传统控制理论在研究系统特性时(如系统的稳定性、能控能观性),都是基于实际的模型(数学或物理模型),离不开实际的参数,研究的是实数域上系统性质。然而,在进行控制系统分析与设计时,往往首先要研究系统整体和结构方面的信息,而实数域上的矩阵不便于分析系统的结构性质。基于此,鲁凯生教授运用多元有理函数域F(z)上系统这一研究系统结构的新工具,对系统的结构性质做了大量理论研究。本文在学习多元有理函数域F(z)上系统的基本概念,以及F(z)上有源网络能控性判定定理的基础上,运用上述理论分析并设计不同结构特性的二阶有源网络。同时,依据线性系统理论,设计有源网络的状态反馈电路,实现对有源网络进行极点的任意配置,满足有源网络稳定性和动态性能的要求。本论文就此作了以下几个方面的工作：(1)介绍了F(z)上系统的结构能控性的研究背景和意义,以及F(z)上电网络研究国内外的发展现状；(2)介绍了F(z)上电网络理论,主要包括电网络基本概念,同时还详细介绍了用控制流图法来分析F(z)有源网络能控性；随后由线性系统的分析与综合,引出系统的反馈,对比了输出反馈和状态反馈两种反馈形式,给出了系统基于状态反馈系统的极点配置算法；(3)介绍用于有源网络设计的TAP-2型控制理论实验装置,详细说明了该实验装置的构成及其实现的功能,并阐述了实验装置控制理论软件,并通过设计控制系统的典型环节电路,实验得到电路的阶跃响应；(4)详细地描述了基于惯性环节的有源网络分析与设计,分析有源网络结构能控性,求出有源网络F(z)上的状态方程,依据有源网络稳定与发散两种情形,对有源网络参量在实数域上取值,借助MATLAB软件计算有源网络的极点及其性能参数,并对其阶跃响应仿真。然后依据计算的极点设计状态反馈电路,在控制理论实验装置上实验得到有源网络的阶跃响应曲线；(5)详细介绍了基于差分电路的有源网络分析与设计,这是一类较为普遍的有源网络,该网络的电容电压值的反馈需要专门设计反馈电路来实现。首先选用了差分比例电路作为反馈电路,测试反馈电路输入与输出电压信号关系,再将反馈电路接入有源网络,实现对有源网络进行极点配置,实验得出反馈后有源网络的阶跃响应;(6)介绍另一种基于线性光耦隔离放大器的反馈电路,可以将反馈电路与有源网络很好地隔开,但在信号测试中,该反馈电路的输入、输出关系不能满足要求,有待以后进一步研究。