21.7
ייצוג מרחב המדינה משמש להדמיית מערכות פיזיות במחשבים דיגיטליים. לשם כך, יש להמיר תחילה את פונקציית ההעברה למרחב המדינה.
ניקח לדוגמה משוואה דיפרנציאלית ליניארית מסדרn עם מקדמים קבועים.
הפלט ונגזרותיו n-1 נבחרים כמשתני המדינה. הבחנה בין סדרות משוואות אלה והחלפתן בחזרה למשוואות המקוריות, מספקת את משוואות המצב.
כל משתנה מצב עוקב מוגדר כנגזרת של הקודם.
המשוואות המתקבלות מיוצגות בצורת מטריצה וקטורית, ויוצרות תבנית ברורה של 1 ו-0 יחד עם המקדמים השליליים של המשוואה הדיפרנציאלית. מבנה ייחודי זה הוא צורת משתנה הפאזה של משוואות המצב.
שקול פונקציית העברה. המשוואה מוכפלת בהצלבה, ואז מוצאים את המשוואה הדיפרנציאלית המתאימה על ידי לקיחת התמרת לפלס ההופכית, בהנחה של אפס תנאים התחלתיים.
משתני המדינה נבחרים כנגזרות עוקבות.
לאחר מכן מחילים דיפרנציאציה על שני צידי המשוואה, ומניבים את משוואות המצב ואת משוואת הפלט.
משוואות אלה מוצגות לאחר מכן בצורת מטריצה וקטורית.
הצגת מרחב המצב היא כלי רב עוצמה לסימולציית מערכות פיזיות במחשבים דיגיטליים, מה שדורש המרה של פונקציית התמסורת לצורת מרחב מצבים. ניקח למשל משוואה דיפרנ…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.