21.9
Los sistemas no lineales encuentran un modelado superior en la representación del espacio de estados.
Consideremos un péndulo simple representado en el espacio de estados con el centro de masa en su mitad de longitud. El peso y el par aplicado son factores importantes.
La suma de los pares conduce a una ecuación diferencial. Se seleccionan las variables de estado y se formulan las ecuaciones de estado.
Para linealizar la ecuación alrededor del punto de equilibrio, considere las variables de estado perturbadas alrededor del punto de equilibrio.
Se emplea y resuelve la aproximación de la serie de Taylor, lo que da como resultado ecuaciones de estado lineal.
Considere un sistema de resorte no lineal. Formule una ecuación diferencial e introduzca una pequeña perturbación.
A continuación, esta ecuación se linealiza. Sustituyendo esto y llevando a cabo la diferenciación se obtiene la ecuación diferencial intermedia linealizada.
La fuerza de equilibrio se utiliza para calcular xo, formando finalmente la ecuación diferencial linealizada final.
Se seleccionan las variables de estado y se escriben las ecuaciones de estado y salida, lo que proporciona un modelo completo del sistema en el espacio de estados. Finalmente, todas las ecuaciones se convierten en forma de matriz vectorial.
Los sistemas no lineales suelen requerir métodos sofisticados para un modelado y análisis precisos, siendo la representación en el espacio de estados…
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