狀態(tài)變量與狀態(tài)方程連續(xù)系統(tǒng)

信號與系統(tǒng)

SignalsandSystems西安電子科技大學(xué)XidianUniversity,Xi’anChina國家精品課程,國家精品資源共享課第八章

系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析

8.1系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述法Z8.1連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)變量Z8.2連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程Z8.3連續(xù)系統(tǒng)輸出方程Z8.4連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立-由RLC電路Z8.5連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立-由微分方程Z8.6連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立-由框圖/流圖Z8.7連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立-利用MatlabZ8.7離散系統(tǒng)狀態(tài)變量Z8.8離散系統(tǒng)狀態(tài)方程Z8.9離散系統(tǒng)輸出方程Z8.11離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立-由差分方程Z8.12離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立-由框圖/流圖第八章

系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析8.2連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的s域求解Z8.13用拉普拉斯變換求解連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程Z8.14利用Matlab求解連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程8.3離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的z域求解Z8.15用z變換求解離散系統(tǒng)狀態(tài)方程Z8.16利用Matlab求解離散系統(tǒng)狀態(tài)方程8.4系統(tǒng)函數(shù)矩陣與系統(tǒng)穩(wěn)定性分析Z8.17由系統(tǒng)矩陣A判斷因果系統(tǒng)的穩(wěn)定性Z8.18利用Matlab求解系統(tǒng)函數(shù)矩陣8.5線性系統(tǒng)的可控性和可觀性應(yīng)用分析Z8.19線性系統(tǒng)的可控性Z8.20線性系統(tǒng)的可觀性Z8.21利用Matlab判斷系統(tǒng)的可控性和可觀性8.6狀態(tài)空間法應(yīng)用舉例Z8.22應(yīng)用案例：狀態(tài)反饋線性二次型最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)*Z8.23應(yīng)用案例：人口分布狀況估計(jì)*Z8.24應(yīng)用案例：他勵直流電動機(jī)的狀態(tài)方程8.0引言第八章

系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析狀態(tài)空間：狀態(tài)方程+輸出方程

。狀態(tài)方程：表示系統(tǒng)狀態(tài)變量與輸入之間的關(guān)系/方程。對n階系統(tǒng)，狀態(tài)方程是由n個一階微分方程（差分方程）組成的方程組。輸出方程：表示系統(tǒng)輸出與輸入和狀態(tài)變量之間的關(guān)系/方程。對n階系統(tǒng)，若有q個輸出，輸出方程是由q個代數(shù)方程組成的方程組。一、系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析法基本概念1、系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述A.連續(xù)系統(tǒng)：(1)時域解，(2)s域解；8.0引言第八章

系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析2、系統(tǒng)狀態(tài)方程、輸出方程的解B.離散系統(tǒng)：(1)時域解，(2)z域解。提供系統(tǒng)的內(nèi)部信息，使人們能夠比較容易地解決那些與系統(tǒng)內(nèi)部情況有關(guān)的分析設(shè)計(jì)問題；不僅適用于線性時不變、單輸入單輸出系統(tǒng)，也適用于非線性時變、隨機(jī)、多輸入多輸出系統(tǒng)分析；規(guī)律性強(qiáng)，便于用計(jì)算機(jī)解決復(fù)雜系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)問題。二、狀態(tài)空間分析法優(yōu)點(diǎn)8.1系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述法第八章

系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析知識點(diǎn)Z8.1連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)變量主要內(nèi)容：1.初始狀態(tài)2.狀態(tài)變量3.狀態(tài)空間基本要求：掌握連續(xù)系統(tǒng)初始狀態(tài)、狀態(tài)變量、狀態(tài)空間的基本概念8.1系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述法第八章

系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析Z8.1連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)變量(1)初始狀態(tài)：定義：連續(xù)系統(tǒng)在t0時刻的狀態(tài)是最少數(shù)目的一組數(shù)，知道了這組數(shù)和區(qū)間[t0,t]上的輸入，就可以完全確定系統(tǒng)在t時刻的輸出，這組數(shù)即為初始狀態(tài)，表示如下：說明：(1)電路中，初始時刻t0的狀態(tài)通常指電容元件上電壓uc(t0)和電感元件上電流iL(t0)；(2)系統(tǒng)狀態(tài)的數(shù)目是一定的,n階系統(tǒng)有n個初始狀態(tài)；但狀態(tài)的選擇不唯一。8.1系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述法第八章

系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析(2)狀態(tài)變量：表示狀態(tài)隨時間變化的一組