定 價(jià)：85 元
叢書名：信息化與工業(yè)化兩化融合研究與應(yīng)用叢書 國家出版基金項(xiàng)目
- 作者：段廣仁編著
- 出版時(shí)間：2016/6/30
- ISBN：9787030486844
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：O231
- 頁碼：224
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
《線性系統(tǒng)理論（第三版 上冊）》系統(tǒng)地闡述了以狀態(tài)空間方法為主的線性系統(tǒng)的時(shí)間域理論。全書共12章：第1章介紹與《線性系統(tǒng)理論（第三版 上冊）》密切相關(guān)的一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；第2章介紹線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述；第3～5章闡述線性系統(tǒng)的分析理論，分別介紹線性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析、能控性和能觀性分析以及穩(wěn)定性分析；第6～10章闡述線性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論.分別介紹線性系統(tǒng)的極點(diǎn)配置和特征結(jié)構(gòu)配置、鎮(zhèn)定與漸近跟蹤、線性二次型最優(yōu)控制、解耦控制、狀態(tài)觀測器等設(shè)計(jì)問題；第11章概括性地介紹離散線性系統(tǒng)理論；第12章介紹魯棒性的概念和幾個(gè)基本的魯棒控制問題。
《線性系統(tǒng)理論（第三版 上冊）》結(jié)構(gòu)清楚、層次分明、論述嚴(yán)謹(jǐn)、重點(diǎn)突出，注重基本概念、基本原理和基本方法。在內(nèi)容上以基本的分析和設(shè)計(jì)問題為主，同時(shí)介紹了線性系統(tǒng)理論的一些新進(jìn)展和作者的一些相關(guān)研究成果。《線性系統(tǒng)理論（第三版 上冊）》可作為高等工科院校自動(dòng)控制及相近專業(yè)本科高年級(jí)學(xué)生和研究生的教材，也可供廣大科研工作者、工程技術(shù)人員以及高等院校教師參考或自學(xué)。
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線性系統(tǒng)理論是現(xiàn)代控制理論中最基本、最重要也是最成熟的一個(gè)分支，是生產(chǎn)過程控制、信息處理、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等多方面的基礎(chǔ)理論。其大量的概念、方法、原理和結(jié)論對于系統(tǒng)和控制理論的許多學(xué)科分支，如最優(yōu)控制、非線性控制、隨機(jī)控制、系統(tǒng)辨識(shí)、信號(hào)檢測和估計(jì)等都具有十分重要的作用。因此，國內(nèi)外許多高等院校都將線性系統(tǒng)理論作為系統(tǒng)和控制學(xué)科中一門最基礎(chǔ)的課程。
有關(guān)線性系統(tǒng)理論方面的著作或教材現(xiàn)在已有很多。美國紐約州立大學(xué)石溪分校陳啟宗教授著的《線性系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì)》（陳啟宗，1988），在國內(nèi)外影響很大；清華大學(xué)鄭大鐘教授著的《線性系統(tǒng)理論》（鄭大鐘，1990），內(nèi)容系統(tǒng)全面；還有其他許多這方面的著作和教材（王恩平，秦化淑和王世林，1991；余貽鑫，1991；沈紹信，1989；凱拉斯，1985；何關(guān)鈺，1982；劉豹，1982；錢學(xué)森和宋健，1980；佛特曼和海茲，1979），都各具特點(diǎn)。而本書則在內(nèi)容安排和撰寫方面更多地考慮了國內(nèi)高等院校自動(dòng)控制及其相關(guān)學(xué)科線性系統(tǒng)理論課的教學(xué)需求。
內(nèi)容安排
本書是作者于20世紀(jì)90年代初期在哈爾濱工業(yè)大學(xué)從事自動(dòng)控制專業(yè)研究生“線性系統(tǒng)理論”課程教學(xué)的基礎(chǔ)上寫成的。本書在寫作過程中力求做到結(jié)構(gòu)清楚，層次分明。作為高等院校自動(dòng)控制或相近專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材，本書在選材上沒有包含以多項(xiàng)式矩陣方法為主的復(fù)頻域理論，而只是系統(tǒng)地介紹了以狀態(tài)空間方法為主的時(shí)間域理論。考慮到高等院校研究生的“線性系統(tǒng)理論”課程一般都只有60學(xué)時(shí)左右，本書在介紹完線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述（第2章）之后，將重點(diǎn)放在線性系統(tǒng)理論中最基本、最重要的控制系統(tǒng)分析問題（第3～5章）和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題（第6～10章）之上。另外，為了適合廣大工程技術(shù)人員和科學(xué)工作者使用以及學(xué)生將來進(jìn)一步深入研究的需要，本書還包含了一些帶有“*”號(hào)的選學(xué)內(nèi)容。一次接觸線性系統(tǒng)理論的讀者可跳過這些內(nèi)容，這樣并不影響對于基本內(nèi)容的理解。
