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第1章控制系统的状态空间模型.ppt

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第一章控制系统的状态空间表达式状态变量及状态空间表达式1状态空间的线性变换2离散时间系统的状态空间表达式3时变和非线性系统的状态空间表达式4*在经典控制理论中,对一个线性定常系统的,可用常微分方程或传递函数加以描述。将某个变量作为输出,和输出联系起来。在现代控制理论中,系统的动态特性由状态变量构成的一阶微分方程组来描述,能同时给出系统全部独立变量的响应,因而能同时确定系统的全部内部运动状态。*如图所示R-L-C电路,其中电压u(t)为电路的输入量,电容上的电压uc(t)为电路的输出量,求该网络输入与输出之间的关系。*整理得到:*例1设有一质量弹簧阻尼系统。F(t)为输入力,y(t)为质量块的输出位移。解:*则有:*写成矩阵的形式:*输入方程:系统的输入量与中间变量之间的函数关系输出方程:系统的输出量与中间变量之间的函数关系*状态空间表示法的基本概念状态变量状态向量状态空间状态方程状态:表征系统运动的信息和行为状态变量:能完全表示系统运动状态的最小个数的一组变量由状态变量构成的向量x1(t)x2(t):xn(t)以各状态变量x1(t),x2(t),…,xn(t)为坐标轴组成的几维空间。由系统的状态变量与输入变量之间的关系构成的一阶微分方程组。*状态空间表达式状态方程和输出方程的总和即称为状态空间表达式。它构成对一个系统动态行为的完整描述。y:输出向量 u:输入向量A:系数矩阵 B:控制矩阵(输入矩阵)C:输出矩阵 D:直接矩阵

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第1章 控制系统的状态空间模型.ppt

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