状态空间模型的一种特殊情况是零、极点数目相同。例如,已知 回顾我们首先将G(s)分解成两部分 第一个传递函数表征输入r与中间输出量x之间的关系 在时域内,这即是微分方程

采用线性向量空间方法可建立系统的状态空间模型。 状态向量(数组)这一概念很重要,因为它能够完全表示一个系 统的当前状况(状态)

Quanser状态空间模型 我们现在将对 Quanser进行状态空间的建模,并且我们将用它作 为后续很多研究问题的例子。构造如下传递函数来表示 Quanser 其中输出量是机械手臂关于其标称零点位置的角度,输入量则是 电机的电压。由于阻尼很小,这里忽略不计,设为零。 定义两个状态量 而且,由传递函数我们可以得到其微分方程

1二阶主导极点(模态)附近的零点 当我们増加一个PD控制器时,通常会出现这种情况 S+1 s+250s+0 如果A≈-1,且a≈0,则c(s)就是标准的二阶响应 距离较远的零点,其影响可以忽略

我们希望能够找到一种方法,能够从任意一个n阶线性定常的 般形式的微分方程组中构造出一个n维的状态空间模型。设输出量a (标量)与输入量r(标量)之间的关系由线性定常微分方程表示。 我们定义状态量为ω及其n-1阶导数 这样,我们就得到了n个状态量(与微分方程的阶次相同)。现 在我们对x求导,直到x(n-1)

1平面 我们可得: C(s)=G()R(s) 其中C,G和R是关于s的多项式的分式

1留数的图解确定法(复共轭极点)(vdv1.8,1.9) (a)在这里应用对于实数极点的图解确定法(第7讲),但是留数 是共轭复数对

1主导极点的概念 教材中的例4.5.1:直流电机位置伺服系统的阶跃响应

我们在上一讲中看到,很多系统的响应受某个特定模态的支配, 通常,对于航空航天系统,响应受到一对共轭复数极点的支配,利用 主导极点的概念,可以简化我们的设计问题,因为我们可以把注意力 集中在将这对主导极点配置在满意的位置上。注意,这就是我们用来 解决 Quansers问题的方法

1引言上一讲中已讨论过高的开环增益可以降低系统对参数变化和扰动输入的灵敏度。今天,我们将会了解到在反馈系统当中它们可以减小稳态误差。 2稳态误差考虑单位反馈系统: