傳 つて 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん (transfer function matrix)或 ある 傳 つて 遞矩陣 じん (transfer matrix)是 これ 控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう 以及許多 きょた 工程 こうてい 領域 りょういき 的 てき 名詞 めいし ,是 ぜ 將 しょう SISO系統 けいとう 中 なか 的 てき 传递函数 かんすう 擴展到 いた MIMO 系統 けいとう [1] 。矩 のり 阵表示 ひょうじ 系統 けいとう 輸出 ゆしゅつ 跟輸入 ゆにゅう 之 の 間 あいだ 的 てき 關係 かんけい 。在 ざい 線 せん 性 せい 非時 ひじ 變 へん 系統 けいとう 中 ちゅう 是 ぜ 格外 かくがい 有用 ゆうよう 的 てき 工具 こうぐ ,因 いん 為 ため 其傳遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 可 か 以用S平面 へいめん 來 らい 表示 ひょうじ 。
在 ざい 一 いち 些只由 ゆかり 被 ひ 動 どう 元 もと 件 けん 組成 そせい 的 てき 系統 けいとう 中 ちゅう ,可 か 以清楚 すわえ 的 てき 區分 くぶん 哪些變數 へんすう 是 ぜ 輸入 ゆにゅう ,哪些是 ぜ 輸出 ゆしゅつ 。在 ざい 電子 でんし 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 作法 さほう ,將 はた 所有 しょゆう 電壓 でんあつ 變數 へんすう 組 ぐみ 合成 ごうせい 一 いち 組 くみ ,視 し 為 ため 是 ぜ 傳 でん 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 的 てき 輸出 ゆしゅつ ,再 さい 將 しょう 電流 でんりゅう 變數 へんすう 組 ぐみ 合成 ごうせい 另外一 いち 組 くみ 起 おこり 來 らい ,視 し 為 ため 是 ぜ 輸入 ゆにゅう 。這樣形成 けいせい 的 てき 傳 つて 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 中 ちゅう ,每 まい 個 こ 元素 げんそ 都 と 是 ぜ 阻抗 。這種阻抗(及阻抗 こう 矩 のり 陣 じん )的 てき 概念 がいねん 也用到 いた 其他能 のう 量的 りょうてき 學科 がっか 中 ちゅう ,特別 とくべつ 是 ぜ 力學 りきがく 及聲學 がく 。
許多 きょた 控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう 包括 ほうかつ 不同 ふどう 的 てき 能 のう 量 りょう 形式 けいしき ,其傳遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 也會有 ゆう 不同 ふどう 的 てき 單位 たんい ,一方面需要描述其中在各能量形式之間轉換的换能器 き ,另一方面也要描述整體的系統。若 わか 系統 けいとう 中有 ちゅうう 適當 てきとう 能 のう 量 りょう 流動的 りゅうどうてき 模型 もけい ,需要 じゅよう 選擇 せんたく 對應 たいおう 的 てき 變數 へんすう ,以方便 びん 模型 もけい 的 てき 建立 こんりゅう 。
一般 いっぱん [ 编辑 ]
有 ゆう m 個 こ 輸出 ゆしゅつ 及n 個 こ 輸入 ゆにゅう 的 てき MIMO系統 けいとう ,可 か 以用m × n 矩 のり 陣 じん 來 らい 表示 ひょうじ ,其中的 てき 每 ごと 一個元素都是由一個輸入轉換到一個輸出的傳遞函數。例 れい 如針對 たい 三 さん 個 こ 輸入 ゆにゅう ,二 に 個 こ 輸出 ゆしゅつ 的 てき 系統 けいとう ,可 か 以寫成 なり
[
y
1
y
2
]
=
[
g
11
g
12
g
13
g
21
g
22
g
23
]
[
u
1
u
2
u
3
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}y_{1}\\y_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}g_{11}&g_{12}&g_{13}\\g_{21}&g_{22}&g_{23}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}u_{1}\\u_{2}\\u_{3}\end{bmatrix}}}
