状态反馈是系统的状态变量通过比例环节反馈到输入端进行改变系统特征的一种方式，它是体现现代控制理论特色的一种控制方式。状态变量反映了系统的内部特性，因此，状态反馈比传统的输出反馈能更有效地改善系统的性能。
针对状态空间方程
及极点配置增益矩阵K，对极点配置的状态反馈系统仿真结构如图3.7.1 所示。
图3.7.1 状态反馈仿真结构
K 阵的获取方法可使用MATLAB 的place（）或acker（）两个特征函数获得，详见第2章实验八的第2 小节。
【例3-7-1】 已知系统开环系统状态方程，判断该闭环系统是否可控？若完全可控，将特征值配置到p=[-2+2j，-2-2j，-10]上，求状态增益矩阵K。要求：
（1）编程计算增益矩阵K，并绘制加入状态反馈控制器前后的阶跃响应曲线；
（2）由设计的状态反馈控制器，使用Simulink 进行仿真；
（3）对比程序和Simulink 输出结果。
步骤：
（1）命令程序：
（2）参数结果如下，绘图结果如图3.7.2 所示。
该系统是可控的，可控阵：K=[8 43 78]，L=80。
图3.7.2 加入状态反馈控制前后的阶跃响应
（3）根据给定的传递函数、计算的闭环系统状态矩阵A 及状态反馈增益K 的值，构造的仿真框图如图3.7.3 所示。
图3.7.3 状态反馈仿真框图
（4）原闭环系统及加入状态反馈控制阶跃响应曲线仿真结果如图3.7.4 所示。(https://www.xing528.com)
图3.7.4 加入状态反馈控制前后仿真结果
【例3-7-2】 已知闭环系统框图如图3.7.5 所示，若期望特征值为p=[-1+j，-1-j，-9]，判断该系统是否可控？若完全可控，求状态增益矩阵K 的值，并要求：
图3.7.5 系统框图
（1）编程计算增益矩阵K，并绘制加入状态反馈控制器前后的阶跃响应曲线；
（2）由设计的状态反馈控制器，使用Simulink 进行仿真；
（3）对比Simulink 仿真与编程实现的结果，并对比分析状态反馈前后的动态特性参数。
步骤：
（1）命令程序：
（2）绘制状态反馈控制前后的阶跃响应曲线如图3.7.6 所示。
图3.7.6 加入状态反馈控制前后的阶跃响应
程序输出结果为：
该系统是可控的，K=[6.0000 14.0000 8.0000]，L=1.8000
（3）根据给定的传递函数、计算的闭环系统状态矩阵A 及状态反馈增益K 的值，构造的仿真框图如图3.7.7 所示。
图3.7.7 状态反馈仿真框图
（4）仿真的结果如图3.7.8 所示。
（5）对比加入状态反馈后的图3.7.1 和图3.7.3，可以看出使用MATLAB 编程和使用Simulink 仿真结果是一致的。状态反馈未加入极点配置前，阶跃响应的超调量为37%，稳态时间为4.53 s，峰值时间为2.27 s，稳态误差为0；加入极点配置的阶跃响应的超调量为4%，稳态时间为9.08 s，峰值时间为2.95 s，稳态误差为0。可见，加入极点配置后的超调量及稳态时间有很大变化，峰值时间稍有延迟。
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