מודלים של מערכות מכניות חיוני להבנת ההתנהגות שלהם ועיצוב אסטרטגיות בקרה.גישה המרחבית מספקת דרך שיטתית לייצג את המערכות הללו בצורה מתמטית המתאימה לניתוח וסימולציה.

מבוא ל-State Space Modeling

מודלים של חלל המדינה כוללים תיאור של מערכת באמצעות קבוצה של משוואות שונות מסדר ראשון.משוואות אלה מתייחסות קלטות המערכת, פלטים, ובמדינות פנימיות, מתן מסגרת מקיפה לניתוח.

שיטות למודל מערכות מכניות

התהליך מתחיל בזיהוי מרכיבי המערכת הגופניים והאינטראקציות שלהם.אז, משוואות התנועה נגזרות באמצעות עקרונות כגון חוקי ניוטון או מכניקה Lagrangian.משוואות אלה מומרות לצורת חלל מדינה לניתוח קל יותר.

המונחים: Mass-Spring-Damper system

מערכת מכנית נפוצה היא המפיץ ההמוני.הדינמיקה שלה ניתן מודל עם משתנים המדינה הבאים:

  • מיקום המסה
  • « מחסור במסה

משוואות המדינה נגזרות מהחוק השני של ניוטון, וכתוצאה מכך קבוצה של משוואות שונות מסדר ראשון המתארות כיצד המערכת מגיבה לכוחות חיצוניים.