其中un 是 ぜ 輸入 ゆにゅう ,ym 是 ぜ 輸出 ゆしゅつ ,而gmn 是 ぜ 傳 でん 遞函數 すう 。若 わか 寫 うつし 成 なり 矩 のり 陣 じん 運算 うんざん 的 てき 形式 けいしき ,可 か 以寫成 なり
Y
=
G
U
{\displaystyle \mathbf {Y} =\mathbf {G} \mathbf {U} }
其中Y 是 ぜ 輸出 ゆしゅつ 的 てき 向 むこう 量 りょう ,G 是 ぜ 傳 でん 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん ,而U 是 ぜ 輸入 ゆにゅう 向 こう 量 りょう 。
在 ざい 許多 きょた 應用 おうよう 中 ちゅう ,要 よう 分析 ぶんせき 的 てき 系統 けいとう 是 ぜ 线性时不变 (LTI)系統 けいとう 。此時,可 か 以將傳 でん 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 以拉 ひしげ 普 ひろし 拉 ひしげ 斯变换 ( 連續 れんぞく 時間 じかん 系統 けいとう 的 てき 例 れい 子 こ )或 ある Z轉換 てんかん (離散 りさん 時間 じかん 系統 けいとう 的 てき 例 れい 子 こ )來 らい 表示 ひょうじ 。因 よし 此可以寫成 なり
Y
(
s
)
=
G
(
s
)
U
(
s
)
{\displaystyle \mathbf {Y} (s)=\mathbf {G} (s)\mathbf {U} (s)}
其中變數 へんすう 及矩陣 じん 都 と 以s 來 らい 表示 ひょうじ ,s 是 ぜ 由 よし 於拉氏 し 轉換 てんかん 所產 しょさん 生 せい ,S平面 へいめん 的 てき 複 ふく 變 へん 頻 しき 率 りつ 。此條目 め 中 ちゅう 的 てき 例 れい 子 こ 都 と 假設 かせつ 是 ぜ 此情形 がた 。在 ざい 離散 りさん 時間 じかん 系統 けいとう 下 か ,s 會 かい 被 ひ Z轉換 てんかん 的 てき z 所 ところ 代替 だいたい ,但 ただし 在 ざい 分析 ぶんせき 時 じ 沒 ぼつ 有 ゆう 影響 えいきょう 。若 わか 矩 のり 陣 じん 是 ぜ 真 しん 分 ぶん 有理 ゆうり 矩 のり 陣 じん (proper rational matrix),也就是 ぜ 每 ごと 一 いち 個 こ 元素 げんそ 都 と 是 ぜ 真 しん 分 ぶん 傳 でん 遞函數 すう 時 とき ,格外 かくがい 有用 ゆうよう ,可 か 以應用 おうよう 状 じょう 态空间的 てき 概念 がいねん [2] 。
在 ざい 系統 けいとう 工程 こうてい 中 ちゅう ,系統 けいとう 傳 でん 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん G (s )會 かい 分 ぶん 為 ため 二 に 部 ぶ 份:H (s )是 ぜ 待 まて 測 はか 的 てき 系統 けいとう ,C (s )是 ぜ 控 ひかえ 制 せい 器 き 。C (s )的 てき 輸入 ゆにゅう 是 ぜ G (s )的 てき 輸入 ゆにゅう ,C (s )的 てき 輸出 ゆしゅつ 是 ぜ H (s )的 てき 輸入 ゆにゅう ,H (s )的 てき 輸出 ゆしゅつ 是 ぜ G (s )的 てき 輸出 ゆしゅつ [3]
電子 でんし 系統 けいとう [ 编辑 ]
電子 でんし 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 輸入 ゆにゅう 變數 へんすう 及輸出 ゆしゅつ 變數 へんすう 往往 おうおう 不 ふ 容易 ようい 區分 くぶん ,可能 かのう 會 かい 因 いん 環境 かんきょう 及觀點 てん 而不同 ふどう 。在 ざい 這種情 じょう 形 がた 下 か ,表 ひょう 達 たち 能 のう 量 りょう 流 りゅう 進 しん 或 ある 流出 りゅうしゅつ 系統 けいとう 位置 いち 的 てき 埠 可能 かのう 會 かい 比 ひ 輸入 ゆにゅう 或 ある 是 ぜ 輸出 ゆしゅつ 更 さら 理想 りそう 。常 つね 常會 じょうかい 針 はり 對 たい 一 いち 個 こ 埠(p )定義 ていぎ 二 に 個 こ 變數 へんすう :埠的電壓 でんあつ (Vp )及流進 すすむ 的 てき 电流 。例 れい 如,雙 そう 埠網路 ろ 可 か 以定義 ていぎ 如下:
