1.一种基于牛顿插值的状态转移矩阵求取方法,其特征在于,其包括以下步骤:At
步骤1:求解线性定常系统的系统矩阵A的状态转移矩阵φ(t)=e ,具体包括:
1.1)求解线性定常系统的系统矩阵A的特征值λ,记为:{λ1,λ2,λ3,……,λn};
λt
1.2)根据特征值λ列举e ,记为λt
1.3)根据e 计算各阶差商;其中,
0阶差商为:
1阶差商为:
2阶差商为:
……;
n‑1阶差商为:
当第i阶差商具有相同值时,对其进行求导得到下一阶的差商,0≤i≤n‑2;
At
1.4)列写系统矩阵A的状态转移矩阵φ(t)=e ,步骤2:所述步骤1中线性定常系统为电枢控制的直流电机系统,其具体求解步骤为:
2.1)加于电枢控制的直流电机系统电枢端的电压e为输入变量,转子转速ω为输出变量,电路部分的方程为式(1),即:其中,Ceω表示由转子转速ω所引起的反电势项,其中Ce为常数,L表示电枢电感;
机械部分的方程为式(2),即:其中,CMi表示由电枢电流i引起的电磁力矩项,其中CM为常数,J表示转子转动惯量,f表示力矩;
2.2)将步骤1中的式(1)和式(2)分别规范化改写,可得状态变量方程:输出变量方程则由输出变量的设定可直接导出:ω=ω;
进而,通过引入参数矩阵表示为:C=[0 1],D=0;
该电枢控制的直流电机系统的状态方程表示为:输出方程表示为:
2.3)由|λI‑A|=0求解特征值{λ1,λ2,λ3,……,λn};
λt λt
2.4)根据步骤1中1.2)和1.3),利用特征值{λ1,λ2,λ3,……,λn}列举e ,根据e 计算各阶差商;
At
2.5)根据步骤1中1.4),列写系统矩阵A的状态转移矩阵φ(t)=e ,最终确定系统状态转移矩阵为:
2.6)由此可得到电枢电流i和转子转速ω的状态变量组为: