可控性

可控性提出的是一个看似简单的是非问题：只用你被允许去拨弄的那些旋钮和操纵杆，你能不能把一个系统驱赶到你想要的任意状态？这里的“状态”指的是描述系统正在做什么的那一整套内部条件——位置、速度、温度等等。如果给足时间，你可用的输入能把这些内部条件中的每一个都驱动到任意选定的值，这个系统就是可控的。如果系统的某个角落，无论你怎样操作控制都永远到不了、也改变不了，它就不是完全可控的。

一个家常的画面有助理解。假设一列玩具火车跑在一条“8”字形轨道上，而你唯一的控制就是油门。你可以把火车放到轨道上的任何位置、或快或慢——但你永远没法让它脱离轨道、停在房间正中央，因为没有任何油门设定能到达那个状态。轨道限制了你这唯一的输入能产生哪些状态。真实机器也有同样的问题：一架失去了一个电机的四旋翼，也许无法到达某些倾斜与自转的组合；一套只有一个炉子的供暖系统，无法独立设定每个房间的温度。这种“够不着”，正是可控性的缺失。

工程师在意它，是因为可控性是控制本身的前提：对于你的输入在物理上根本影响不到的状态，你无法设计出一个调节器去维持它或移动它。可控性是在动手搭建任何控制器之前，就从系统的数学模型里检验出来的，它还常常指导硬件选择——把推进器放在哪里、要加多少个执行器、装哪个阀门——好让所有要紧的状态都能够得着。某部分不可控的系统，通常需要的是更多或位置更好的输入，而不是更聪明的算法。