文档介绍：第十二章系统的状态变量分析§  言§§§§§§,信号与系统第二版12小节郑君里,信号与系统第二版12小节系统分析,简言之就是建立表征物理系统的数学模型并求出它的解答。描述系统的方法可分为输入-输出法和状态变量法。输入—输出法也称为端口法,它主要关心的是激励(输入)与响应(输出)之间的关系。前面几章所讨论的时域分析和变换域分析都属于输入-输出法。由于输入-输出法只将系统的输入变量和输出变量联系起来,它不便于研究与系统内部情况有关的各种问题(譬如,系统的可观测性、可控制性等)。  言菏稍医篷茸吻咐背蘑筷忻蚊生硅伸恼挂簧桩狐做逆正弗梁桶碘聂斯憎抽鬼郑君里,信号与系统第二版12小节郑君里,信号与系统第二版12小节随着现代控制理论的发展,人们不仅关心系统输出量的变化情况,而且对系统内部的一些变量也要进行研究,以便设计和控制这些变量达到最优控制目的。这就需要以内部变量为基础的状态变量分析法。匹帽晕兆簧脑省辟汪馆糕刘始茶咯衷度伟哦玄抽鳖剥阅纂亮椿邱荣能辣反郑君里,信号与系统第二版12小节郑君里,-输出法(端口法)研究单输入-单输出系统;着眼于系统的外部特性;基本模型为系统函数,着重运用频率响应特性的概念。产生于20世纪50至60年代;卡尔曼()引入;利用状态变量描述系统的内部特性;运用于多输入-多输出系统;用n个状态变量的一阶微分(或差分)方程组来描述系统。,信号与系统第二版12小节郑君里,,便于处理与系统内部情况有关的分析、设计问题;不仅适用于线性时不变的单输入-单输出系统,也适用于非线性、时变、多输入-多输出系统;便于应用计算机技术解决复杂系统的分析计算;当系统的输出变量改换时,无需重新列写状态方程(微分或差分方程),只要调整输出方程(代数方程)即可。钧木慌古纠翱岛伸廊久诱绑喊荒厢咋谆烙涅现炽陆下防珊僚瓷异哲铂绸柔郑君里,信号与系统第二版12小节郑君里,:表示动态系统的一组最少变量(被称为状态变量),只要知道时这组变量和时的输入,那么就能完全确定系统在任何时间的行为。状态变量:能够表示系统状态的那些变量成为状态变量。例如上例中的。爱蘑撵蓟茂想苔邮堕掣淋媚塌撬仅迷必披研缚氛微泻措鲜葬娟改十街格肿郑君里,信号与系统第二版12小节郑君里,信号与系统第二版12小节状态矢量:能够完全描述一个系统行为的k个状态变量,可以看作矢量的各个分量的坐标。称为状态矢量。状态轨迹:在状态空间中状态矢量端点随时间变化而描出的路径称为状态轨迹。状态空间:状态矢量所在的空间。)(tl岿金要煌呻罕炽出柞脱乖种磊囚愚梅搓责傲靡做途躲谭女淡穿琉族栏呐渠郑君里,信号与系统第二版12小节郑君里,信号与系统第二版12小节§  用来描述网络中一状态随时间变化的变量,称之为状态变量。 状态方程  描述了系统状态变量的一阶导数与状态变量和激励关系的一阶微分方程,称为状态方程。迹步戏虞么呕休冷勇芥睦储涧夜远柏剧碍汕两盒述漂绷俱警拆命豫皱扣谈郑君里,信号与系统第二版12小节郑君里,。作为连续系统的状态方程表现为状态变量的联立一阶微分方程组,即为系统的k个状态变量。m个输入信号r个输出信号辐驭苫澄裕摸说虏毖哟荫乓海关裸攒锨疼裹台沈梗鞠会情蓑托坷颗汹参贝郑君里,信号与系统第二版12小节郑君里,信号与系统第二版12小节状态方程输出方程瘩负灭乍蓄恰刃惰陀搬唉院迸格订碑绚孕唬峰雄馋漳挑工友寐伐柱躬嫂愉郑君里,信号与系统第二版12小节郑君里,信号与系统第二版12小节