAB环境的熟悉与基本运算（二）实验三 MATLAB语言的程序设计实验四 MATLAB的图形绘制实验五基于SIMULINK的系统仿真实验六控制系统的频域与时域分析实验七控制系统PID校正器设计法实验八线性方程组求解及函数求极值实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）一、实验目的1．熟悉MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验基本原理1.熟悉MATLAB环境:MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。

2.掌握MATLAB常用命令表1 MATLAB常用命令3.MATLAB变量与运算符3．1变量命名规则3．2 MATLAB的各种常用运算符表3 MATLAB关系运算符表4 MATLAB逻辑运算符| Or 逻辑或~ Not 逻辑非Xor逻辑异或符号功能说明示例符号功能说明示例：1:1:4;1:2:11 .；分隔行..，分隔列…（）% 注释[] 构成向量、矩阵！调用操作系统命令{} 构成单元数组= 用于赋值4.MATLAB的一维、二维数组的寻访表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式三、主要仪器设备及耗材计算机四．实验程序及结果1、新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符）2、启动MATLAB，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。

3、学习使用help命令。

4、窗口命令closeclose allclchold onhold off5、工作空间管理命令whowhosclear6、随机生成一个2×6的矩阵，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果，实现矩阵左旋90°或右旋90°的功能。

实验报告基于Matlab的控制系统仿真1实验一基于matlab的控制系统模型姓名学生号班级机器一、实验目的1）熟悉MATLAB的使用环境，学习MATLAB软件的使用方法和简单编程方法。

2）使用MATLAB软件学习拉普拉斯变换和拉普拉斯逆变换的方法。

3）学习如何使用MATLAB软件建立和转换连续系统的数学模型。

4）学习如何使用MATLAB软件分析控制系统的稳定性。

二、实验原理1.拉普拉斯变换和逆拉普拉斯变换（1）拉普拉斯变换symsawtf1=exp(-a*t)laplace(f1)f2=t-t?2laplace(f2)f3=t*exp(-a*t)拉普拉斯（F3）F4=sin（w*t）拉普拉斯（F4）F5=exp（-A*t）*cos（w*t）拉普拉斯（F5）（2）拉普拉斯逆变换1symssawf1=1/s位置（f1）f2=1/（s+a）ilaplace（f2）f3=1/s^2…ilaplace(f3)f4=w/(s^2+w^2)ilaplace(f4)f5=1/(s*(s+2)^2*(s+3))ilaplace(f5)2.控制系统模型的建立和转化传递函数模型：g（s）？麻木？b2sm？1?…?+ 布姆登？安森？11秒？a2？…？+BN零极点增益模型：g(s)?k(s?z1)(s?z2)?(s?zm)(s?p1）（s？p2）？（s？PN）（1）建立系统传递函数模型s(s?1)s2g(s)??s(s?2)(s?3)?s2?5s?6num=[1,1,0]den=[1,5,6]GS1=TF（Num，den）（2）建立系统的零极点模型z=[0,-1]p=[-2,-3]k=[1]GS1=ZPK（Z，P，K）（3）将传递函数模型转化为零极点模型2Num=[1,1,0]den=[1,5,6]GS1=TF（Num，den）[Z，P，k]=tf2zp（Num，den）GS2=ZPK （Z，P，k）（4）将零极点模型转换为传递函数模型z=[0,-1]p=[-2,-3]k=[1]gs1=zpk(z,p,k)[num，den]=zp2tf（z'，p'，k）gs2=tf（num，den）3。

目录概述 (1)一、实验目的 (1)二、简述MATLAB语言的特点及其主要功能 (1)三、控制系统仿真时常用的方法和指令 (2)1、控制系统仿真时常用的方法 (2)a、数学仿真 (2)b、半物理仿真 (2)c、全物理仿真 (2)2、控制系统仿真时常用的指令 (2)1)、Bode图 (2)①、绘制Bode图 (2)②、系统的增益裕度和相角裕度 (2)2）、Nichols图 (3)3）、Nyquist图 (3)4）、一般频率响应图 (3)5）、频率响应的奇异值图 (3)6）、绘制根轨迹 (4)四、实验内容 (4)五、心得体会 (22)六、参考文献 (22)概述MATLAB 是一种直观、高效的计算机语言，同时也是一个科学计算平台。

它的伴随工具Simulink 是用来对真实世界的动力学系统建模、模拟仿真和分析的软件。

我们可将综合性和设计性实验项目通过MATLAB 在计算机上仿真，使系统的观察实验的动态过程。

目前，MATLAB 已经成为我们当代大学生必须掌握的基本技能，在设计研究单位和工业部门，MATLAB 已经成为研究和解决各种具体工程问题的一种标准软件。

在完成了验证性、综合性和设计性实验后，课程设计必不可少。

课程设计是工科实践教学的一个重要的环节，目的是培养我们综合运用理论知识分析和解决实际问题的方法和能力,实现由知识向技能的初步化。

所以课程设计是培养我们思维创造能力最有效的途径。

一、实验目的1、培养理论联系实际的科学态度，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力。

2、掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种（矫正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析方法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。

3、学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统的仿真与调试。

4、锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力。

二、简述MATLAB语言的特点及其主要功能MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

matlab系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Matlab系统仿真的基本概念，掌握仿真模型建立的基本方法。

