第二章 状态空间分析法
2.1 状态空间描述的基本概念
2.2 线性定常连续系统动态方程的建立
2.3 线性定常连续系统状态方程的解
2.4 动态方程与传递函数矩阵
2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解
2.6 线性离散系统的动态方程及其解
状态空间描述的基本概念
系统一般可用常微分方程在时域内描述,对复杂系统要求解高阶微分方程,这是相当困难的。经典控制理论中采用拉氏变换法在复频域内描述系统,得到联系输入-输出关系的传递函数,基于传递函数设计单输入-单输出系统极为有效,可从传递函数的零点、极点分布得出系统定性特性,并已建立起一整套图解分析设计法,至今仍得到广泛成功地应用。但传递函数对系统是一种外部描述,它不能描述处于系统内部的运动变量;且忽略了初始条件。因此传递函数不能包含系统的所有信息。由于六十年代以来,控制工程向复杂化、高性能方向发展,所需利用的信息不局限于输入量、输出量、误差等,还需要利用系统内部的状态变化规律,加之利用数字计算机技术进行分析设计及实时控制,因而可能处理复杂的时变、非线性、多输入-多输出系统的问题,但传递函数法在这新领域的应用受到很大限制。于是需要用新的对系统内部进行描述的新方法-状态空间分析法。