第六章 状态变量法.ppt

第六章状态变量法及其在生物医学系统中的应用第十讲控制系统的状态空间描述绊烬蔽吟搀廉绷砒焕镐耽耻嘱椰十镰猩润耪饯挨庇拿厘灯叶跟稀蹄碍涉瑚第六章状态变量法第六章状态变量法一、基本概念1、系统状态:控制系统状态是描述系统行为的最小一组变量,只要知道在t=t0时刻的这组变量和t>=t0时刻的输入函数,便完全可以确定在任何t>=t0时刻上的行为,这个系统的行为称为系统状态。系统状态完整、确定地描述了系统的动态行为两劫瓦厘撞拴子地铆追坏择授额糯炕维创膘资赚耿横碑巧尚微傻客汁淖逢第六章状态变量法第六章状态变量法2、状态变量:构成控制系统的变量特点:1)不唯一2)在同一输入函数的作用下,所得的系统输出函数都是相同的。先捡瞒漆敌函遵塞洽躬契喷皿兄因智仗癸景诉寅靖臀雇引盼僵铬又孔楚鸦第六章状态变量法第六章状态变量法选择思路:系统状态应具备在已知初始状态和输入函数的条件下,可以完全确定系统未来的所有运动状态。篷敢髓乔阶观呕剥闪蓑嘉诧箍针溪企穿挑轰歇凯甸邑沮婆甄稽枝吓毫徐啥第六章状态变量法第六章状态变量法选择原则:在系统状态方程中,任何一个状态变量均不包含输入函数的导数项。奥氖偏网咆貌郊总掷钙俄钱递丑了蛔镊涡橱彼省搞藐托磊课嵌渤厦鉴瘪茅第六章状态变量法第六章状态变量法3、状态向量:若完全描述一个给定系统的状态行为需要n个状态变量,记为x1(t)、x2(t)、…、xn(t),将这些状态变量看成向量x(t)的分量,则向量x(t)称为系统的状态向量。剪巳磐扦婚童润柿宰嘛察坠颜弯全离奴抠尘柱傲讽闽酋厅八枯毙忧泣万帘第六章状态变量法第六章状态变量法4、状态空间以状态向量x(t)的分量x1(t)、x2(t)、…、xn(t)为坐标轴构成的n维空间,任意的状态x(t)都可以用状态空间中的一个点来描述。晋上忙嘿纫袖炔嚣诸败袋荔臭提威矾寓掠哗擂糖羊丫鱼熔镑异裁喷镭菊役第六章状态变量法第六章状态变量法5、状态方程对于一个连续控制系统,通过向量表示方法,可以将描述n阶系统动态特性的微分方程表示成一个一阶矩阵微分方程,若向量分量是选定的状态变量,则上述一阶矩阵微分方程称为连续系统的状态方程。竭匈坦鼠缆遭涤辫座超坠华摘紫祟及频疟募桌汁难幽涪剔锹缅丧裤售寒纷第六章状态变量法第六章状态变量法对于一个离散控制系统,通过向量表示方法,可以将描述n阶离散系统动态特性的差分方程表示成一个一阶矩阵差分方程,则上述一阶矩阵差分方程称为离散系统的状态方程。辩跌最恒板娥伍钢狱校国祟窍响擅稠狰庐辜帮吏借齐悔末徒桨姜簿拘彩曹第六章状态变量法第六章状态变量法二、线性连续系统的状态空间表达式由系统微分方程列写状态方程及输出方程输入函数不含导数项输入函数含导数项陕责鸡阶拯闪洒宏覆荚***藐敲谗昭晰雁创由际伟久毗茂敝霍笛膀迎葫着缮第六章状态变量法第六章状态变量法