在作者的教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映的一個(gè)問題是這門課程的數(shù)學(xué)性太強(qiáng)。針對這一點(diǎn)，本書第1章介紹了本書后續(xù)內(nèi)容中經(jīng)常用到的一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，其中1.7節(jié)介紹的廣義Sylvester矩陣代數(shù)方程為作者的成果，在后續(xù)的特征結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì)、模型參考漸近跟蹤設(shè)計(jì)、觀測器設(shè)計(jì)和魯棒極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)等內(nèi)容中屢次用到。SyIvester矩陣代數(shù)方程不僅在系統(tǒng)與控制領(lǐng)域，同時(shí)在應(yīng)用數(shù)學(xué)、通信等領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用，對其有進(jìn)一步深入了解需求的讀者可以參閱作者的著作（Duan，2015）。題。它們對于加深基礎(chǔ)概念和原理的理解是非常有益的。
段廣仁，教授，1983年獲東北重型機(jī)械學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)士學(xué)位，1986年獲哈爾濱船舶工程學(xué)院現(xiàn)代控制理論專業(yè)碩士學(xué)位，1989年獲哈爾濱工業(yè)大學(xué)一般力學(xué)專業(yè)博士學(xué)位，1989年10月進(jìn)入哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)科博士后流動(dòng)站，1991年8月出站，同年11月破格晉升為哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授；1997年1月至1998年3月于英國赫爾大學(xué)電子工程系做訪問教授，1998年4月至2002年9月于英國謝菲爾德大學(xué)和貝爾法斯特女王大學(xué)訪問，2002年回國時(shí)創(chuàng)建了哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制理論與制導(dǎo)技術(shù)研究中心，現(xiàn)為該研究中心主任。
1996年獲得教育部跨世紀(jì)人才基金資助，1999年獲得國家杰出青年科學(xué)基金資助，2000年受聘為哈爾濱工業(yè)大學(xué)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制學(xué)科長江學(xué)者特聘教授；2005年任“魯棒控制理論及其在航天控制中的應(yīng)用”教育部長江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，并入選IET Fellow；2010年任“航天飛行器的魯棒控制理論與應(yīng)用”國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體項(xiàng)目負(fù)責(zé)人；2011年任國家某重大專項(xiàng)制導(dǎo)控制基礎(chǔ)研究領(lǐng)域“十二五”規(guī)劃重大合同項(xiàng)目負(fù)責(zé)人；另任國家863計(jì)劃航空航天領(lǐng)域“十一五”專家組成員、航天科技集團(tuán)第五研究院“空間智能控制技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”一、二屆學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，教育部科技委信息學(xué)部委員，中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)常務(wù)理事與控制理論專業(yè)委員會(huì)副主任等職。
