第2章線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述

1、第第2 2章章 狀態(tài)空間描述狀態(tài)空間描述 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函 數(shù)矩陣數(shù)矩陣 2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間系統(tǒng)動態(tài)過程數(shù)學(xué)描述的兩種基本類型系統(tǒng)動態(tài)過程數(shù)學(xué)描述的兩種基本類型 12,nxxx1u2upu1y2

2、yqy2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間12,nxxx1u2upu1y2yqy2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間1. 系統(tǒng)的外部描述（輸入系統(tǒng)的外部描述（輸入- -輸出描述）輸出描述） 特點：避開表征系統(tǒng)內(nèi)部的動態(tài)過程，只反映特點：避開表征系統(tǒng)內(nèi)部的動態(tài)過程，只反映 外部變量間的因果關(guān)系。外部變量間的因果關(guān)系。如果一個系統(tǒng)是線性定常數(shù)的，且只有一個輸如果一個系統(tǒng)是線性定常數(shù)的，且只有一個輸出變量和一個輸入變量，那么其外部描述為如出變量和一個輸入變量，那么其外部描述為如下形式的一個線性常系數(shù)微分方程：下形式的一個線性常系數(shù)微分方程： 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間12,nxxx1u2u

3、pu1y2yqy2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間2. 系統(tǒng)的內(nèi)部描述（狀態(tài)空間描述）系統(tǒng)的內(nèi)部描述（狀態(tài)空間描述） 12,nx xx1u2upu1y2yqy2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間3. 外部描述與內(nèi)部描述之間的關(guān)系外部描述與內(nèi)部描述之間的關(guān)系 外部描述通常是一種外部描述通常是一種不完全描述不完全描述，它不能反，它不能反 映系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不能控和不能觀測的部分；映系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不能控和不能觀測的部分； 內(nèi)部描述則是對系統(tǒng)的內(nèi)部描述則是對系統(tǒng)的完全描述完全描述，能夠完全，能夠完全 表征系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一切，能夠體現(xiàn)系統(tǒng)所表征系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一切，能夠體現(xiàn)系統(tǒng)所 有的動力學(xué)特性；有的動力

4、學(xué)特性； 只有在滿足一定的條件下，系統(tǒng)的外部描述只有在滿足一定的條件下，系統(tǒng)的外部描述 與內(nèi)部描述才具有等價關(guān)系。與內(nèi)部描述才具有等價關(guān)系。 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間定義狀態(tài)和狀態(tài)空間定義 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間第第2 2章章 狀態(tài)空間描述狀態(tài)空間描述 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間

5、描述和傳遞函組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函 數(shù)矩陣數(shù)矩陣 2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 分析方法分析方法 辯識方法辯識方法 分析方法分析方法適用于結(jié)構(gòu)和模型參數(shù)為已知的適用于結(jié)構(gòu)和模型參數(shù)為已知的 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 辯識方法辯識方法適用于結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)參數(shù)不清楚的適用于結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)參數(shù)不清楚的 系統(tǒng)，需要通過實驗的手段取得輸入系統(tǒng)，需要通過實驗的手段取得輸入- -輸出輸出 數(shù)據(jù)，導(dǎo)出相應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)空間描述。數(shù)據(jù)，導(dǎo)出相應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)空間描述。 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的

6、狀態(tài)空間描述例例2.1 考察下圖所示的簡單電路，電路各組成元考察下圖所示的簡單電路，電路各組成元件的參數(shù)為已知，輸入變量取為電壓源件的參數(shù)為已知，輸入變量取為電壓源 ，輸出輸出變量取為電阻變量取為電阻 兩端的電壓兩端的電壓 )(te2R2Ru+-LiCu2Ru+-+-)(te1RCL2R2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述+-LiCu2Ru+-+-)(te1RCL2R(1)(1) 確定狀態(tài)變量。確定狀態(tài)變量。 電容兩端的電壓電容兩端的電壓uC和流經(jīng)電感的電流和流經(jīng)電感的電流iL (2) (2) 根據(jù)電路定律列出電路的原始方程。根據(jù)電路定律列出電路的原始方程。 考慮到：考慮到：