[
V
1
V
2
]
=
[
z
11
z
12
z
21
z
22
]
[
I
1
I
2
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}V_{1}\\V_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}z_{11}&z_{12}\\z_{21}&z_{22}\\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}I_{1}\\I_{2}\end{bmatrix}}}
其中zmn 是 これ 阻抗參 さん 數 すう ,或 ある 是 ぜ z 參 さん 數 すう 。如此名稱 めいしょう 的 てき 原因 げんいん 是 ぜ 因 いん 為 ため 其中每 ごと 一 いち 個 こ 元素 げんそ 的 てき 單位 たんい 都 と 是 ぜ 阻抗 ,而且表示 ひょうじ 一個埠的電壓及另一埠電流之間的關係。z 參 まいり 數 すう 不 ふ 是 ぜ 表 ひょう 達 たち 雙 そう 埠網路 ろ 唯一 ゆいいつ 的 てき 方式 ほうしき 。有 ゆう 六 ろく 種 しゅ 基本 きほん 的 てき 矩 のり 陣 じん 表示 ひょうじ 式 しき ,每 まい 一種都有適用的特定網路拓樸[4] 。不 ふ 過 か 若 わか 是 ぜ 超過 ちょうか 二埠的多埠網路,只 ただ 有 ゆう 二種矩陣表示式可以適合,分別 ふんべつ 是 ぜ 前面 ぜんめん 提 ひっさげ 到 いた 的 てき z 參 さん 數 すう ,以及其倒數 すう 導 しるべ 納 おさめ 參 さん 數 すう 或 ある y 參 さん 數 すう [5]
分 ぶん 壓 あつ 器 き 電路 でんろ
為 ため 了 りょう 說明 せつめい 埠電壓 あつ 和 わ 電流 でんりゅう 。以及輸入 ゆにゅう 及輸出 ゆしゅつ 之 の 間 あいだ 的 てき 關係 かんけい ,考慮 こうりょ 以下 いか 簡單 かんたん 的 てき 分 ぶん 壓 あつ 電路 でんろ 。若 わか 只 ただ 要用 ようよう 輸入 ゆにゅう 電壓 でんあつ (V 1 來 らい 表示 ひょうじ 輸出 ゆしゅつ 電壓 でんあつ V 2 ,可 か 以寫成 なり 下 か 式 しき
[
V
2
]
=
[
R
2
R
1
+
R
2
]
[
V
1
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}V_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}{\dfrac {R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}V_{1}\end{bmatrix}}}
可 か 以視為 ため 是 ぜ 1×1傳 つて 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 的 てき 特例 とくれい 。若 わか 埠2沒 ぼつ 有 ゆう 電流 でんりゅう 流出 りゅうしゅつ ,此表示 ひょうじ 式 しき 可 か 以正確 かく 預 あずか 測 はか 埠2的 てき 電壓 でんあつ ,但 ただし 若 わか 負 まけ 載 の 電流 でんりゅう 增加 ぞうか ,預 あずか 測 はか 的 てき 電壓 でんあつ 就會越來 ごえく 越 えつ 不 ふ 準 じゅん 。若 わか 希望 きぼう 反 はん 過 か 來 らい 使用 しよう 這個電路 でんろ ,用 よう 電壓 でんあつ 驅動 くどう 埠2,計算 けいさん 埠1的 てき 電壓 でんあつ ,就算埠1完全 かんぜん 沒 ぼつ 有 ゆう 負 まけ 載 の 電流 でんりゅう ,結果 けっか 也不正確 せいかく 。其預測 はか 的 てき 結果 けっか 會 かい 是 ぜ 埠1的 てき 輸出 ゆしゅつ 電壓 でんあつ 比 ひ 埠2的 てき 輸入 ゆにゅう 電壓 でんあつ 要 よう 大 だい ,在 ざい 這種純 じゅん 電 でん 阻電路 ろ 下 か 是 ぜ 不可能 ふかのう 的 てき 。為 ため 了 りょう 要 よう 正確 せいかく 的 てき 預 あずか 測 はか 電路 でんろ 的 てき 行為 こうい ,也需要 よう 考慮 こうりょ 從 したがえ 埠流過 か 的 てき 電流 でんりゅう ,這也就是傳 でん 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 的 てき 目的 もくてき [6] ,其阻抗 こう 矩 のり 陣 じん 為 ため