2. 学生能掌握Matlab中相关工具箱的使用，实现对动态系统的建模与仿真。

3. 学生能运用所学知识对实际工程问题进行系统仿真，分析仿真结果。

技能目标：1. 学生能运用Matlab软件进行系统仿真，具备实际操作能力。

2. 学生能通过团队协作，解决复杂工程问题，提高沟通与协作能力。

3. 学生能运用仿真技术对实验结果进行分析，具备一定的数据处理能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对仿真技术的兴趣，提高学习积极性。

2. 学生能认识到系统仿真在工程领域的重要应用，增强专业认同感。

3. 学生在团队协作中，学会尊重他人，培养良好的团队合作精神和职业道德。

本课程针对高年级学生，结合Matlab系统仿真相关知识，注重理论与实践相结合。

课程性质为实践性较强的专业课程，旨在培养学生具备实际工程问题的建模与仿真能力。

根据学生特点和教学要求，课程目标具体明确，分解为可衡量的学习成果，便于后续教学设计和评估。

通过本课程的学习，使学生能够掌握Matlab系统仿真的基本方法，提高解决实际工程问题的能力，为未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. Matlab系统仿真基础理论- 动态系统建模基本概念- Matlab仿真流程与原理- 相关工具箱介绍2. 动态系统建模与仿真- 线性系统建模方法- 非线性系统建模方法- 系统仿真模型建立与验证3. 实际工程问题仿真案例分析- 控制系统仿真案例分析- 信号处理仿真案例分析- 机电系统仿真案例分析4. Matlab系统仿真实验- 基础实验：Matlab基本操作与绘图- 综合实验：动态系统建模与仿真- 创新实验：实际工程问题仿真教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

本课程以课本为基础，涵盖Matlab系统仿真的基本理论、建模方法、实际案例分析及实验操作。

《自动控制原理》课程设计说明书专业名称：电气自动化技术班级： 111班学号： 20110211006姓名：郑立君指导教师：姜贤林日期： 2013.5.27-2013.6.7自动控制原理课程设计评阅书摘要本次课程设计是用MATLAB进行仿真实验, MATLAB 是一种用于数值计算、可视化及编程的高级语言和交互式环境。

使用 MATLAB，可以分析数据，开发算法，创建模型和应用程序。

MATLAB开发环境是一套方便用户使用的MATLAB函数和文件工具集，其中许多工具是图形化用户接口。

它是一个集成的用户工作空间，允许用户输入输出数据，并提供了M文件的集成编译和调试环境，包括MATLAB桌面、命令窗口、M文件编辑调试器、MATLAB工作空间和在线帮助文档关键词：仿真;模块;Simulink;响应MATLAB,目录1 课题描述 (1)2 仿真过程 (2)2.1 控制系统建模 (2)2.2 线性系统时域分析 (3)2.3 线性系统根轨迹分析 (4)2.4 线性系统频域分析 (5)2.5 线性系统校正 (6)3 Simulink仿真 (7)总结 (8)参考文献 (9)1 课题描述MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB系统由MATLAB开发环境、MATLAB数学函数库、MATLAB语言、MATLAB图形处理系统和MATLAB应用程序接口（API）五大部分构成。

用此软件可以对信号和图像、通讯、控制系统设计、测试和测量等进行仿真，以解决抽象的问题。

用MATLAB对控制系统建模、线性系统时域分析、线性系统根轨迹分析、线性系统频域分析、线性系统校正、Simulink进行仿真，在仿真过程中对自动控制系统的基本要求可以归结为三个字：稳、准、快。

稳，既稳定性，是反映系统在在受到扰动后恢复平衡状态的能力，是对自动控系统的最基本的要求，不稳定的系统是不能使用的。

一． 控制系统的模型与转换目前大多数控制系统的分析设计方法都要求系统的模型已知。

所以，控制系统的数学模型是控制系统分析和设计的基础。

获得数学模型的方法有两种：一种是从已知的物理规律出发，用数学推导的方法建立系统的数学模型，另外一种就是利用试验数据拟合。

前一种方法称为系统的物理建模方法，而后者称为系统辨识，两者各有优势和适用场合。

一般的分析研究中将控制系统分为连续系统和离散系统，描述连线性连续系统常用的方式是传递函数（传递函数矩阵）和状态空间模型，相应的离散系统可以用离散传递函数和离散状态方程表示。

各种模型之间还可以进行相互转换。

1．1连续线性系统的数学模型连续线性系统一般可以用传递函数描述，也可以用状态方程描述。

前者是经典控制的常用模型，而后者是现代控制理论的基础。

它们是描述同一个系统的不同描述方式。

除此之外，还可以用零极点的形式表示连续线性系统模型。

本章着重介绍这些数学模型，并侧重介绍这些模型在控制系统的Matlab 环境下的表示方法。

高阶线性常微分方程通常是描述线性连续系统的最传统的方法，其基本表达式为： )()()()()()()()(11111111t u b dtt du b dtt u db dtt u d b t y a dtt dy a dtt y da dtt y d m m m m mmn n n n n n++++=++++------ 其中)(t u ，)(t y 分别是控制系统的输入和输出信号，他们均是时间t 的函数,n 是系统的阶次。

利用Laplace 引入的积分变换（拉氏变换），可以在另初始条件下对该微分方程进行变换，得到控制系统的传递函数： nn n n mm m ma s a sa sb s b s b s b s G ++++++++=----1111110)( （n m ≤）传递函数的引入使得控制系统的研究变得简单，它是控制理论中线性系统模型的一种主要描述方式。