Основы теории линейных систем автоматического управления. Артамонов Д.В - 79 стр.

UptoLike

79
Для линейной системы уравнения её движения в пространстве состоя-
ний можно представить в следующем виде:
AX
X
=
dt
d
, (3.7)
где
=
nnnn
n
n
aaa
aaa
aaa
L
LLLL
K
K
21
22221
11211
A
.
Квадратная матрица размером
nn
×
Или в развернутой форме:
nnnnn
n
nn
nn
XaXaXa
d
t
dX
XaXaXa
dt
dX
XaXaXa
dt
dX
K
KKKKKKKKKKKKKK
K
K
++=
++=
++=
2211
2222121
2
1212111
1
(3.8)
Из математического анализа известно, что любое частное решение одно-
родной системы (3.8) вида:
Xe
i
t
i
=
λ
, (3.9)
будет обращаться в тождество, где
λ
i
произвольные числа.
Подставляем в (3.8) частное решение (3.9) и после очевидных преобразо-
ваний получим следующую систему линейных однородных алгебраических
уравнений из которых можно найти
λ
i
=++++
=+++
=+++
=
+
+
+
.0)(
;0)(
;0)(
;0)(
332211
33333232131
23232222121
13132121111
nnnnnnn
nn
nn
nn
xaxaxaxa
xaxaxaxa
xaxaxaxa
xaxaxaxa
λ
λ
λ
λ
K
LLLLL
K
K
K
(3.10)
                                            79

      Для линейной системы уравнения её движения в                      пространстве состоя-
ний можно представить в следующем виде:
                                                 dX
                                                    = AX ,                             (3.7)
                                                 dt

                            ⎛ a11      a12 K a1n ⎞
                            ⎜                       ⎟
                            ⎜a         a 22 K a 2 n ⎟
                        A = ⎜ 21
где
                               L       L L L ⎟.
                            ⎜⎜                      ⎟⎟
                             ⎝ a n1    a n 2 L a nn ⎠
      Квадратная матрица размером n × n
      Или в развернутой форме:
                                 dX 1
                                      = a11 X 1 + a12 X 2 + K a1n X n
                                  dt
                                 dX 2
                                      = a 21 X 1 + a 22 X 2+ K a 2 n X n
                                  dt                                                   (3.8)
                                 KKKKKKKKKKKKKK
                                 dX n
                                      = a n1 X 1 + a n 2 X 2 + K a nn X n
                                  dt
      Из математического анализа известно, что любое частное решение одно-
родной системы (3.8) вида:

                                                  X i = eλ i t ,                       (3.9)
будет обращаться в тождество, где λ i произвольные числа.
      Подставляем в (3.8) частное решение (3.9) и после очевидных преобразо-
ваний получим следующую систему               линейных         однородных алгебраических
уравнений из которых можно найти λ i

                  ⎧ (a11 − λ 1) x1 + a12 x 2 + a13 x3 + K a1n x n = 0;
                  ⎪ a x + (a − λ ) x + a x + K a x = 0;
                  ⎪⎪ 21 1            22      2    2    23 3        2n n

                   ⎨ a31 x1 + a 32 x 2 + (a 33 − λ 3 ) x3 + K a 3n x n = 0;           (3.10)
                   ⎪                        LLLLL
                   ⎪
                   ⎪⎩a n1 x1 + a n 2 x 2 + a n 3 x3 + K + (a nn − λ n ) x n = 0.