静态系统的输出取决于当前系统的瞬时输入,而动
态系统的输出取决于系统当前及过去的输入信息的 影响的叠加
如,电阻的电流直接等于当前的电压输入与电阻值
之比,而电容两端的电压是通过电容的当前及过去 的电流的积分值与电容值之比
• 在进行动态系统的分析和综合时,首先应建立该 系统的数学模型
在系统和控制科学领域内,数学模型是指能描述动态 系统的动态特性的数学表达式,
du C (t ) 1 i (t ) dt C
该方程描述了电路的状态变量 和输入量之间的关系,称为该 电路的状态方程,这是一个矩 阵微分方程。
i(t ) uC (t ) 0 1 u ( t ) C
如果将电容上的电压作为电路的输出量,则 该方程是联系输出量和状态变量关系的方程, 称为该电路的输出方程或观测方程。这是一 个矩阵代数方程。
1 f 1 ( x1 , x 2 , , x n , u1 , u 2 , , u r , t ) x x 2 f 2 ( x1 , x 2 , , x n , u1 , u 2 , , u r , t ) (t ) f ( x(t ), u (t ), t ) x x n f n ( x1 , x 2 , , x n , u1 , u 2 , , u r , t )
对前面引入的状态空间模型的意义,有如下讨论:
状态方程描述的是系统动态特性, 其决定系统状态变量的动态变化。 输出方程描述的是输出与系统内部的状态变量的关系。 系统矩阵A表示系统内部各状态变量之间的关联情况, 它主要决定系统的动态特性。 输入矩阵B又称为控制矩阵, 它表示输入对状态变量变化的影响。 输出矩阵C反映状态变量与输出间的作用关系。 直接传输矩阵D则表示了输入对输出的直接影响,许多系统 不存在这种直联关系,即矩阵D=0。