21.7
La rappresentazione dello spazio degli stati viene utilizzata per simulare sistemi fisici su computer digitali. A tale scopo, la funzione di trasferimento deve prima essere convertita nello spazio degli stati.
Si consideri un'equazione differenziale lineare di ordine ncon coefficienti costanti.
L'output e le sue derivate n-1 sono scelte come variabili di stato. Differenziando queste serie di equazioni e sostituendole nelle equazioni originali, si ottengono le equazioni di stato.
Ogni variabile di stato successiva è definita come la derivata della precedente.
Le equazioni risultanti vengono quindi rappresentate in forma di matrice vettoriale, creando un modello distinto di 1 e 0 insieme ai coefficienti negativi dell'equazione differenziale. Questa struttura unica è la forma variabile di fase delle equazioni di stato.
Si consideri una funzione di trasferimento. L'equazione viene moltiplicata in modo incrociato e l'equazione differenziale corrispondente viene quindi trovata prendendo la trasformata di Laplace inversa, assumendo condizioni iniziali pari a zero.
Le variabili di stato vengono scelte come derivate successive.
La differenziazione viene quindi applicata a entrambi i lati dell'equazione, ottenendo le equazioni di stato e l'equazione di output.
Queste equazioni vengono poi presentate in forma di matrice vettoriale.
La rappresentazione dello spazio di stato, è un potente strumento per simulare sistemi fisici su computer digitali, che richiede la conversione della…
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