词条 | 阶 |
释义 | jie 阶(卷名:自动控制与系统工程) order 表征线性系统结构的一个主要参数,它的具体含义决定于描述系统的模型形式。对于能控、能观测的系统来说,各种模型形式的阶等于状态空间的维数。设多变量离散时间线性系统(见线性系统)有p个输入u1,u2,…,up和q个输出y1,y2,…,yq,它的系统模型有传递函数阵模型、状态空间模型、传递函数展开式和多项式矩阵模型四种主要形式。 ① 传递函数阵模型 式中 Y(z)和U(z)分别是y(t)和u(t)在零初始条件下的Z变换。q×p维矩阵G(z)是系统的传递函数阵,它的元素是z的有理函数。矩阵G(z)的所有元素的最小公分母的次数称为系统的阶。 ② 状态空间模型 式中x(k)是n维状态向量,u(k)是p维输入向量,y(p)是q维输出向量。这时,状态变量的个数,或者说状态空间的维数称为系统的阶。 ③ 传递函数展开式模型 若将传递函数阵G(z)展开成无穷级数 则系统完全由矩阵列Mi,i=1,2…所决定。{Mi,i=1,2,…} 称为马尔可夫参数。由马尔可夫参数构成无穷维矩阵H 称为汉克尔矩阵。矩阵H的秩称为系统的阶。 ④ 多项式矩阵模型 式中y(k)是q维输出向量, u(k)是p 维输入向量,P(z)和Q(z)分别是q×q维和q×p维的多项式矩阵,即它们的元素都是z的多项式。z是向前移位算子:。P(z)的阶次称为系统的阶。当p=q=1时,就得到单输入单输出系统的阶。对于连续时间线性系统也有类似的结果,这时只需把Z变换改为拉普拉斯变换,移位算子z改为微分算子D。如果系统是完全能控(见能控性),完全能观测(见能观测性)的,这时(A,B,C)是最小实现,P(z)与Q(z)互质。 在上述各种模型下给出的系统的阶的定义是一致的,它们都是状态空间的维数。 |
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