作為完成人獲得國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)、省部級(jí)自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)兩項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)三項(xiàng)，另獲第四屆中國青年科技獎(jiǎng)，2014年被評(píng)為全國優(yōu)秀科技工作者；發(fā)表SCI論文260余篇，特別在國際自動(dòng)控制領(lǐng)域刊物IEEE Trans. Automatic Control、Automatica 和IET Proc. Control Theory and Application分別發(fā)表論文21篇、16篇和28篇；出版英文著作3部，由國際著名出版社Springer和CRC Press（Taylor&Francis Group）出版，出版的中文著作《線性系統(tǒng)理論》獲得第八屆全國優(yōu)秀科技圖書獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和第十一屆中國圖書獎(jiǎng)；培養(yǎng)碩士生59人、博士生53人，其中全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎(jiǎng)獲得者2人，在所培養(yǎng)的博士生中，已有人成長為新世紀(jì)人才、長江學(xué)者和國家杰出青年基金獲得者。
系統(tǒng)地建立了控制系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)理論和方法，并結(jié)合國家重大專項(xiàng)項(xiàng)目以及基金委、航天集團(tuán)、總裝和二炮的科研項(xiàng)目研究，將提出的理論方法成功地應(yīng)用于航天飛行器控制和磁浮系統(tǒng)控制。提出的典型算法和方法被國際學(xué)者在論文中公開稱為“段算法”和“段方法”，并被國際學(xué)者成功應(yīng)用于自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)和四旋翼飛行器等實(shí)際系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
目錄
“信息化與工業(yè)化兩化融合研究與應(yīng)用”叢書序
前言
符號(hào)說明
緒論 1
0.1現(xiàn)代控制理論概述 1
0.1.1從古典控制理論到現(xiàn)代控制理論 1
0.1.2現(xiàn)代控制理論的形成與特點(diǎn) 2
0.1.3現(xiàn)代控制理論的研究內(nèi)容與分支 3
0.2線性系統(tǒng)理論概述 5
0.2.1線性系統(tǒng)理論的研究對象 5
0.2.2線性系統(tǒng)理論的主要任務(wù) 6
0.2.3線性系統(tǒng)理論的發(fā)展過程 8
0.2.4線性系統(tǒng)理論的主要學(xué)派 9
0.3本書的內(nèi)容安排 10
第1章 數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 13
1.1線性空間與線性變換 13
1.1.1線性空間的定義 13
1.1.2線性空間的基和維數(shù) 15
1.1.3線性變換 16
1.2矩陣代數(shù)中的幾個(gè)結(jié)果 18
1.2.1矩陣降秩條件 18
1.2.2 Vendermonde矩陣與友矩陣 18
1.2.3 Cayley_Hamilton定理與化零多項(xiàng)式 20
1.2.4豫解矩陣與Ieverrier算法 21
1.3多項(xiàng)式矩陣 23
1.3.1基本概念23
1.3.2初等變換 24
1.3.3 Smith櫟準(zhǔn)型 9C
1.4有理分式矩陣及其互質(zhì)分解 28
1.4.1互質(zhì)多項(xiàng)式矩陣 29
1.4.2有理分式矩陣的互質(zhì)分解 30
1.4.3矩陣(sl-A)-1B的有既約分解 31
1.5 Jordan分解 33
1.5.1特征值的幾何重?cái)?shù)與代數(shù)重?cái)?shù) 33
1.5.2廣義特征向量鏈 34
1.5.3 Jordan分解的求取 36
1.6奇異值分解 39
1.7廣義Svlvester矩陣方程 42
1.7.1求解問題與假設(shè)條件 42
1.7.2基于初等變換的解法 43
1.7.3基于右既約分解的解法 45
1.7.4基于奇異值分解的解法 47
1.8小結(jié) 49
思考與練習(xí) 50
第2章 線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 54
2.1線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述 54
2.1.1單變量情形的簡單回顧55
2.1.2傳遞函數(shù)矩陣及有關(guān)定義 56
2.2線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 56
2.2.1狀態(tài)與狀態(tài)空間 57
2.2.2動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 58
2.2.3線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述與相關(guān)概念 60
2.2.4線性系統(tǒng)狀態(tài)空間描述的列寫舉例 61
2.3兩種描述形式的比較及相互轉(zhuǎn)換 62
