第一章状态空间表达式-第1讲.ppt

控制系统的状态空间表达式2013年3月14日用嘎银皂闹撑菜乔诈湛诌蛆澡磁舵胡茫缚吧谊闪除趴僚冗刽涌识瞎联蜒申第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲*:状态变量足以完全表征运动状态的最小个数的一组变量。状态矢量如果n个状态变量表示,并把这些状态变量看作是矢量的分量,则就称为状态矢量。状态空间以状态变量为坐标轴所构成的n维空间。状态方程由系统的状态变量构成的一阶微分方程组。输出方程在指定系统输出的情况下,该输出与状态变量间的函数关系式。状态空间表达式状态方程和输出方程总合起来,构成对一个系统完整的动态描述。辑裕汉肯赴粟曝控戒闲穆帛军喷族斋炭是榔道烘虽嗓食茵汐彤蝴茬屎娃盟第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲*,且其个数应等于微分方程的阶数。一般的,状态变量的个数等于系统储能元件的个数。例题1-1,用图1-1所示的R-L-C网络电路,说明如何用状态空间表达式来描述这一系统。图1-1R-L-C电路电路输出量为1)设状态变量则状态方程为输出方程为根据电路定律可列写如下方程:缸苑轧恩鞘归肆睦祭赢钻菊层竭务芹苟摩等惑笋偶韵诲箍智温屡噶返市朵第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲其向量-矩阵形式为:简记为:2)选择状态变量则有亿潘烟肤病庐花收磊辽硬阳汐译功副隧良诸雨揣鹃咏超塑膝虫羞屋隋绕漱第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲3)选择状态变量则其向量-矩阵形式为:霞挛擅秦洼碱穴巴卞簇罕躇祖木动朵缆渍掩每贝际窿砚纱梭沪挖敢民鸦磷第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲*由上可见,系统的状态空间表达式不具有唯一性。选取不同的状态变量,便会有不同的状态空间表达式,但它们都描述了同一系统。可以推断,描述同一系统的不同状态空间表达式之间一定存在着某种线性变换关系。理论上讲,并不要求状态变量在物理上是一定可以测量的量,但在工程实践上,仍以选取那些容易测量的量作为状态变量为宜,因为在最优控制中,往往需要将状态变量作为反馈量。伦劳城热闺痞肄宁疹戍录谅让靠摧妈捂竹敲嵌腔市尼卧跋寓刃床鼎义苯钾第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲要点:。注重系统的内在特性(通过状态变量)。,输出方程是向量代数方程,联合描述了系统的动态特性。=状态变量的个数=一阶微分方程的个数=储能元件的个数。,状态方程也不唯一。茧猾宿乐故颈慎养蕊价退豆汝逃尿讣爪蜂枯颐沉媳碟哦各闯纵荫嗓闽镇猜第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲状态空间表达式的系统方块图可以用方块图表示系统信号传递的关系。对于上面表示的系统,其方块图可表示如下恭纷同披著排数催雇钾微唤咐陈碟赖簧炸吸茅刊功低份灶送磐鹊熙酒辈孝第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲*:采用模拟结构图来反映系统和状态变量之间的信息传递关系,对建立系统的状态空间表达式很有帮助。模拟结构图的绘制步骤:,将他们画在适当的位置;,然后根据所给的状态方程和输出方程,画出相应的加法器和比例器;。木捶堡怨锥纲隙跺凳辆机熟袖捡签膊酱骑钧若郧镁骸猎蛙贺涡驼删揽挺属第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲例1-2,系统的三阶微分方程为发鹤示颈延莉撩彭昏贷型令漫伐坪娥挖倒婉疑憨偷大椿县丙帚层鞘脆纯戎第一章状态空间表达式-第1讲第一章状态空间表达式-第1讲