已知描述系统的微分方程为y(3)(t)+3y(2)(t)+5y(1)(t)+6y(t)=4f(t) 试建立该系统的状态方程。

大学 系统,方程,状态 已帮助 人

已知描述系统的微分方程为y(3)(t)+3y(2)(t)+5y(1)(t)+6y(t)=4f(t),试建立该系统的状态方程。

热搜:大楼通信综合布线系统D/T926

答案解析

难度★★☆ 搜索
  • 令u(t)=4f(t),将给定微分方程改写为
       y(3)(t)+3y(2)(t)+5y(1)(t)+6y(t)=u(t)
       由其算子方程可写为
       (p3+3p2+5p+6)y=u
       传输算子为
       latex.action?latex=SChwKT1cZnJhY3sxfXtwXnszfSszcF57Mn0rNXArNn0%3D
       由此得信号流图表示如图7.4所示。图中p-1为积分器,用来表示系统中记忆元件的特性。
       f7.1C290B.jpg
       选择信号流图中每个积分器的输出信号作为状态变量,即
       x1=y,x2=py,x3=p2y
       然后在各个积分器的输入端写出状态方程,得
       latex.action?latex=XGRvdHt4fV97MX09eF97Mn0%3D,latex.action?latex=XGRvdHt4fV97Mn09eF97M30%3D
       latex.action?latex=XGRvdHt4fV97M309LTZ4X3sxfS01eF97Mn0tM3hfezN9K3U%3D
       其输出方程为    y=x1
       即可得状态方程为
       latex.action?latex=XGxlZnRbXGJlZ2lue2FycmF5fXtjfVxkb3R7eH1fezF9XFxcZG90e3h9X3syfVxcXGRvdHt4fV97%0D%0AM31cZW5ke2FycmF5fVxyaWdodF09XGxlZnRbXGJlZ2lue2FycmF5fXtjY2N9MCAmMSAgJjAgXFww%0D%0AICYwICAmMSBcXC02ICYtNSAgJi0zXGVuZHthcnJheX1ccmlnaHRdXGxlZnRbXGJlZ2lue2FycmF5%0D%0AfXtjfXhfezF9XFx4X3syfVxceF97M31cZW5ke2FycmF5fVxyaWdodF0rXGxlZnRbXGJlZ2lue2Fy%0D%0AcmF5fXtjfTBcXDBcXDFcZW5ke2FycmF5fVxyaWdodF1bdV0%3D
       latex.action?latex=eT1bMeOAgDDjgIAwXVxsZWZ0W1xiZWdpbnthcnJheX17Y314X3sxfVxceF97Mn1cXHhfezN9XGVu%0D%0AZHthcnJheX1ccmlnaHRd
       即
       latex.action?latex=XGxlZnRbXGJlZ2lue2FycmF5fXtjfVxkb3R7eH1fezF9XFxcZG90e3h9X3syfVxcXGRvdHt4fV97%0D%0AM31cZW5ke2FycmF5fVxyaWdodF09XGxlZnRbXGJlZ2lue2FycmF5fXtjY2N9MCAmMSAgJjAgXFww%0D%0AICYwICAmMSBcXC02ICYtNSAgJi0zXGVuZHthcnJheX1ccmlnaHRdXGxlZnRbXGJlZ2lue2FycmF5%0D%0AfXtjfXhfezF9XFx4X3syfVxceF97M31cZW5ke2FycmF5fVxyaWdodF0rXGxlZnRbXGJlZ2lue2Fy%0D%0AcmF5fXtjfTBcXDBcXDRcZW5ke2FycmF5fVxyaWdodF1bZl0%3D
       latex.action?latex=eT1bMeOAgDDjgIAwXVxsZWZ0W1xiZWdpbnthcnJheX17Y314X3sxfVxceF97Mn1cXHhfezN9XGVu%0D%0AZHthcnJheX1ccmlnaHRd[知识点分析]本题主要考察由系统的微分方程建立系统状态方程的方法。
       [逻辑推理]依据系统微分方程建立状态方程的步骤如下:
       (1)由系统微分方程确定系统的传输算子H(p),并画出它的信号流图表示;
       (2)选信号流图中积分器的输出信号作为系统的状态变量;
       (3)在各积分器的输入端写出状态方程;
       (4)在信号流图的输出端(汇总)写出输出方程。