2.3.1兩種描述形式的比較 62
2.3.2化輸入輸出描述為狀態(tài)空間描述 64
2.3.3化狀態(tài)空間描述為傳遞函數(shù)描述 70
2.4線性系統(tǒng)的代數(shù)等價(jià)性 71
2.4.1代數(shù)等價(jià)系統(tǒng) 71
2.4.2代數(shù)等價(jià)系統(tǒng)的公有屬性 72
2.5復(fù)合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 73
2.5.1子系統(tǒng)并聯(lián)的情形 73
2.5.2子系統(tǒng)串聯(lián)的情形 74
2.5.3具有子系統(tǒng)反饋的情形 75
2.6小結(jié)77
思考與練習(xí)77
第3章 線性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析 81
3.1運(yùn)動(dòng)分析的含義 81
3.1.1問題的提m及其解的存在唯一性 81
3.1.2線性系統(tǒng)響應(yīng)的特點(diǎn) 82
3.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣及其性質(zhì)83
3.2.1線性齊次方程的解空間83
3.2.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的定義 84
3.2.3狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的性質(zhì) 85
3.3線性時(shí)變系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析 86
3.3.1時(shí)變線性系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 86
3.3.2時(shí)變線性系統(tǒng)的零初始狀態(tài)響應(yīng) 87
3.3.3時(shí)變線性系統(tǒng)的整體響應(yīng) 87
3.4線性定常系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析 89
3.4.1矩陣指數(shù)函數(shù) 89
3.4.2線性定常系統(tǒng)的響應(yīng) 91
3.5脈沖響應(yīng)矩陣 93
3.5.1單變量情形的簡單回顧 93
3.5.2脈沖響應(yīng)矩陣的定義與系統(tǒng)的輸出響應(yīng) 94
3.5.3狀態(tài)空間模型的脈沖響應(yīng)矩陣 95
3.5.4脈沖響應(yīng)矩陣與傳遞函數(shù)矩陣 96
3.6小結(jié) 98
思考與練習(xí) 98
第4章 線性系統(tǒng)的能控性和能觀惟 101
4.1能控性和能觀性的定義 101
4.1.1問題的提出 101
4.1.2能控性的定義 103
4.1.3能觀性的定義 105
4.2線性時(shí)變系統(tǒng)的能控性判據(jù) 106
4.2.1 Gram矩陣判據(jù) 106
4.2.2基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的判據(jù) 109
4.2.3基于系統(tǒng)參數(shù)矩陣的判據(jù) 110
4.3線性定常系統(tǒng)的能控性判據(jù) 111
4.3.1定常系統(tǒng)能控性的特殊性 111
4.3.2能控性矩陣判據(jù) 111
4.3.3 PBH判據(jù) 112
4.4對偶原理與能觀性判據(jù) 114
4.4.1 Gram矩陣判據(jù) 114
4.4.2對偶原理 115
4.4.3能觀性判據(jù) 117
4.5系統(tǒng)的能控、能觀性指數(shù) 120
4.5.1線性系統(tǒng)的能控性指數(shù) 120
4.5.2線性系統(tǒng)的能觀性指數(shù) 122
4.6單輸入-單輸出線性系統(tǒng)的能控規(guī)范型和能觀規(guī)范型 124
4.6.1單輸入-單輸系統(tǒng)的能控規(guī)范型 124
4.6.2單輸入-單輸出系統(tǒng)的能觀規(guī)范型 129
4.7多輸入-多輸出線性系統(tǒng)的能控規(guī)范型和能觀規(guī)范型 131
4.7.1兩種搜索方案 131
4.7.2多輸入多輸出系統(tǒng)的Wonham能控規(guī)范型 133
4.7.3 Luenberger能控規(guī)范型 136
4.7.4線性系統(tǒng)的能觀規(guī)范型 139
4.8線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解 142
4.8.1能控性和能觀性在線性非奇異變換下的屬性 143
4.8.2線性定常系統(tǒng)按能控性的結(jié)構(gòu)分解 144
4.8.3線性定常系統(tǒng)按能觀性的結(jié)構(gòu)分解 149
4.8.4線性定常系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)范分解 150
