工学系统的状态变量分析法.pptx
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1、信号流图状态方程的普遍形式 连续时间系统状态方程的建立 离散时间系统状态方程的建立 连续时间系统状态方程的求解 离散时间系统状态方程的求解*本章的要点.由系统框图或电路图画出对应的信号流图.由系统的信号流图利用梅逊公式求系统的转移函数.状态方程和微分方程(差分方程)之间的互求.连续时间系统和离散时间系统状态方程的列写和求解.系统的可控性和可观性一.系统数学摸型的描述方法1.端口法(输入输出法,经典法)2.内部法(状态变量法,现代法)状态方程输出方程二.几个名词的定义(P495)9.1引言*.状态空间:由x1,x2xn所组成的n维空间称为状态空间.2.写一个包含电感电流一阶导数在内的回路电压方程
2、和电容电压一阶导数在内的节点电流方程.*.状态轨迹:在状态空间中状态矢量随时间变化而描出的路径.三三.动态方程的一般形式动态方程的一般形式(1.状态方程状态方程)四四.主要优点主要优点(P496-497)A(z)(z)(zX)(zY)(zEFA(s)(s)(sX)(sY)(sEF连续时间信号反馈系统离散时间信号反馈系统9.3物理系统流图解答1942:C.E.shannon1953:S.J.mason1959:Coates80年代:chan和Bapna一一.信号流图的获得信号流图的获得HF源点源点1沟点沟点二二.术语和基本性质术语和基本性质*.连接于存在因果关系的结点上。连接于存在因果关系的结点
3、上。*.它是有方向的。它是有方向的。*.支路是有权的。支路是有权的。1.术语的定义术语的定义a.节点节点:表示系统中变量或信号的点。表示系统中变量或信号的点。b.转移函数转移函数:两个节点之间的增益为转移函数。两个节点之间的增益为转移函数。abcdefc.支路支路:连接两个节点之间的定向线段。连接两个节点之间的定向线段。d.源点源点:只有输出支路的节点只有输出支路的节点(自变量)。自变量)。e.汇点汇点:只有输入支路的节点只有输入支路的节点(应变量应变量)。f.混合节点混合节点:即有输入又有输出支路的节点。即有输入又有输出支路的节点。g.路路径径:是从某一节点出发连续经过一些支路是从某一节点出
4、发连续经过一些支路(沿着支路方向沿着支路方向)而终止另一个节点上而终止另一个节点上;(或同一或同一节点上节点上),构成的一种拓扑结构。构成的一种拓扑结构。h.开路径开路径:是从某节点连续经过一些支路是从某节点连续经过一些支路而终止在另一个节点上而终止在另一个节点上,且每个节点只通过一次的且每个节点只通过一次的路径。路径。i.前向路径前向路径:是从源点到汇点方向的路径。是从源点到汇点方向的路径。j.环路环路:若路径的终点就是路径的起点若路径的终点就是路径的起点,且且与其它节点的相交不多于一次的拓扑结构。与其它节点的相交不多于一次的拓扑结构。k.环路增益环路增益:环路中各支路转移函数乘积。环路中各
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