会員メニュー Member’s menu

  1. トップ
  2. 会員ページ
  3. 連載 制御工学
  4. 第76回 状態方程式の線形変換

連載 制御工学Control Engineering

第76回 状態方程式の線形変換

式(5.1a)の状態方程式の特性多項式を、

65-equation01

とする。特性多項式の係数 a1,a2,… ,an と可制御性行列 Ucを利用し、次のような
正方行列Tc(n×n)を定義する。

65-equation02

いま、この行列 Tcを利用して、状態変数x(t)を線形変換し、

65-equation03

とする。変数ベクトルz(t)に関する状態方程式は、

65-equation04

となる。このとき、変換された係数行列は、

65-equation05

となる。したがって、この状態方程式は式(2.32b)に対応し、可制御標準形の
状態方程式となる.。このブロック線図は図2.24(b)に示してある。
次に、可観測性行列を利用し、次のような正方行列を定義する。

25_img2

65-equation06

この行列を利用し、状態変数x(t)を線形変換し、

65-equation07

とする。この変数ベクトルに関する状態方程式は、

65-equation08

となる。このとき変換された係数行列は、

65-equation09

となる。したがって、この状態方程式は式(2.42b)に対応し可観測標準形の状態
方程式になる。このブロック線図は図2.24(a)に対応している。この線形変換は,
式(2.34f)に示した対角変換とともに現代制御理論ではよく利用されている。

categoly-line

65_question01

categoly-line

q5-1_a_title

可観測性行列Uoは、

5-1_answer01

となり、Uoのランクは2であり、可観測である。可制御性行列Ucは、

5-1_answer02

となりUcのランクは2であり、可制御である。特性多項式は、

5-1_answer03

となり特性多項式の係数は、 a1=3、a2=2となる。可観測標準形に変換するための
線形変換行列は、

5-1_answer04

となる.よって、

5-1_answer05

となり,

5-1_answer06

なる可観測標準形が求まる。可制御標準形に変換するための線形変換行列は、
次のようになる。

5-1_answer07

よって、

5-1_answer08

となり、

5-1_answer09

なる可制御標準形が求められる。

© KANSAI Automation Co., LTD. All Rights Reserved.