4.9線性系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問題 152
4.9.1問題的描述與解的存在性 152
4.9.2能控、能觀系統(tǒng)的傳遞函數(shù)特性 153
4.9.3最小實(shí)現(xiàn) 155
4. 10小結(jié) 157
思考與練習(xí) 158
第5章 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性 163
5.1 Lyapunov意義下的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性 163
5.1.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)與平衡點(diǎn) 163
5.1.2 Lyapunov意義下的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性定義 164
5.1.3關(guān)于穩(wěn)定性定義的幾點(diǎn)進(jìn)一步說明 168
5.1.4 Lyapunov第二方法的主要定理 169
5.2線性時(shí)變系統(tǒng)的穩(wěn)定性判定 171
5.2.1線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的特殊性 171
5.2.2直接判據(jù) 173
5.2.3 Lyapunov定理 175
5.3線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性 177
5.3.1直接判據(jù)與Hurwitz定理 177
5.3.2 Lyapunov定理 179
5.3.3關(guān)于“凍結(jié)法”的討論 181
5.4二階動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 183
5.4.1二階動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 183
5.4.2預(yù)備引理 184
5.4.3充分判據(jù) 184
5.4.4二階微分動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的控制問題 185
5.5線性系統(tǒng)的外部穩(wěn)定性 186
5.5.1有界輸入有界輸出穩(wěn)定性及其判定 186
5.5.2內(nèi)部穩(wěn)定性與外部穩(wěn)定性的關(guān)系 188
5.6小結(jié) 189
思考與練習(xí) 190
參考文獻(xiàn) 193
索引 205
《線性系統(tǒng)理論（第三版 上冊）》：
�。�3）以現(xiàn)代數(shù)學(xué)為主要分析手段。古典控制理論以復(fù)變函數(shù)理論和Laplace變換為數(shù)學(xué)工具，而現(xiàn)代控制理論則涉及現(xiàn)代數(shù)學(xué)的許多領(lǐng)域。研究對象從單變量線性定常系統(tǒng)過渡到多變量系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)，必然對分析手段提出更高的要求；系統(tǒng)描述從頻域轉(zhuǎn)為時(shí)域?yàn)楝F(xiàn)代數(shù)學(xué)的介入提供了方便條件。現(xiàn)代控制理論中應(yīng)用較多的數(shù)學(xué)分支是矩陣代數(shù)和微分方程理論。然而在現(xiàn)代控制理論已經(jīng)得到了極大發(fā)展的今天，許多新的分支不斷涌現(xiàn)。早在60年代看來和控制理論根本無緣的許多數(shù)學(xué)理論現(xiàn)已被用于現(xiàn)代控制理論新分支的研究之中。李代數(shù)理論用于離散事件系統(tǒng)、微分幾何用于非線性系統(tǒng)都是這方面的例子。
（4）以計(jì)算機(jī)為主要實(shí)現(xiàn)工具。我們這里所講的“實(shí)現(xiàn)”，并不是指將一個(gè)系統(tǒng)付諸實(shí)際運(yùn)行，而是指其分析和設(shè)計(jì)過程的實(shí)現(xiàn)。在古典控制理論中，由于研究對象簡單，人們利用一些圖、表通過手工即可完成分析和設(shè)計(jì)。但在現(xiàn)代控制理論中，單靠手工計(jì)算一般是無法完成較為復(fù)雜的研究對象的分析和設(shè)計(jì)的，而必須要利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)分析和設(shè)計(jì)中的各種計(jì)算。目前，以計(jì)算機(jī)為主要工具，以現(xiàn)代控制理論為依據(jù)的一個(gè)現(xiàn)代控制理論分支一控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CSCAD）已經(jīng)日趨完善，并在實(shí)際中得到了重要的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)除在計(jì)算上顯示了其極大的優(yōu)越性外，還有許多其他的優(yōu)點(diǎn)。如在計(jì)算機(jī)上很容易修改系統(tǒng)的參數(shù)，因而可對各種控制方案及不同的參數(shù)組合進(jìn)行充分地比較，從中選出較好的控制方案。另外借助于計(jì)算機(jī)的圖形顯示功能，可獲得對控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性更加深入的直觀的理解。
