东南大学自动控制原理课件 第一章 控制系统的状态空间.ppt
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第一章控制系统的状态空间描述2)数目最小的含义:是指这个变量组中的每个变量都是相互独立的。三、状态空间输出向量:将系统的各个输出量看成一个列向量。1、系统状态变量的选取不是唯一的,但状态的数目是一定的;1.2状态空间表达式向量矩阵形式为输入向量3、线性定常系统的状态方程向量矩阵形式为维的系数矩阵二、输出方程向量矩阵形式为3、线性定常系统的输出方程向量矩阵形式为三、状态空间表达式(状态空间模型)四、状态空间模型与传递函数的比较较之传递函数,状态空间描述的优点有:六、状态空间表达式的非唯一性而以为状态向量时系统的状态空间表达式为表明,在同一系统中,不同的状态向量所对应的系数矩阵之间有相似变换关系。例试建立下图所示电路网络的状态方程和输出方程。写成向量矩阵形式为(2)描述系统的微分方程为输出,写成向量矩阵形式为例试建立下图所示电路网络的状态方程和输出方程。1.3传递函数矩阵解:列写回路的电压方程和节点的电流方程设初始条件为零,对上式两端进行拉普拉斯变换,得写成向量矩阵形式为一、传递函数矩阵二、传递函数矩阵与状态空间表达式之间的关系三、传递函数矩阵的不变性例:求下列系统的传递函数矩阵。例:求下列系统的传递函数矩阵。四、组合系统的状态空间表达式和传递函数矩阵2、串联连接3、反馈连接控制器1.4根据系统的微分方程建立状态空间表达式二、微分方程右边输入函数中含有导数项的情况1.5根据系统的传递函数建立状态空间表达式引入虚拟输出量,按这种方法得到的状态空间模型,通常称为能控标准型。二、串联分解三、并联分解(部分分式法)(1)、根据图a可写出状态方程和输出方程为(2)、根据图b可写出状态方程和输出方程为2、系统极点有重根例已知控制系统的微分方程式为方法二、根据传递函数求解