21.7
Reprezentacja przestrzeni stanów jest używana do symulowania systemów fizycznych na komputerach cyfrowych. W tym celu funkcja transferu musi najpierw zostać przekształcona w przestrzeń stanów.
Rozważmy liniowe równanie różniczkowen-tego rzędu ze stałymi współczynnikami.
Dane wyjściowe i ich pochodne n-1 są wybierane jako zmienne stanu. Różniczkowanie tych serii równań i podstawienie ich z powrotem do oryginalnych równań zapewnia równania stanu.
Każda kolejna zmienna stanu jest definiowana jako pochodna poprzedniej.
Wynikowe równania są następnie reprezentowane w postaci macierzy wektorowej, tworząc wyraźny wzór 1 i 0 wraz z ujemnymi współczynnikami równania różniczkowego. Ta unikalna struktura jest zmienną fazowo postacią równań stanu.
Rozważmy funkcję przenoszenia. Równanie jest mnożone krzyżowo, a odpowiadające mu równanie różniczkowe jest następnie znajdowane, biorąc odwrotność transformaty Laplace'a, przyjmując zerowe warunki początkowe.
Zmienne stanu są wybierane jako kolejne pochodne.
Różniczkowanie jest następnie stosowane do obu stron równania, dając równania stanu i równanie wyjściowe.
Równania te są następnie przedstawiane w postaci macierzy wektorowej.
Reprezentacja przestrzeni stanu jest potężnym narzędziem do symulacji systemów fizycznych na komputerach cyfrowych, wymagającym konwersji funkcji prze…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.