[
V
1
V
2
]
=
[
R
1
+
R
2
R
2
R
2
R
2
]
[
I
1
I
2
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}V_{1}\\V_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}R_{1}+R_{2}&R_{2}\\R_{2}&R_{2}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}I_{1}\\I_{2}\end{bmatrix}}}
可 か 以在各 かく 輸入 ゆにゅう 及輸出 ゆしゅつ 條件下 じょうけんか ,完全 かんぜん 描述其行為 こうい [7] 。
在 ざい 微 ほろ 波 なみ 頻 しき 率 りつ 下 か ,很難使用 しよう 用 よう 電流 でんりゅう 及電壓 あつ 組成 そせい 的 てき 傳 つて 遞矩陣 じん 。電壓 でんあつ 很難直接 ちょくせつ 量 りょう 測 はか ,電流 でんりゅう 也不可能 ふかのう 。而量測 はか 技術 ぎじゅつ 中 ちゅう 需要 じゅよう 的 てき 開 ひらき 路 ろ 及短路 ろ 也無法 ほう 實現 じつげん 。若 わか 是 ぜ 用 よう 波 なみ 导管實現 じつげん ,電路 でんろ 的 てき 電壓 でんあつ 及電流 りゅう 是 ぜ 沒 ぼつ 有意義 ゆういぎ 的 てき 。因 よし 此傳遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 會 かい 用 よう 其他的 てき 變數 へんすう 。例 れい 如使用 しよう 傳送 でんそう 進入 しんにゅう 的 てき 功 こう 率 りつ 以及反射 はんしゃ 的 てき 功 こう 率 りつ ,這個用 よう 微 ほろ 波 なみ 頻 しき 率 りつ 分布 ぶんぷ 元 もと 件 けん 电路的 てき 传输线模型 がた 技術 ぎじゅつ 即 そく 可 か 求 もとめ 得 う 。這類參 さん 數 すう 中 ちゅう ,最 さい 廣 こう 為 ため 人知 じんち 的 てき 是 ぜ 散 ち 射 い 參 さん 數 すう ,也稱為 ため 是 ぜ s參 さん 數 すう [8] 。
力學 りきがく 系統 けいとう 及其他 た 系統 けいとう [ 编辑 ]
橋 はし 的 てき 控 ひかえ 制 せい 室 しつ 用 よう 的 てき 齒 は 輪 わ 組 ぐみ 。齒 は 輪組 わくみ 是 ぜ 雙 そう 埠系統 けいとう
電路 でんろ 上 じょう 阻抗的 てき 概念 がいねん ,可 か 以透過 とうか 力學 りきがく -電子 でんし 類比 るいひ 轉換 てんかん 力學 りきがく 阻抗為 ため ,應用 おうよう 在 ざい 力學 りきがく 系統 けいとう 或 ある 是 ぜ 其他系統 けいとう 上 じょう ,因 いん 此阻抗 こう 參 さん 數 すう 以及其他雙 そう 埠網路 ろ 的 てき 參 まいり 數 すう 可 か 以用在 ざい 其他力學 りきがく 領域 りょういき 中 ちゅう 。在 ざい 此作法 ほう 中 ちゅう ,效果 こうか 變數 へんすう (effort variable)視 し 為 ため 是 ぜ 電壓 でんあつ ,而流變數 へんすう (flow variable)視 し 為 ため 是 ぜ 電流 でんりゅう 。在 ざい 只 ただ 考慮 こうりょ 平 ひら 移 うつり 的 てき 力學 りきがく 系統 けいとう 中 ちゅう ,效果 こうか 變數 へんすう 和 わ 流 りゅう 變數 へんすう 分別 ふんべつ 是 ぜ 力 ちから 及速度 そくど [9] 。
用 もちい 雙 そう 埠網路 ろ 表示 ひょうじ 機械 きかい 元 もと 件 けん 的 てき 行為 こうい 有 ゆう 其好處 しょ ,因 いん 為 ため 元 もと 件 けん 可能 かのう 會 かい 反 はん 向 こう 運 うん 作 さく ,其效果 こうか 和 わ 負 まけ 載 の 在 ざい 輸入 ゆにゅう 端 はし 或 ある 是 ぜ 輸出 ゆしゅつ 端 はし 有 ゆう 關 せき 。例 れい 如齒輪組 わくみ 常 つね 常會 じょうかい 用 よう 其齒輪 わ 比 ひ 表示 ひょうじ ,是 ぜ SISO轉換 てんかん 函數 かんすう 。但 ただし 齒 は 輪組 わくみ 輸出 ゆしゅつ 軸 じく 又 また 用 もちい 來 らい 驅動 くどう 輸入 ゆにゅう 軸 じく ,就需要 よう MIMO分析 ぶんせき 。在 ざい 此例中 ちゅう ,效果 こうか 變數 へんすう 是 ぜ 力 ちから 矩 のり T ,而流變數 へんすう (flow variable)是 これ 角速度 かくそくど ω おめが 。其z參 まいり 數 すう 的 てき 傳 つて 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 為 ため
