21.7
يستخدم تمثيل مساحة الحالة لمحاكاة الأنظمة المادية على أجهزة الكمبيوتر الرقمية. لهذا ، يجب أولا تحويل وظيفة النقل إلى مساحة حالة.
ضع في اعتبارك معادلة تفاضلية خطية من الدرجة n ذات معاملات ثابتة.
يتم اختيار المخرجات ومشتقاته n-1 كمتغيرات الحالة. إن التمييز بين هذه السلسلة من المعادلات واستبدالها مرة أخرى في المعادلات الأصلية ، يوفر معادلات الحالة.
يتم تعريف كل متغير حالة لاحق على أنه مشتق من متغير السابق.
ثم يتم تمثيل المعادلات الناتجة في شكل مصفوفة متجهة ، مما يؤدي إلى إنشاء نمط مميز من 1 و 0 جنبا إلى جنب مع المعاملات السالبة للمعادلة التفاضلية. هذا الهيكل الفريد هو شكل متغير الطور لمعادلات الحالة.
ضع في اعتبارك وظيفة النقل. يتم ضرب المعادلة بشكل متقاطع ، ثم يتم العثور على المعادلة التفاضلية المقابلة عن طريق أخذ تحويل لابلاس العكسي ، بافتراض أن الظروف الأولية صفرية.
يتم اختيار متغيرات الحالة كمشتقات متتالية.
ثم يتم تطبيق التمايز على كلا طرفي المعادلة ، مما ينتج عنه معادلات الحالة ومعادلة الإخراج.
ثم يتم تقديم هذه المعادلات في شكل مصفوفة متجهية.
إن تمثيل فضاء الحالة هو أداة قوية لمحاكاة الأنظمة الفيزيائية على أجهزة الكمبيوتر الرقمية، مما يستلزم تحويل دالة النقل إلى شكل فضاء الحالة. لنفترض وجود…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.