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Modeling in Time and Frequency Domain
Phase-Variable State Equations from Transfer Functions
Description
Phase-variable state equations show how a transfer function can be rewritten for computer simulation. In state-space form, the system is described with state variables, which are the output and its first several derivatives. This makes it easier to model a physical system on a digital computer.
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Transcript
状态空间表示法用于在数字计算机上对物理系统进行仿真。为此,必须先将传递函数转换为状态空间形式。
考虑一个 nth常系数线性微分方程
选择输出及其前 n-1 阶导数作为状态变量。对这一系列方程求导,并将结果代回原方程,即可得到状态方程。
每个后续的状态变量都定义为前一个状态变量的导数。
然后将得到的方程表示为向量-矩阵形式,在微分方程的负系数基础上形成由1和0构成的特定模式。这种独特结构即为状态方程的相变量形式。
考虑一个传递函数。将方程两边交叉相乘,然后在假设初始条件为零的情况下,通过取拉普拉斯逆变换得到相应的微分方程。
状态变量选择为逐阶导数。
然后对等式两边进行微...
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