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状态空间方程 传递函数到状态空间方程

时间:2023-08-18 作者: 小编 阅读量: 2 栏目名: 基础教育 文档下载

传递函数到状态空间方程的方法可以通过以下步骤完成:1.确定系统的传递函数,将其写为标准形式,如:G=/2.将传递函数的分子和分母多项式按照幂降序排列,确保传递函数已化简为最简形式。-输入向量u的维数为m,其中m为传递函数分母多项式的次数。-A矩阵的右上角为单位矩阵。-其余位置填充0。通过这些步骤,我们可以将传递函数转换为状态空间方程。

传递函数到状态空间方程的方法可以通过以下步骤完成:

1. 确定系统的传递函数,将其写为标准形式,如:

G(s) = (b0*s^n + b1*s^(n-1) + ... + bn) / (s^m + a1*s^(m-1) + ... + am)

2. 将传递函数的分子和分母多项式按照幂降序排列,确保传递函数已化简为最简形式。

3. 根据分子和分母多项式的次数,确定状态空间方程的维数。

- 状态向量x的维数为n,其中n为传递函数分子多项式的次数。

- 输入向量u的维数为m,其中m为传递函数分母多项式的次数。

4. 写出状态空间方程的标准形式:

dx(t)/dt = Ax(t) + Bu(t)

y(t) = Cx(t) + Du(t)

其中A是nxn的矩阵,B是nxm的矩阵,C是1xn的矩阵,D是1xm的矩阵。

5. 确定A矩阵的值:

- 将传递函数分母多项式的系数按照幂降序排列,作为传递函数分母的公共系数矩阵。

- 在公共系数矩阵的对角线上方填充0,作为A矩阵的左上角,其余位置填充0。

- A矩阵的右上角为单位矩阵。

6. 确定B矩阵的值:

- 将传递函数分子多项式的系数按照幂降序排列,作为B矩阵的第一列。

- 其余位置填充0。

7. 确定C矩阵的值:

- C矩阵的第一行为传递函数分子多项式的系数按照幂降序排列。

- 其余位置填充0。

8. 确定D矩阵的值:

- D矩阵的第一行为传递函数分子的常数项。

- 其余位置填充0。

通过这些步骤,我们可以将传递函数转换为状态空间方程。

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