1. 分子为1的传递函数
例:
G(s)=1s3+a2s2+a1s+a0
首先写成输入输出关系:
(s3+a2s2+a1s+a0)Y(s)=U(s)
对应的微分方程:
...y(t)+a2¨y(t)+a1˙y(t)+a0y(t)=u(t)...y(t)=−a2¨y(t)−a1˙y(t)−a0y(t)+u(t)
令:
x1=y, x2=˙y, x3=¨y
得到状态空间模型:
˙x1=x2˙x2=x3˙x3=−a0x1−a1x2−a2x3+u⇒⎧⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪⎨⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪⎩⎡⎢⎣˙x1˙x2˙x3⎤⎥⎦=⎡⎢⎣010001−a0−a1−a2⎤⎥⎦⎡⎢⎣x1x2x3⎤⎥⎦+⎡⎢⎣001⎤⎥⎦uy=[100]⎡⎢⎣x1x2x3⎤⎥⎦
模拟图:

2. 分子不为1的传递函数
例:
G(s)=b2s2+b1s+b0s3+a2s2+a1s+a0=b(s)a(s)
可以看成:
Y(s)=b(s)a(s)U(s)=b(s)[1a(s)U(s)]=b(s)Y1(s)
对于
Y1(s)=1a(s)U(s)
可直接写出
G1(s)=1a(s)=1s3+a2s2+a1s+a0⇓⎧⎪
⎪
⎪⎨⎪
⎪
⎪⎩⎡⎢⎣˙x1˙x2˙x3⎤⎥⎦=⎡⎢⎣010001−a0−a1−a2⎤⎥⎦⎡⎢⎣x1x2x3⎤⎥⎦+⎡⎢⎣001⎤⎥⎦uy1=x1
对于
Y(s)=b(s)Y1(s)=b(s)X1(s)=b2s2X1(s)+b1sX1(s)+b0X1(s)
可得
y=b2¨x1+b1˙x1+b0x1y=b2x3+b1x2+b0x1
状态空间模型:
⎧⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪⎨⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪
⎪⎩⎡⎢⎣˙x1˙x2˙x3⎤⎥⎦=⎡⎢⎣010001−a0−a1−a2⎤⎥⎦⎡⎢⎣x1x2x3⎤⎥⎦+⎡⎢⎣001⎤⎥⎦uy=[b0b1b2]⎡⎢⎣x1x2x3⎤⎥⎦
模拟图:

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2020-09-30 网上扒小说的小程序