21.9
I sistemi non lineari trovano una modellazione superiore nella rappresentazione nello spazio degli stati.
Si consideri un semplice pendolo rappresentato nello spazio degli stati con il centro di massa a metà lunghezza. Il peso e la coppia applicata sono fattori significativi.
La somma delle coppie porta a un'equazione differenziale. Vengono selezionate le variabili di stato e formulate le equazioni di stato.
Per linearizzare l'equazione intorno al punto di equilibrio, si considerino le variabili di stato perturbate intorno al punto di equilibrio.
L'approssimazione della serie di Taylor viene impiegata e risolta, risultando in equazioni di stato lineari.
Si consideri un sistema di molle non lineari. Formulare un'equazione differenziale e introdurre una piccola perturbazione.
Questa equazione viene quindi linearizzata. Sostituendo questo ed eseguendo la differenziazione si ottiene l'equazione differenziale intermedia linearizzata.
La forza di equilibrio viene utilizzata per calcolare xo, formando infine l'equazione differenziale linearizzata finale.
Vengono selezionate le variabili di stato e vengono scritte le equazioni di stato e di output, fornendo un modello completo del sistema nello spazio degli stati. Infine, tutte le equazioni vengono convertite in forma di matrice vettoriale.
I sistemi non lineari, spesso richiedono approcci sofisticati per una modellazione e un'analisi accurate, con una rappresentazione dello spazio di sta…
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