绪论:学习现代控制理论的必要性?经典控制理论分析方法时域法低阶1~3阶根轨迹法频域法适应领域单输入-单输出(SISO)线性定常系统缺点只能反映输入-输出间的外部特性,难以揭示系统内部的结构和运行状态。现代控制理论:数学模型以一阶微分方程组成差分方程组表示的动态方程分析方法精准的时域分析法适应领域:多输入-多输出系统(1)(MIMO、SISO、MISO、SIMO)(2)非线性系统(3)时变系统优越性:(1)能描述系统内部的运行状态(2)便于考虑初始条件(与传递函数比较)3)适用于多变量、非线性、时变等复杂大型控制(4)便于计算机分析与计算(5)便于性能的最优化设计与控制内容:线性系统理论、最优控制、最优估计、系统辨识、自适应控制第一章:建立状态空间表达式(1)给定如图所示电路,列写其状态方程和输出方程。其中分别指定:状态变量组:x1uc,x2i;输入变量ue(t);输出变量yi
解:电路方程为:ducCdtiLdiRiuecdt由电路方程导出状态变量的导数项,可得到状态变量方程的规范形式:duc1dtCidiRi1u1ecdtLLL
将上述方程组表示为向量方程就得到此电路的状态方程uc0i1L10Cuc1eRiLL
uy01ci按照约定输出yi,可直接得到此电路的输出方程:
(2)求出下列各输入输出描述的一个状态空间表达式
26y3y5uyy
f由a03a16a22b05根据教材公式(24)1得状态空间表达式为:x1010x1001x20ux20x3362x31x1y500x2x3
26y3y5uyy
解选取
x1yx2yx3y
则y3y6y2y5u
则得到一阶微分方程组
x1x2x2x3x32x36x23x14u
10x10x10x001x20u2x3362x35x1yx1100x2x3
第二章:1状态转移矩阵的性质2四种求解线性定常连续系统状态转r