21.7
상태공간 표현은 디지털 컴퓨터에서 물리적 시스템을 시뮬레이션하는 데 사용됩니다. 이를 위해서는 먼저 전달 함수를 상태 공간으로 변환해야 합니다.
상수 계수를 갖는 n차 선형 미분 방정식이 있다고 가정하겠습니다.
출력과 n-1 도함수가 상태 변수로 선택됩니다. 이러한 일련의 방정식을 미분하고 원래 방정식으로 다시 대체하면 상태 방정식이 제공됩니다.
각 후속 상태 변수는 이전 상태 변수의 도함수로 정의됩니다.
그런 다음 결과 방정식은 벡터-매트릭스 형태로 표현되어 미분 방정식의 음의 계수와 함께 1과 0의 뚜렷한 패턴을 생성합니다. 이 독특한 구조는 상태 방정식의 위상 변수 형식입니다.
전달 함수가 있다고 가정하겠습니다. 방정식은 교차 곱셈되고, 해당 미분 방정식은 초기 조건이 0이라고 가정하여 역 라플라스 변환을 취하여 구합니다.
상태 변수는 연속적인 도함수로 선택됩니다.
그런 다음 방정식의 양쪽에 미분이 적용되어 상태 방정식과 출력 방정식을 산출합니다.
그런 다음 이러한 방정식은 벡터-행렬 형식으로 표시됩니다.
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