盡管古典控制理論和現(xiàn)代控制理論各有其特點(diǎn)，但兩者卻是密切相關(guān)的。對此我們談及下述兩個(gè)方面：
（1）任何事物都處于不斷的發(fā)展變化之中，古典和現(xiàn)代控制理論從產(chǎn)生到發(fā)展至今天，已經(jīng)在許多方面相互滲透。如英國Roser·br（mk學(xué)派的多變量頻域理論（R senbrock，1970）和控制系統(tǒng)中的多項(xiàng)式矩陣方法（鄭大鐘，1990；Wolovich，1974）都屬于兩者交叉的內(nèi)容。
�。�2）即使在古典控制理論的約定研究范圍之內(nèi)，也即單變量線性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)之中，盡管古典方法和現(xiàn)代方法從模型描述到設(shè)計(jì)方法各不相同，但兩者的設(shè)計(jì)結(jié)果可在Laplace變換及其逆變換下相互轉(zhuǎn)化。從這種意義上講，兩者在單變量系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)上是統(tǒng)一的。O.1.3現(xiàn)代控制理論的研究內(nèi)容與分支
控制理論的研究對象是系統(tǒng)，而所謂的控制是指對系統(tǒng)的控制。從這一角度來看，現(xiàn)代控制理論的研究內(nèi)容和分支在很大程度上要取決于系統(tǒng)的范疇。
系統(tǒng)的概念及其含義是比較廣泛的。系統(tǒng)是由相互關(guān)聯(lián)和相互作用的若干部分按一定規(guī)律組合而成的具有特定功能的一個(gè)整體。系統(tǒng)可具有完全不同的屬性，如工程系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等。但是，在系統(tǒng)理論中，常常抽去具體系統(tǒng)的物理或社會(huì)含義而把它抽象化為一個(gè)一般意義下的系統(tǒng)加以研究，這種處理方法有助于揭示系統(tǒng)的一般特性。系統(tǒng)的概念具有相對性，系統(tǒng)的每個(gè)組成部分也可以是一個(gè)系統(tǒng)，而系統(tǒng)自身又可以是一個(gè)更大系統(tǒng)的組成部分。系統(tǒng)最基本的特征是它的整體性，系統(tǒng)的行為和性能是由其整體所決定的，系統(tǒng)可以具有其組成部分所沒有的功能。有著相同組成部分但它們的關(guān)聯(lián)和作用不同的兩個(gè)系統(tǒng)可呈現(xiàn)出截然不同的行為和功能。
系統(tǒng)有靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)之分。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)又稱為動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，其含義是含有動(dòng)力學(xué)行為，在模型描述上表現(xiàn)為含有系統(tǒng)變量的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)或差分項(xiàng)，也即系統(tǒng)模型可用微分或差分方程來部分或完全描述。而靜態(tài)系統(tǒng)的模型則只是各變量間的代數(shù)方程。在系統(tǒng)與控制理論中，主要研究動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。
對于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，有連續(xù)和離散之分。凡是用微分方程描述的系統(tǒng)為連續(xù)系統(tǒng)；凡是用差分方程描述的系統(tǒng)為離散系統(tǒng)。對于連續(xù)和離散系統(tǒng)，有線性和非線性之分。凡在其模型描述中含有非線性微分或差分環(huán)節(jié)的系統(tǒng)稱為非線性系統(tǒng)，而在其模型中只含有線性微分或差分環(huán)節(jié)的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)。對于線性和非線性系統(tǒng)，又都有確定性和隨機(jī)性之分。凡在其模型描述中含有隨機(jī)變量的系統(tǒng)稱為隨機(jī)系統(tǒng)，而那些其模型中不含有隨機(jī)變量、只含有確定性變量的系統(tǒng)稱為確定性系統(tǒng)。進(jìn)一步對于確定性系統(tǒng)和隨機(jī)系統(tǒng)，又都有正常和奇異之分。
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