1RLC电路传函与能控标准型#
思路
- 复阻抗法求传函,再由传函写能控标准型实现
由电路或机械系统求传递函数
传递函数
本卷考法
- 由RLC电路求输出电压对输入电压的传递函数
本卷实例
- 关键一步:用复阻抗表示电容与电感后列分压方程
- 中间结果:消去中间变量得到有理分式
- 卡点:电路连接方式以图给出,需回原卷核对图
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
- 电路用复阻抗法:电阻 R、电感 Ls、电容 1/(Cs)
- 机械平移系统三种元件:质量 m、阻尼 f、弹簧 k
- 先列物理定律方程,再消去中间变量
- 列方程的依据:KCL/KVL 或牛顿第二定律
步骤
- 画出复阻抗等效电路或受力分析图
- 按 KVL/KCL 或牛顿第二定律列出微分方程组
- 消去中间变量,得到只含输入输出的方程
- 取拉氏变换并整理成 C(s)/R(s)
通用考法
- 本卷考过由RLC电路求输出电压对输入电压的传递函数
- 给定 RLC 网络求 U_o(s)/U_i(s)
- 弹簧-质量-阻尼系统求位移对力的传递函数
- 含运算放大器的有源网络求传递函数
常见易错
- 复阻抗法把电容阻抗误写成 Cs
- 机械系统阻尼力与弹簧力的正负方向取反
- 运放电路忘记使用虚短与虚断条件
公式
由传递函数写状态空间表达式
状态空间分析
本卷考法
- 由传递函数写出状态能控标准型实现
本卷实例
- 关键一步:化为首一真分式后读取各阶系数
- 中间结果:按友矩阵形式填充系统矩阵与输入向量
- 卡点:友矩阵中系数符号写反
考点详解(要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错)
要点
- 同一传递函数可对应无穷多个状态空间实现
- 常用能控标准型、能观标准型与对角标准型
- 能控标准型的 A 阵为友矩阵形式
- 最小实现要求系统既能控又能观
步骤
- 把传递函数化为真分式,分离直接项 D
- 按标准型规则写出 A、B、C、D
- 必要时用线性变换换成其他标准型
通用考法
- 本卷考过由传递函数写出状态能控标准型实现
- 由传递函数写出能控标准型
- 由传递函数写出能观标准型
- 判断给定的实现是否为最小实现
常见易错
- 真分式化分时直接项 D 处理错误
- 友矩阵中系数符号写反
公式

