рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Математика
/
Уравнение вход-выход-состояние

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Уравнение вход-выход-состояние

Уравнение вход-выход-состояние - раздел Математика, Математические основы теории систем Уравнение Вход-Выход-Состояние. Пусть А- Ориентированный Абстрактный Объект, ...

Уравнение вход-выход-состояние. Пусть А- ориентированный абстрактный объект, U,у - вход и выход на интервале наблюдения t0,t - переменная в пространстве R U , R y - пространство входа и выхода. 2 y t A б U t0,t ? t t0 где A- функция б и U t0,t U и у принадлежат R U , R у Уравнение 2 является уравнением вход-выход состояния. Символьная форма записи вход - выход - состояние. 2 у t0,t A б,U , где черта над A служит для того, чтобы отличить у t и у t0,t Следовательно пара U t0,t, у t0,t удовлетворяет уравнению вход - выход - состояние 2 , если U t0,t и у t0,t составляют пару вход-выход по отношению к некоторому б в В соответствии с уравнением 2 можем записать R y A б, U б , U? R U Условия взаимной совместимости Каждая пара вход-выход для удовлетворяет уравнению вход - выход-состояние 2 Более детально 1 если U t0,t, у t0,t, или проще U,у является любой парой функции времени при U?R U , у?R y, удовлетворяющих уравнению А U,y 0, то U,y удовлетворяет также и 2 в том смысле, что существует б0 в ? такое, что 3 у A б0,U t0,t, и 2 любая функция времени U,y, удовлетворяющая уравнению 2 для некоторого б, принадлежащего ? на интервале наблюдения t0,t, является парой вход-выход для A. Первое условие собственной совместимости Для того, чтобы множество ? могло называться пространством состояний A , оно должно иметь следующее свойство если дана любая точка б в ? которую мы назовем состоянием A в момент t0 и любой вход U t0,t в пространстве входов A, то выход в момент t однозначно определяется значением б и U t0,t, и не зависит от значений U и y в момент времени, предшествующий t0, т.е. для всех t0 реакция y t в любой момент времени t t0, однозначно определяется заданием б и U t0,t. Это свойство является ключевым в понятии состояния.

Второе условие собственной совместимости.

Если уравнения вход - выход-состояние удовлетворяется при подстановке пары U t0,t, у t0,t, тогда оно удовлетворяется при подстановке всех пар вида U t, t1 , у t, t1 , где t0 t?t1, а U t, t1 и у t, t1 являются сегментами U t0,t, и у t0,t соответственно.

Это должно выполняться для всех б и ? и всех пар вход-выход, относящихся к б. Пусть UU ,yy - пара вход-выход, удовлетворяющая уравнению вход - выход-состояние 2 при б б0. Тогда можно записать yy A б0,UU , где U ,y вход и выход на интервале t, t0 Утверждение, что U ,y удовлетворяет уравнению вход - выход-состояние 2 , будет эквивалентно утверждению, что существует не пустое множество Q значений б в при которых выражение y A б U удовлетворяется для всех б в Q. Тогда в качестве состояния объекта A в момент t может быть принято любое состояние б в Qt б0,U при б0-состояние в момент t0 или, что тоже самое, начальном состоянии A. Состояние A в момент времени t будет обозначаться S t. Когда будет необходимо показать, что S t0 является начальным состоянием объекта A, уравнение вход - выход-состояние будет записываться в виде 4 y t A S t0 U t0,t S t0 и, в более общем случае S t изменяются в пространстве состояний т.е. для каждого фиксированного значения t, R S t Если выполнены условия совместимости, то можно утверждать, что состояние S t однозначно определяется состоянием S t0 и входом U t0,t и что функциональная зависимость S t от S t0 и U t0,t может быть получена из уравнения вход - выход-состояние y t A S t0 U t0,t, где б0 S t0 4 Выражение S t как функция S t0 и U t0,t называется уравнением состояния объекта. 5 S t S S t0 U t0,t, где S- функция со значением в Уравнение 5 производное от уравнения вход - выход-состояние 4 . Природа пространства состояний ? объекта является одной наиболее важных его характеристик.

Если ? есть континуум, то будем говорить, что А есть объект с непрерывным пространством состояний.

Если ? есть счетное множество, A будет называться объектом с дискретным пространством состояний. Если ? есть конечное множество, то А есть объект с конечным пространством состояний.

Вероятностные или стохастические объекты- объекты в которых для каждого t y t является случайной переменной.

Для таких объектов уравнения вход-выход- состояние 4 , заменяется уравнением вход-выход- распределение состояний, которое определяет вероятностную меру в пространстве y t0,t как функцию начального состояния S t0 и входа U t0,t. Графическое представление систем. U1 у1 U1 S у1 Uк ук Uк ук Представление объекта в виде блок-диаграмм 1.4

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Математические основы теории систем

Кибернетика возникла на базе техники и прежде всего техники регулирования, связи и машинной вычислительной техники, причем здесь нашли применение… Новым и можно сказать революционным моментом явилось то, что эти способы и… Теория автоматизации при предварительном определении понятия можно назвать кибернетикой. В автоматизированных…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Уравнение вход-выход-состояние

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Матричный формализм в теории систем
Матричный формализм в теории систем. ЛИНЕИНЫЕ ОПЕРАТОРЫ. Рассмотрим линейное n - мерное пространство Un. Пусть задано правило, которое ставит в соответствии произвольному вектору X пространства Un

Действия над векторами
Действия над векторами. Упорядоченные последовательности из n - чисел х 1 , ,х n, могут быть записаны в виде вектор - столбца или вектор - строки x 1 n n 9 х x i x 1 , ,x n x i x n 1 1 Эти числа, с

Понятие матриц
Понятие матриц. Матрицей А размером m n называют таблицу, содержащую m-строк и n-столбцов, элементами которой являются вещественные или комплексные числа a11 a1n A aij am1 amn Если m n, то матрицу

Операции над матрицами
Операции над матрицами. УМНОЖЕНИЕ МАТРИЦЫ НА ЧИСЛО. Пусть А матрица линейного преобразования Ах, б- число. 6 бА б аij При умножении матрицы А на число б все ее члены умножаются на это число.