[
T
1
T
2
]
=
[
z
11
z
12
z
21
z
22
]
[
ω おめが
1
ω おめが
2
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}T_{1}\\T_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}z_{11}&z_{12}\\z_{21}&z_{22}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\omega _{1}\\\omega _{2}\end{bmatrix}}}
不 ふ 過 か ,z參 さん 數 すう 可能 かのう 不 ふ 太 ふとし 適合 てきごう 描述齒 ぱ 輪 わ 組 ぐみ 。齒 は 輪組 わくみ 是 ぜ 变压器 き 的 てき 類比 るいひ ,而h參 まいり 數 すう 適合 てきごう 描述变压器 き ,因 いん 為 ため 其中直接 ちょくせつ 用 もちい 到 いた 匝數比 ひ (類似 るいじ 齒 ぱ 輪組 わくみ 的 てき 齒 は 輪 わ 比 ひ )[10] ,其h參 まいり 數 すう 的 てき 傳 つて 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 是 ぜ
[
T
1
ω おめが
2
]
=
[
h
11
h
12
h
21
h
22
]
[
ω おめが
1
T
2
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}T_{1}\\\omega _{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}h_{11}&h_{12}\\h_{21}&h_{22}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\omega _{1}\\T_{2}\end{bmatrix}}}
其中
h 21 是 ぜ 輸出 ゆしゅつ 無 む 負 まけ 載 の 時 とき 的 てき 速度 そくど 比 ひ
h 12 是 ぜ 輸入 ゆにゅう 軸 じく 卡住時 じ ,反 はん 向 むこう 的 てき 力 りょく 軸 じく 比 ひ ,等 とう 於理想 りそう 齒 ぱ 輪 わ 的 てき 前 ぜん 饋速度 そくど 比 ひ
h 11 是 ぜ 輸出 ゆしゅつ 軸 じく 沒 ぼつ 有 ゆう 負 まけ 載 の 時 とき ,的 てき 輸入 ゆにゅう 旋轉 せんてん 力學 りきがく 阻抗
h 22 是 ぜ 輸入 ゆにゅう 軸 じく 卡住時 じ ,輸出 ゆしゅつ 軸 じく 的 てき 旋轉 せんてん 力學 りきがく 导纳 。
若 わか 是 ぜ 沒 ぼつ 有 ゆう 摩擦 まさつ 力 りょく 的 てき 理想 りそう 齒 ぱ 輪 わ ,可 か 以簡化成 かせい 下 か 式 しき
[
T
1
ω おめが
2
]
=
[
0
N
N
0
]
[
ω おめが
1
T
2
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}T_{1}\\\omega _{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0&N\\N&0\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\omega _{1}\\T_{2}\end{bmatrix}}}
其中N 是 ぜ 齒 ぱ 輪 わ 比 ひ [11]
換 かわ 流 りゅう 器 き 及致動 どう 器 き [ 编辑 ]
打開 だかい 的 てき 機械 きかい 濾波器 き ,在 ざい 兩頭 りょうとう 都 と 有 ゆう 機械 きかい -電子 でんし 的 てき 換 かわ 流 りゅう 器 き
