1一、电路状态空间建模20 分#
思路
- 以电感电流和电容电压为状态变量对电路列写状态方程,再把电阻R2上的电压用状态变量表示,得到输出方程。题面含图未读图。
状态空间表达式的建立
状态空间分析
本卷考法
- 由电路图选定状态变量并列写状态方程与输出方程(第一题)
本卷实例
- 关键一步:按电感电流与电容电压确定状态变量个数
- 关键一步:对电感列回路方程、对电容列节点方程并消去非状态量
- 中间结果:状态向量由两个电感电流与一个电容电压组成
- 中间结果:输出方程是状态变量与输入的线性组合
- 卡点:电路拓扑与元件接法以图给出,需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
- 状态方程为一阶微分方程组,输出方程是状态与输入的代数关系
- 状态变量的个数等于系统阶数,选取不唯一
- 状态空间描述可同时刻画内部状态与外部输出
- 可处理多输入多输出系统
步骤
- 确定系统阶数并选取状态变量
- 列写各状态变量的一阶微分方程
- 写成矩阵形式 x'=Ax+Bu 与 y=Cx+Du
通用考法
- 本卷考过由电路图选定状态变量并列写状态方程与输出方程(第一题)
- 由物理系统列写状态空间表达式
- 判断状态变量选取是否合理
- 写出系统的 A、B、C、D 矩阵
常见易错
- 状态变量个数与系统阶数不匹配
- 输出方程中漏掉直接传递项 D
公式