Обратная матрица
Обратная матрица. Матрицей, обратной по отношению к квадратной матрице А размером n n, назовем такую матрицу А-1 того же размера, для которой справедливо соотношение 15 А А-1 А-1 А Е Пусть у Ах - л

Объекты управления с непрерывным временем
Объекты управления с непрерывным временем. Дифференциальные уравнения состояния 1 Њ t A t S t B t U t 2 у t C t S t D0 t U t D1 t U 1 t Dк t U к t Коэффициенты этих уравнений являются матрицами.

Передаточные функции и их свойства
Передаточные функции и их свойства. Пусть система A линейна и стационарна и пусть h является ее импульсной реакцией. Предположим, что существует преобразование Лапласа для h. Тогда это преоб

Объекты управления с дискретным временем
Объекты управления с дискретным временем. В случае, когда одна или более переменных могут наблюдаться только периодически, причем период наблюдения достаточно мал, так то все переменные можно восст

Разностные уравнения
Разностные уравнения. Всякое соотношение, связывающую решетчатую функцию x n и ее разности до некоторого порядка K 11 Ф n, x n , Д x n Дkx n 0, называется разностным уравнением. Соотношение 11 можн

Структурные свойства объектов управления
Структурные свойства объектов управления. Введение Реакция любой линейной системы содержит две составляющие реакцию при нулевом входе и реакцию при нулевом состоянии, причем последняя характеризует

Характеристики управляемости
Характеристики управляемости. Тh Система Y , описываемая уравнением 1 , управляема тогда и только тогда, когда на вектор столбцы В,АВ, ,B n-1 матрицы Q? В,АВ, ,А n-1 В натянуто пространство состоян

Импульсная и весовая функции
Импульсная и весовая функции. Аналогично скачкообразной функции и реакции на единичное воздействие импульсная функция и соответствующая реакция на импульсное воздействие могут служить для характери

Модели случайных сигналов
Модели случайных сигналов. Величина, которая в каждом определенном случае в зависимости от результатов опыта может принимать то или иное числовое значение, называется случайной величиной. Ко

Числовые характеристики моменты случайных величин
Числовые характеристики моменты случайных величин. Полными характеристиками случайных величин являются их функции распределения или плотности распределения вероятностей. Однако многие задачи

Моменты многомерных случайных величин
Моменты многомерных случайных величин. Как и для одномерных, случайных величин, для случайных векторов вводят понятие начального и центрального моментов. Рассмотрим случайный n-мерный вектор

Элементы теории случайных функций
Элементы теории случайных функций. При изучении ряда явлений природы приходится наблюдать процессы, характеризуемые функциями, которые в зависимости от исхода опыта принимают различный вид. Указать

Линейные операции над случайными функциями
Линейные операции над случайными функциями. Выясним, как образуются математические ожидания и корреляционные функции случайных функций при осуществлении над ними линейных операций 1. Сложение случа

Оптимизация в теории систем
Оптимизация в теории систем. Задачу управления в дальнейшем будем рассматривать как математическую. Однако в отличии от многих других математических задач она имеет ту особенность, что допус

Постановка задачи оптимального управления
Постановка задачи оптимального управления. Задачу оптимального управления можно считать сформулированной математически, если сформулирована цель управления, определены ограничения первого вида, пре

Классификация задач оптимального управления
Классификация задач оптимального управления. Одношаговые задачи принятия решения. В одношаговых задачах определяется непосредственно значение переменной состояния системы х, которое обеспечивает на

Классическая задача оптимизации
Классическая задача оптимизации. Эта задача состоит в нахождении минимума целевой функции q х, где х х 1 х т - точка в пространстве R т при наличии ограничений типа равенств 16 fi x 0, i 1,m, m n Е

Выпуклые и вогнутые функции
Выпуклые и вогнутые функции. Большинство известных методов решения задачи оптимизации сводится к исследованию характера функции q х в окрестности рассматриваемого значения x, т.е. к выяснению того,

Метод штафных функций
Метод штафных функций. Задача минимизации целевой функции q х с ограничениями 20 может, быть сведена к задаче на безусловный экстремум видоизменением целевой функции путем добавления к ней функции

Квадратичное программирование
Квадратичное программирование. КП . Задачей КП называют задачи НЛП, в которой минимизируется сумма линейной и квадратичной форм при ограничениях типа линейных неравенств и не отрицательности переме

Градиентный метод
Градиентный метод. Этот метод представляет собой последовательность шагов, каждый из которых содержит две операции 1 определение направления антиградиента функции q х 2 перемещение в выбранном напр

Алгоритм Ньютона
Алгоритм Ньютона. В тех случаях, когда поверхность отклика достаточно хорошо описывается уравнением второго порядка, резкое уменьшение числа шагов можно получить, если воспользоваться алгоритмом Нь

Симплекс метод
Симплекс метод. Идея метода. Этот метод - это последовательный перебор угловых точек, при которых значение целевой функции убывает от одной угловой точки к другой. Рассмотрим задачи к