作用：输出反馈增益阵H可以改变闭环系统的特征值，从而改变系统的控制性能；
场合：
（3）从输出到状态矢量导数 x：
特点：1、加入从输出y到状态矢量导数的反馈增益阵G；2、不增加新的状态变量；3、反馈增益阵是常矩阵，反馈为线性反馈；3、对系统实现闭环极点任意配置的充要条件是该系统完全能观；4、系统能镇定的充要条件是其不能观子系统为渐近稳定。
作用：通过选择矩阵G改变系统的闭环特征值，从而影响系统的特性。
场合：
（4）动态补偿器：
特点：1、通过引入动态子系统来改善系统性能，这种动态子系统称为动态补偿器；2、系统维数等于受控系统和动态补偿器二者维数之和；3、具有串联连接和反馈连接两种形式，采用反馈连接比串联连接容易获得更好的性能；4、对于完
全能控的单输入-单输出系统能实现闭环极点的任意配置的条件是1）该系统完全能观，2）动态补偿器的阶数为n-1（如果不要求“任意”配置，则动态补偿器的阶数可以进一步降低）
作用：改善系统性能。
场合：使用状态观测器的状态反馈系统。
（5）前馈补偿器：
特点：1、串接一个在待解耦系统的前面，使串联组合系统的传递函数矩阵称为对角型的有理函数矩阵；2、会使系统的维数增加。
作用：在解耦系统的具体综合问题中，使系统解耦。
场合：应用在解耦系统的具体综合问题中。
（6）状态观测器：
特点：1、以系统的输入u和输出y为其输出量；2、线性定常系统的状态观测器存在的充要条件是系统的不能观子系统为渐近稳定的；3、系统必须完全能观，或其不能观子系统是渐近稳定的；4、观测器应有足够宽的频带（但从抑制干扰的角度看，又希望频带不要太宽）；5、观测器在结构上应尽可能简单，即具有尽可能低的维度，以便于物理实现；6、只要系统能控能观，则系统的状态反馈矩阵和观测器反馈矩阵可分别进行设计。
作用：解决了在确定性条件下受控系统的状态重构问题，从而使状态反馈成为一种可实现的控制律。
场合：应用于确定性条件下受控系统的状态重构问题。
第二题：控制器结构有哪些？具体的控制器有哪些，各有什么用？（PID类，超前-滞后类，陷波类，零极点对消类，小回路类（三回路干什么用？为什么？），前馈类，复合控制类）
答：
（一）控制器结构：
1、串联校正；
2、反馈校正；
3、状态反馈校正：高阶系统需要较多的传感器来求得数目众多的状态变量，不经济；即使是低阶系统，往往也需要观测器来估计一部分状态变量；
4、串联-反馈校正；
5、前馈校正：控制器不在闭环里，所以原系统的特征根不受影响；
前三个都是一自由度的结构，能实现的性能指标受到限制，4和5是二自由度结构。
（二）具体的控制器：
1、PID类：控制量是误差信号的比例与积分和微分相加，容易在时域里实现和观察，这类控制器通常用时域方法来实现。
（1）PD控制器：
特点：1、只需要两个运算放大器来实现;2、Kd越大，所需的电容值越大；3、他是一个高通滤波器；4、会放大高频噪声；5、通常会提高带宽和减少上升时间和调整时间；6、增大阻尼，减少超调量；7、增大增益裕度、相角裕度和Mr。（2）PI控制器：
特点：1、增大阻尼，减少超调；2、增加上升时间；3、减小带宽;4、增加增益裕度、相角裕度和Mr；5、过滤高频噪声；6、选择Ki和Kp使电路的电容值不至于过大很难；7、他是一个低通滤波器
（3）PID控制器：
特点：1、具有PI和PD的优点；2、是一个带通滤波器。
2、超前-滞后类：通常在频域里设计。
(1)相位超前控制器：
特点：1、增加阻尼，通常降低上升和调整时间；2、会降低前向通道的传递函数靠近增益穿越频率的相位，从而增加相位裕度；3、减小前向通道传递函数的幅频特性曲线上在增益穿越频率处的斜率，从而增加增益和相角裕度；4、增加带宽，从而加快响应速度；5、不影响稳态误差；6、如果原系统不稳定或稳定裕度很小，使用单级超前控制会使带宽增加很多，从而难过滤从输入引入的噪声，但会对提高从靠近输出的地方引入的噪声的过滤能力，同时也会提高系统的鲁棒性；7、如果原系统不稳定或稳定裕度很小，使用单级超前控制很难奏效除非将放大器增益K设定为补偿 ，这将导致放大器增益很高，从而很不经济；8、单级超前可能会导致系统条件稳定；9、单级超前能补偿的相位不超过90度。（2）相位滞后控制器：
特点：1、增加系统的相对稳定性；2、减小带宽；3、增加上升时间和调整时间；
4、系统对参数变化更敏感。
3、陷波类：1、用来消除非常靠近虚轴使系统震荡或不稳定的复极点；2、不必精确消除；3、能增加线性系统的稳定性；
4、不影响系统的高频和低频性能。
(1)以零极点对消设计的陷波控制器；
(2)陷波-相位滞后控制器；
(3)陷波-PI控制器。
4、前馈类：1、一般与反馈同时作用使系统具有二自由度，这样反馈控制器中不能被过程传递函数消除的零点可以由前馈控制器来消除，同时保证闭环特征方程不变；2、也可以用前馈控制器来消除闭环传递函数中不受反馈控制器影响的极点；3、缺点是系统对前馈控制器的参数变化很敏感。
5、复合控制类：
鲁棒控制器+前向控制器：1、提高系统的鲁棒性；2、减少噪声干扰。
6、小回路类：用快速回路来抑制干扰，而主回路由于种种原因一般都是窄带宽