7、dtduCiccLLdiuLdt2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述+-LiCu2Ru+-+-)(te1RCL2R2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述+-LiCu2Ru+-+-)(te1RCL2R2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述111212212122112121()()1()()()CCLLRRR CRR CRR CRRRRR RRRLuueLRLtiiR22121212212()()( )()CRLRRuRRRRue tiRRRRABCD2CCLLCRLuueiDBAieiCuu2.2

8、線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述例例2.2 建立下圖的電樞控制直流他勵電動機的建立下圖的電樞控制直流他勵電動機的狀態(tài)空間表達式狀態(tài)空間表達式+-MUDIDRDLDe+-JDf2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述+-MUDIDRDLDe+-JDf2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述+-MUDIDRDLDe+-JDf2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述建立狀態(tài)空間描述的基本步驟建立狀態(tài)空間描述的基本步驟2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述連續(xù)時間線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述連續(xù)

9、時間線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 1. 系統(tǒng)的動力學(xué)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動力學(xué)結(jié)構(gòu) 動力學(xué)部件 輸出部件 1u2upu1x2xnx2y1yqy2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述2. 動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 動力學(xué)部件 輸出部件 1u2upu1x2xnx2y1yqy2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述3. 連續(xù)時間系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述連續(xù)時間系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 對于對于連續(xù)時間線性時不變系統(tǒng)連續(xù)時間線性時不變系統(tǒng)，狀態(tài)空間描述，狀態(tài)空間描述具有如下的一般形式：具有如下的一般形式： 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述對于對于連續(xù)時間時變系統(tǒng)連

10、續(xù)時間時變系統(tǒng)，狀態(tài)空間描述的一般形，狀態(tài)空間描述的一般形式為：式為： 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述4. 連續(xù)時間線性系統(tǒng)的方塊圖連續(xù)時間線性系統(tǒng)的方塊圖 )(tB)(tC)(tD)(tA+ + + + +yx xu第第2 2章章 狀態(tài)空間描述狀態(tài)空間描述 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函

11、組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函 數(shù)矩陣數(shù)矩陣 2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述通常將由輸入通常將由輸入- -輸出描述確定狀態(tài)空間描述的問輸出描述確定狀態(tài)空間描述的問題稱為題稱為實現(xiàn)問題。實現(xiàn)問題。 考慮一個連續(xù)時間考慮一個連續(xù)時間SISO線性定常系統(tǒng)線性定常系統(tǒng) 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述另一方面，線性定常數(shù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述具有另一方面，線性定常數(shù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述具有如下的形式如下的形式 ：實現(xiàn)問題歸結(jié)為：通過選取適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)變量，確實現(xiàn)問題歸結(jié)為

12、：通過選取適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)變量，確定定A、B、C、D。2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述結(jié)論結(jié)論2.1 由由SISO描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述證明：證明：(1)mn 的情況。的情況。 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間

13、描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述結(jié)論

14、結(jié)論2.2 由由SISO描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由

15、輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述由方塊圖描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述由方塊圖描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)

16、空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述123( )111353( )331131y ssu sssssss 3121s 13s13s+uyx1x2x32.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述3121s 13s13s+uyx1x2x32.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述由輸入由輸入- -輸出描述輸出描述 狀態(tài)空間描述狀態(tài)空間描述選取適當(dāng)選取適當(dāng)狀態(tài)變量狀態(tài)變量確定參數(shù)確定參數(shù)A B C DxAxBuyCxDu兩個結(jié)論兩個結(jié)論對角線法、方塊圖法對角線法、方塊圖

17、法結(jié)果不唯一結(jié)果不唯一第第2 2章章 狀態(tài)空間描述狀態(tài)空間描述 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函 數(shù)矩陣數(shù)矩陣 2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)特征多項式特征多項式定義定義2.4 特征矩陣特征矩陣 定義定

18、義2.5 特征多項式特征多項式 2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)凱萊凱萊-哈米爾頓定理的哈米爾頓定理的2點討論：點討論：1.1.對于對于nn的系統(tǒng)矩陣的系統(tǒng)矩陣A，有且僅有，有且僅有I，A，A2，An-1為線性無關(guān)。為線性無關(guān)。2.2.所有所有Ai ( (i= =n,n+1, ,) )都可以表示為都可以表示為I，A，A2，An-1的線性組合。的線性組

