状态空间描述的概念

1.1 状态空间描述的概念

系统一般可用常微分方程在时域内描述，对复杂系统要求解高阶微分方程，这是相当困难的。经典控制理论中采用拉氏变换法在复频域内描述系统，得到联系输入－输出关系的传递函数，基于传递函数设计单输入－单输出系统极为有效，可从传递函数的零点、极点分布得出系统定性特性，并已建立起一整套图解分析设计法，至今仍得到广泛成功地应用。但传递函数对系统是一种外部描述，它不能描述处于系统内部的运动变量；且忽略了初始条件。因此传递函数不能包含系统的所有信息。由于六十年代以来，控制工程向复杂化、高性能方向发展，所需利用的信息不局限于输入量、输出量、误差等，还需要利用系统内部的状态变化规律，加之利用数字计算机技术进行分析设计及实时控制，因而可能处理复杂的时变、非线性、多输入－多输出系统的问题，但传递函数法在这新领域的应用受到很大限制。于是需要用新的对系统内部进行描述的新方法－状态空间分析法

k1y1M1v1k22y2vM2fB1B2

要保证从信号抽样后的离散时间信号无失真地恢复原始时间连续信号，必须满足： （1）信号是频带受限的；

（2）采样率至少是信号最高频率的两倍

那么理想采样频谱中，

基带频谱以及各次谐波调制频谱彼此是不重迭的，用一个带宽为?s/2的理想低通滤波器，可以将各次谐波调制频谱滤除，保留不失真的基带频谱，从而不失真地还原出原来的连续信

号

1.PID的参数对系统性能的影响

（1）比例系数KP对系统性能的影响 增大比例系数KP一般将加快系统的响应， 在有静差的情况下有利于减小静差。但过大的比例系数会使系统有较大的超 调，并 产生振荡，使稳定性变坏。

（2）积分时间TI对系统性能的影响：增大积分时间TI有利于减小超调，减小 振荡，使系统更加稳定，但系统静差的消除将随之减慢。

（3）微分时间TD对系统性能的影响：增大微分时间TD，也有利于加快系统响 应 ，使超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱。

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