等司 第八章 状态空间分析法
第八章 状态空间分析法
回顾和复习 1、系统建模(第2章) 2、系统分析 时域分析(第3章) 频域分析(第5章) 根轨迹分析(第4章) 经典控制理论 3、系统综合(第6章、第7章)
回顾和复习 1、系统建模 （第2章） 2、系统分析 时域分析（第3章） 频域分析（第5章） 根轨迹分析（第4章） 3、系统综合（第6章、第7章） 经 典 控 制 理 论
经典控制理论的特点 a特点 研究对象:单输入、单输出线性定常系统。 解决方法:频率法、根轨迹法、传递函数。 数学工具:常微分方程、差分方程、拉氏变 换、乙变换。 b局限性 不能应用于时变系统、多变量系统。 不能揭示系统更为深刻的内部特性。 设计方法为试凑法,无法设计出最优系统
经典控制理论的特点 a.特点 ◼ 研究对象：单输入、单输出线性定常系统。 ◼ 解决方法：频率法、根轨迹法、传递函数。 ◼ 数学工具：常微分方程、差分方程、拉氏变 换、Z变换。 b.局限性 ◼ 不能应用于时变系统、多变量系统。 ◼ 不能揭示系统更为深刻的内部特性。 ◼ 设计方法为试凑法，无法设计出最优系统
现代控制理论的特点 a特点 研究对象:多输入、多输出系统,线性、非线 性、定常或时变、连续或离散系统。 解决方法:状态空间法(时域方法)。 数学工具:微分方程组、线性代数、矩阵理论 b优点 既适合线性、非线性、也适合MMO系统 可确定系统全部运动状态,方便处理初始条件 分析综合方法,可实现最优控制
现代控制理论的特点 a.特点 ◼ 研究对象：多输入、多输出系统，线性、非线 性、定常或时变、连续或离散系统。 ◼ 解决方法：状态空间法（时域方法）。 ◼ 数学工具：微分方程组、线性代数、矩阵理论 b.优点 ◼ 既适合线性、非线性、也适合MIMO系统 ◼ 可确定系统全部运动状态，方便处理初始条件 ◼ 分析综合方法，可实现最优控制
81状态空间描述 811状态变量和状态空间方程 口状态:指系统的运动状态(可以是物理的或非物理的)。 状态可以理解为系统记忆,tto时刻的初始状态能记忆 系统在t<to时的全部输入信息。 口状态变量:指足以完全描述系统运动状态的最小个数的 组变量。 完全描述:如果给定了tto时刻这组变量值,和t>=to 时输入的时间函数,那么,系统在t>=to的任何瞬间的 行为就完全确定了。 最小个数:意味着这组变量是互相独立的
8.1 状态空间描述 状态：指系统的运动状态（可以是物理的或非物理的）。 状态可以理解为系统记忆，t=to时刻的初始状态能记忆 系统在 t<to时的全部输入信息。 状态变量：指足以完全描述系统运动状态的最小个数的 一组变量。 • 完全描述：如果给定了t=to时刻这组变量值，和 t>=to 时输入的时间函数，那么，系统在t>=to的任何瞬间的 行为就完全确定了。 • 最小个数：意味着这组变量是互相独立的。 8.1.1 状态变量和状态空间方程