线性系统作业

发布 2023-05-16 15:14:28 阅读 7818

1.用例子和**解释下图。

解:设系统a的三个特征向量分别为,且,若系统能控,则不属于a的任一不变子空间。

若属于a的某个不变子空间v(k维),v中一定存在一组基底,是a的特征向量,是对应的特征根,则。

所以。由上式可以看出,如果系统的初始状态落在张成的子空间中,那么系统通过设计控制器可以使状态变量发生变化,且也落在张成的子空间中,因此被称为系统的能控子空间。

例如对于系统,系统的3个特征根分别为,其对应的特征向量分别为,,。

1) 当时。

对于单输入系统有,令系统初始状态落在能控子空间中,即,则系统状态响应为,则**结果如图1所示:

图 1由图1可以看出,系统状态响应中只有有值,而和都为零,也就是说系统的状态响应也落在张成的子空间中。

2) 当时。

对于单输入系统有,令系统初始状态落在能控子空间中,即,则系统状态响应为,则**结果如图2所示:

图 2由图2可以看出系统状态响应中只有和有值,而为零,也就是说系统的状态响应也落在张成的子空间中。

3) 当时。

对于单输入系统有,令系统初始状态落在能控子空间中,即,则系统状态响应为,则**结果如图3所示:

图 3由图3可以看出系统状态响应中只有和有值,而为零,也就是说系统的状态响应也落在张成的子空间中。

上面的例子说明了如果系统完全能控,那么不属于a的任一不变子空间。

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