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为研究最小方差控制中的最优输入信号设计问题，推导了最小方差控制器与闭环反馈结构中对象模型、噪声模型之间的关系。基于闭环反馈系统中频响函数估计的渐近分析，考虑系统对象模型、噪声模型和控制器三者之间的摄动性。分别采用输出端误差平方的均值、输入端误差平方的均值和输出端估计值平方的均值作为评价性能指标函数。推导三种情况下最优输入信号设计问题对应的约束优化问题。通过求解对应的约束优化问题，得到三种情况下最优输入信号的功率谱密度表达式。最后用仿真算例验证本文方法的有效性和可行性。