Идентификация объектов управления. Семенов А.Д - 23 стр.

UptoLike

Наибольший интерес представляет получение диагональной
канонической формы, так как все остальные формы легко получаются из нее
путем линейных преобразований. Для диагонализации матрицы
А
используется следующее выражение
ATTA
1
2
1
..00
........
0..0
0..0
=
=
n
д
λ
λ
λ
, (2.21)
где
n
λ
λ
λ
,....,
21
- собственные значения матрицы А, а ее нормированные
собственные векторы являются столбцами матрицы
Т. Условием нормирования
является равенство единице модуля собственных векторов.
Собственные векторы и собственные значения матрицы
А однозначно
определяют динамические свойства системы, задаваемые уравнением (2.10).
Пример 2.2. Рассмотрим приведение многомерного объекта, задаваемого
уравнением
2211
222222121
2
111212111
1
xcxcy
ubxaxa
dt
dx
ubxaxa
dt
dx
+=
++=
++=
(2.22)
к канонической диагональной форме.
Матрицы объекта равны
=
5,225,0
35,0
A ;
=
20
01
B ;
(
)
23
=
C .
Вычислим собственные значения матрицы
А из условия (2.16)
0
5,225,0
35,0
=
λ
λ
(2.23)
Раскрывая полученный определитель, получим характеристическое
уравнение объекта
023
2
=
+
+
λ
λ
. (2.24)
Корни этого уравнения или собственные значения матрицы
А равны
        Наибольший      интерес        представляет           получение     диагональной
канонической формы, так как все остальные формы легко получаются из нее
путем       линейных     преобразований.         Для      диагонализации    матрицы    А
используется следующее выражение
                                   ⎛ λ1     0    .. 0 ⎞
                                   ⎜                     ⎟
                                   ⎜0      λ2    .. 0 ⎟
                              Aд = ⎜                     ⎟ = T −1 AT ,             (2.21)
                                      ..    ..   .. ..
                                   ⎜⎜                    ⎟
                                    ⎝0      0    .. λ n ⎟⎠

где λ1 , λ 2 ,....λ n - собственные значения матрицы А, а ее нормированные
собственные векторы являются столбцами матрицы Т. Условием нормирования
является равенство единице модуля собственных векторов.
        Собственные векторы и собственные значения матрицы А однозначно
определяют динамические свойства системы, задаваемые уравнением (2.10).
        Пример 2.2. Рассмотрим приведение многомерного объекта, задаваемого
уравнением
                                     dx1
                                          = a11 x1 + a12 x 2 + b11u1
                                      dt
                                     dx 2
                                          = a 21 x1 + a 22 x 2 + b22 u 2           (2.22)
                                      dt
                                     y = c1 x1 + c 2 x 2
к канонической диагональной форме.
        Матрицы объекта равны
                        ⎛ − 0,5     3 ⎞           ⎛1 0⎞
                   A = ⎜⎜               ⎟⎟ ; B = ⎜⎜     ⎟⎟ ; C = (3 2 ) .
                        ⎝ − 0, 25 − 2,5  ⎠        ⎝ 0 2  ⎠
        Вычислим собственные значения матрицы А из условия (2.16)
                                     − 0,5 − λ        3
                                                            =0                     (2.23)
                                      − 0,25      − 2,5 − λ
        Раскрывая полученный определитель, получим характеристическое
уравнение объекта
                                    λ 2 + 3λ + 2 = 0 .                             (2.24)
        Корни этого уравнения или собственные значения матрицы А равны