19、合。1110( )nnnssss2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)特征多項式特征多項式(s)的的計算方法計算方法萊弗勒萊弗勒(Leverrier)遞推算法遞推算法11100nnnAAA2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)1110( )nnnssss2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)特征值特征值特征值的代數(shù)重數(shù)和幾何重數(shù)特征值的代數(shù)重數(shù)和幾何重數(shù)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)特征向量和廣義特征向量特征向量和廣義特征向量定義定義2.7 特征向量特征向量2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)定

20、義定義2.8 廣義特征向量廣義特征向量2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)廣義特征向量的基本屬性廣義特征向量的基本屬性廣義特征向量鏈廣義特征向量鏈2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)確定廣義特征向量組的算法確定廣義特征向量組的算法2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特

21、征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)第第2 2章章 狀態(tài)空間描述狀態(tài)空間描述 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函 數(shù)矩陣數(shù)矩陣 2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.5 狀態(tài)方程的規(guī)

22、范型狀態(tài)方程的規(guī)范型對角線規(guī)范形對角線規(guī)范形 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型結(jié)論結(jié)論2.4 特征值互異情形規(guī)范形特征值互異情形規(guī)范形 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型對結(jié)論對結(jié)論2.4作如下討論：作如下討論： 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型約當(dāng)約當(dāng)( (Jordan) )規(guī)范形規(guī)范形 結(jié)論結(jié)論2.5 重特征值情形約當(dāng)規(guī)范形重特征值情形約當(dāng)規(guī)范形2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀

23、態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型關(guān)于約當(dāng)規(guī)范型的關(guān)于約當(dāng)規(guī)范型的2點說明點說明第第2 2章章 狀態(tài)空間描述狀態(tài)空間描述 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.5 狀

24、態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函 數(shù)矩陣數(shù)矩陣 2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣傳遞函數(shù)矩陣傳遞函數(shù)矩陣 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣1u2upu1y2yqy2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣傳遞函數(shù)矩陣與（傳遞函數(shù)矩陣與（A,

25、B,C,D）的基本關(guān)系）的基本關(guān)系 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣 G(s)的實用計算公式的實用計算公式 2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣第第2 2章章 狀態(tài)空間描述狀態(tài)空間描述 2.1 狀態(tài)和狀態(tài)空間狀態(tài)和狀態(tài)空間 2.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.3 由輸入由輸入- -輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述輸出描述導(dǎo)出狀態(tài)空間描述 2.5 狀態(tài)方程的規(guī)范型狀態(tài)方程的規(guī)范型

26、2.6 由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣由狀態(tài)空間描述導(dǎo)出傳遞函數(shù)矩陣 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函 數(shù)矩陣數(shù)矩陣 2.4 線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)線性時不變系統(tǒng)的特征結(jié)構(gòu)2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣1.1.由兩個或兩個以上的子系統(tǒng)按一定方式聯(lián)由兩個或兩個以上的子系統(tǒng)按一定方式聯(lián)接構(gòu)成的系統(tǒng)稱為組合系統(tǒng)。接構(gòu)成的系統(tǒng)稱為組合系統(tǒng)。2.2.組合的基本方式可以分為串聯(lián)、并聯(lián)和反組合的基本方式可以分為串聯(lián)、并聯(lián)和反饋三種類型。一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，常常饋三種類型。一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，常常是包含幾種聯(lián)接方式的一個組

27、合系統(tǒng)。是包含幾種聯(lián)接方式的一個組合系統(tǒng)。3.3.本節(jié)中，僅就上述三種基本組合方式，分本節(jié)中，僅就上述三種基本組合方式，分別討論相應(yīng)的組合系統(tǒng)狀態(tài)空間描述和傳別討論相應(yīng)的組合系統(tǒng)狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣。遞函數(shù)矩陣。 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣子系統(tǒng)并聯(lián)子系統(tǒng)并聯(lián) 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣結(jié)論結(jié)論2.8 并聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述并聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣12uu2u1x2y1x1y2y+2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)

28、空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣結(jié)論結(jié)論2.9 并聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述并聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣結(jié)論結(jié)論2.10 并聯(lián)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣并聯(lián)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣子系統(tǒng)串聯(lián)子系統(tǒng)串聯(lián) 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣結(jié)論結(jié)論2.11 串聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述串聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣2.7 組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和傳遞函數(shù)矩陣結(jié)論結(jié)論2.12 串聯(lián)系統(tǒng)的傳遞