通信网络概述 通信系统认知 通信发展背景 通信技术发展的驱动力有两方面，其一是技术特性的发展，其二是需求的不断变化，可以简单归纳为技术(techique)和经济(economy)。 技术特性的发展，发展趋势包括： 速度越来越快、价格越来越低 智能化：能提供不同的服务质量(QoS)和可自定义的安全管理服务 因特网、万维网的连接和内外网的构建 移动性的不断增强 新

连续系统状态空间的补偿器设计 通过频率响应进行设计的缺陷是： 当系统的阶数高于2后，由于缺少用来高阶近似的参数而无法改进系统特定的极点。 状态空间中的设计可以通过一些数学方法寻找到这些参数，并对闭环系统特定的极点进行调整。 状态空间中的设计分为两部分: 控制器（controller）设计：通过指定控制器增益将状态变量反馈给系统的输入\(u\)。 观测器（observer）设计：

连续系统的状态空间表示和分析 现代复杂控制系统中往往包含多个输入和多个输出，系统的分析更加复杂。使用一些数学方法可以简化对这些系统的分析。这些数学方法建立在对系统状态(state)的理解上：系统的状态是指系统变量、输入信号和用于描述系统动态变化的方程的集合，系统状态可以理解为系统的记忆，\(t=t_0\)时的系统状态能够记忆系统在\(t<t_0\)时系统的全部输入和之前全部系统的状态。系统

PID 控制系统 基本PID控制元件 控制器是在控制系统中用于控制系统误差的一种元件，其输入信号为系统误差。PID控制器是控制系统中最常用的控制器类型，基本的控制器有P控制器、I控制器、D控制器三种。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，

通过频率响应对PID控制系统进行改进 在使用频率响应对系统进行设计时，通过波特图可以得到系统的稳定性；通过增大相位裕度可以减小过冲比：通常在设计时，相位裕度在45°到315°之间；增加低频幅值响应可以减小系统的稳态误差。 增益调整 增益调整的方法是： 选择一个合适的\(K\)值，画出系统的频率响应图。 通过设计标准中的过冲率(\(M_p\))要求，应用如下的公式得到\(ζ\)和\

尼柯尔斯图的绘制和分析 尼柯尔斯图的绘制 使用奈奎斯特曲线与M环和N环交点来求闭环传递函数的幅频响应和相频响应的缺点是M环和N环都没有以对数形式给出，难以求其增益。尼柯尔斯图是一种从波特图得到灵感、改进M环和N环绘制的图像，如下图所示： 尼柯尔斯图由两部分构成： 线性坐标表示开环传递函数的幅值和相位，其中横轴表示开环相位，纵轴表示开环幅值。 非线性坐标表示M环和N环，M环的每

时延·非最小相位·系统近似方法 时延的影响 时延(Time-delay)指系统输入到对该输出进行响应之间的一段时间，在s域中长度为\(T\)时间的时延表示为：\(e^{-sT}\)。 由\(s=jω\)，系统\(G(jω)\)时移后的结果为： \[G'(jω)=|G(jω)|e^{j∠G(jω)}e^{-jωT}=|G(jω)|e^{j∠[G(jω)-ωT]}\] 可以发现，时延对

波特图·电路实现 波特图(Bode plot)是一种直接表示系统幅度值和相位随着频率变化的图像，是最简单的对系统频率响应的可视化工具。其横轴为\(ω\)，纵轴为\(|H(jω)|_{dB}\)和\(∠H(jω)\)，如下图所示： 使用MATLAB绘制波特图 在MATLAB中，当系统传递函数已知的情况下，可以使用函数bode()直接生成对应系统的波特图，例如： 1234num=[8,18

极坐标图/奈奎斯特图的绘制和分析 正弦输入时的系统输出 二阶线性系统的转换方程可以表示为： \[T(s)=\frac{Kω_n^2}{s^2+2ζω_ns+ω_n^2}\] 系统输入为正弦信号\(r(t)=Asinωt\)是工程中最常见的情况，此时系统的输出为： \[C(s)=\frac{Kω_n^2}{s^2+2ζω_ns+ω_n^2}\frac{Aω}{s^2+ω^2}\] 对其进行拉

控制系统的组成和模型表示 控制系统概述及其结构 一个基本的系统由输入、输出和处理(Process)三部分构成。其中的处理是用于实现系统功能的装置(Device)，比如某些函数、子系统、功能等。 控制系统是一种可以调整内部配置达到所需要的响应的系统。控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。控制系统使被控制对象趋于某种需要的稳定状态。下图反映了一个基本的反馈控制系统。