Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Метод пространства состояния. Представление двухмассовой системы в переменных состояния






    Наряду с представленной моделью в переменных «входы-выходы», в которой используются передаточные функции отдельных звеньев и построенные из них структурные схемы, в настоящее время для моделирования сложных систем используют метод «пространства состояний».

    В математическом описании метода присутствуют не только входные воздействия и выходные переменные, но и внутренние промежуточные переменные, число которых равно числу дифференциальных уравнений входящих в систему, которые и называются переменными состояния. Все эти переменные образуют структуру, представленную на рис.6, где:

    - входные переменные;

    - входные переменные;

    - переменные состояния.

    Рис.6 Структурная схема метода переменных состояния

     

    В общем виде решения задачи для любой системы в переменных состояния сводится к решению системы 2-х уравнений:

    Структурная схема данной системы представлена на рис.7.

    Рис.7 Структурная схема системы в переменных состояния

     

    В данной структурной схеме введены следующие обозначения.

    1. - вектор состояния системы.

    - число уравнений.

    - соответственно для каждого из уравнений переменная, выраженная в каждом из уравнений в качестве входных

    2. - вектор входных переменных

    - число входных переменных

    3. -вектор выходных переменных

    - число выходных переменных

    4. - матрица промежуточных переменных или параметрическая матрица, которая представляет собой матрицу коэффициентов при переменных состояния.

    Номер строки - номер уравнения. Номер столбца - номер переменной состояния.

    5. - входная матрица системы представляет собой матрицу коэффициентов перед входными переменными.

    Номер строки - номер уравнения. Номер столбца - номер переменной.

    6. - выходная матрица системы - параметрическая матрица.

    Номер строки - номер выходной переменной. Номер столбца - номер уравнения.

    7. - проходная матрица - матрица коэффициентов перед членами уравнений связи между входными и выходными величинами.

     

    Для 2-х массовой механической системы имеем следующее решение.

    , , , , .

    Уравнения (4) - (6) относительно производных:

    , , , , .

    , ,

     

    , ,

    ,

     

    В итоге:

    (10)

    Рис.8 Структурная схема двухмассовой механической системы в переменных состояния

     

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.