21.7
状態空間表現は、デジタル コンピューター上の物理システムをシミュレートするために使用されます。このためには、伝達関数を最初に状態空間に変換する必要があります。
係数が一定の n 次線形微分方程式を考えます。
出力とその n-1 導関数が状態変数として選択されます。これらの一連の方程式を微分し、それらを元の方程式に代入すると、状態方程式が得られます。
後続の各状態変数は、前の変数の導関数として定義されます。
次に、結果の方程式はベクトル行列形式で表され、微分方程式の負の係数とともに 1 と 0 の明確なパターンが作成されます。このユニークな構造は、状態方程式の位相変数形式です。
伝達関数を考えてみましょう。方程式は交差乗算され、対応する微分方程式は、初期条件がゼロであると仮定して逆ラプラス変換を行うことによって求められます。
状態変数は、連続する導関数として選択されます。
次に、方程式の両側に微分が適用され、状態方程式と出力方程式が得られます。
これらの方程式は、ベクトル行列形式で表されます。
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