xW)=x0)+党G0 (8-64) k yk)=CΦx(0)+C∑--Gu(①+Duk) 8.2.5连续系统的离散化 计算机只能处理离散信号,现代控制系统是基于计算机的控制系统,因此无论是控制, 还是分析计算,都存在信号的离散化问题,连续系统离散化实际上是状态方程的离散化。 1线性定常连续系统的离散化 己知线性定常连续系统状态方程文=Ax+Bu在x(t。)及()作用下的解为 x()x()+(-r)Bu(r)dr 假定采样过程时间间隔相等,令。=kT,则x(t)=x(kT)=x(k):令t=(k+1)T,则 x()=x[(k+1)T]=x(k+1):并假定在t∈[k,k+1]区间内,)=kT=常数,于是其 解化为 ()+-T(k)+f(+T-]Bdru(k) 若记 G(T)=(Bd: 通过变量代换得到 G(T)=)Bdr (8-66) 故离散化状态方程为x(k+1)=Φ(T)x(k)+G(T)u(k) (8-67) 式中,Φ(T)与连续状态转移矩阵Φ(t)的关系为 ΦD(T)=(t)-7 (8-68) 2.非线性时变系统的离散化及分析方法 对于式(81)表示的非线性时变系统,状态方程很难求得解析解,常采用近似的离散 化处理方法。当采样周期T足够小时,按导数定义有 )≈デ[xk+)-k切 代入(8-3a)得到离散化状态方程 x(k+1)=x(k)+Tf[x(k),(k),k] (8-69) 对于非线性时变系统,一般都是先离散化,然后再用递推计算求数值解的方法进行系统 的运动分析。 335335 1 1 0 1 1 0 ( ) (0) ( ) ( ) (0) ( ) ( ) k k k i i k k k i i x k x Gu i y k C x C Gu i Du k − − − = − − − = = + = + + (8-64) 8.2.5 连续系统的离散化 计算机只能处理离散信号,现代控制系统是基于计算机的控制系统,因此无论是控制, 还是分析计算,都存在信号的离散化问题,连续系统离散化实际上是状态方程的离散化。 1.线性定常连续系统的离散化 已知线性定常连续系统状态方程 x Ax Bu = + 在 ( ) 0 x t 及 u(t)作用下的解为 0 0 0 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) t t x t t t x t t Bu d = − + − 假定采样过程时间间隔相等,令 t 0 = kT ,则 0 x t x k x k ( ) ( ) ( ) = = ;令 t = (k +1)T ,则 x(t) = x[(k +1)T] = x(k +1) ;并假定在 t∈[k,k+1]区间内,u(t) = u(kT) = 常数,于是其 解化为 ( 1) ( 1) [( 1) ] ( ) [( 1) ] ( ) k T kT x k k T kT x k k T Bd u k + + = + − + + − 若记 G(T ) = ( 1) [( 1) ] k T kT k T Bd + + − 通过变量代换得到 0 ( ) ( ) T G T Bd = (8-66) 故离散化状态方程为 x(k +1) = (T)x(k) + G(T)u(k) (8-67) 式中, (T ) 与连续状态转移矩阵 (t) 的关系为 (T ) = t T t = ( ) | (8-68) 2.非线性时变系统的离散化及分析方法 对于式(8-1)表示的非线性时变系统,状态方程很难求得解析解,常采用近似的离散 化处理方法。当采样周期 T 足够小时,按导数定义有 1 x k x k x k ( ) [ ( 1) ( )] T + − 代入(8-3a)得到离散化状态方程 x k x k Tf x k u k k ( 1) ( ) [ ( ), ( ), ] + = + (8-69) 对于非线性时变系统,一般都是先离散化,然后再用递推计算求数值解的方法进行系统 的运动分析