Việc mô hình hệ thống cơ học là thiết yếu để hiểu hành vi của họ và thiết kế chiến lược điều khiển. cách tiếp cận không gian trạng thái cung cấp một cách có hệ thống để đại diện cho các hệ thống này trong một dạng toán học phù hợp để phân tích và mô phỏng.

Giới thiệu về việc tạo mô hình không gian tiểu bang

Mô hình không gian nhà nước bao gồm mô tả một hệ thống bằng cách sử dụng một tập hợp các phương trình vi phân thứ nhất. Những phương trình này liên quan đến các dữ liệu nhập, kết xuất và trạng thái nội bộ của hệ thống, cung cấp một khuôn khổ toàn diện để phân tích.

Bước tới hệ cơ khí mẫu

Quá trình bắt đầu với việc xác định các thành phần vật lý của hệ thống và tương tác của chúng sau đó, các phương trình chuyển động được bắt nguồn từ những nguyên lý như luật Newton hoặc cơ học Lagrangian. những phương trình này được chuyển đổi thành dạng không gian để phân tích dễ dàng hơn.

Ví dụ: Hệ thống phun nước

Một hệ thống cơ khí chung là lò xo đại trà, động lực của nó có thể được mô phỏng với các biến số trạng thái sau:

  • Vị trí khối lượng
  • Tốc độ của khối lượng

Các phương trình bang được lấy từ định luật thứ hai của Newton, kết quả là một tập hợp các phương trình vi phân đầu tiên mô tả cách hệ thống phản ứng với các lực bên ngoài.