有 ゆう 些系統 けいとう 中 ちゅう 利用 りよう 了 りょう 不同 ふどう 形式 けいしき 的 てき 能 のう 量 りょう (例 れい 如電 じょでん 能 のう 、機械 きかい 能 のう ),並 なみ 且在這些能 のう 量 りょう 之 の 間 あいだ 進行 しんこう 轉換 てんかん 。傳 つて 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん 需要 じゅよう 能 のう 透過 とうか 埠來處理 しょり 這些不同 ふどう 能 のう 量 りょう 領域 りょういき 中 ちゅう 的 てき 成 なり 份。在 ざい 机 つくえ 器 き 人 じん 学 がく 及机 つくえ 械电子 こ 学 がく 中 なか ,會 かい 用 よう 到 いた 执行器 き 。一般 いっぱん 會 かい 包括 ほうかつ 一 いち 個 こ 换能器 き ,將 はた 電子 でんし 領域 りょういき 中 ちゅう 的 てき 控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう 信號 しんごう 轉換 てんかん 為 ため 力學 りきがく 領域 りょういき 中 ちゅう 的 てき 運動 うんどう 。控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう 也需要 じゅよう 传感器 き 偵測運動 うんどう ,並 なみ 且轉換 てんかん 為 ため 電子 でんし 領域 りょういき 的 てき 信號 しんごう ,才能 さいのう 透過 とうか 回 かい 授系統 けいとう 控 ひかえ 制 せい 其運動 うんどう 。其他系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 感 かん 測 はか 器 うつわ 可能 かのう 是 ぜ 將 はた 其他領域 りょういき 中 ちゅう (例 れい 如光學 がく 、聲音 こわね 、熱 ねつ 、流體 りゅうたい 流動 りゅうどう 或 ある 化學 かがく )的 てき 信號 しんごう 轉換 てんかん 為 ため 電子 でんし 信號 しんごう ,例 れい 如機械 きかい 濾波器 き 會 かい 需要 じゅよう 換 かわ 流 りゅう 器 き ,將 はた 電子 でんし 訊號轉換 てんかん 為 ため 機械 きかい 的 てき 訊號,再 さい 將 しょう 機械 きかい 的 てき 訊號轉換 てんかん 為 ため 電子 でんし 的 てき 訊號。
在 ざい 电动机 つくえ 械学 中 なか ,致動器 き 一般會由電子的控制器來驅動,需要 じゅよう 換 かわ 流 りゅう 器 き 的 てき 輸入 ゆにゅう 是 ぜ 電子 でんし 領域 りょういき ,其輸出 ゆしゅつ 為 ため 力學 りきがく 領域 りょういき 。可 か 以簡單 かんたん 的 てき 用 よう SISO轉移 てんい 函數 かんすう 來 らい 處理 しょり ,不 ふ 過 か 可能 かのう 無法 むほう 考慮 こうりょ 到 いた 負 ふ 載 の 電流 でんりゅう 的 てき 影響 えいきょう 。因 よし 此比較精準 じゅん 的 てき 表示法 ひょうじほう 會 かい 用 よう 二 に 輸入 ゆにゅう ,二 に 輸出 ゆしゅつ 的 てき MIMO傳 でん 遞函數 すう 矩 のり 陣 じん ,型式 けいしき 如下:
[
V
F
]
=
[
z
11
z
12
z
21
z
22
]
[
I
v
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}V\\F\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}z_{11}&z_{12}\\z_{21}&z_{22}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}I\\v\end{bmatrix}}}
其中F 是 ぜ 致動器 き 的 てき 施 ほどこせ 力 りょく ,v 是 ぜ 致動器 き 的 てき 速度 そくど 。矩 のり 陣 じん 的 てき 元素 げんそ 會 かい 有 ゆう 不同 ふどう 的 てき 單位 たんい ;z 11 是 ぜ 電子 でんし 的 てき 阻抗,z 22 是 ぜ 機械 きかい 的 てき 阻抗,另外二 に 個 こ 阻抗是 ぜ 跨 またが 导 ,有 ゆう 不同 ふどう 的 てき 單位 たんい [12]
聲 こえ 學 がく 系統 けいとう [ 编辑 ]
声 こえ 学 がく 系統 けいとう 是 ぜ 流體 りゅうたい 動力 どうりょく 學 がく 中 なか 的 てき 子 こ 領域 りょういき ,兩者 りょうしゃ 關 せき 注 ちゅう 的 てき 輸入 ゆにゅう 及輸出 ゆしゅつ 變數 へんすう 是 ぜ 压强 P ,以及體積 たいせき 流 りゅう 率 りつ Q (若 わか 是 ぜ 探 さがせ 討聲音 おん 在 ざい 固體 こたい 中 ちゅう 的 てき 傳播 でんぱ ,可能 かのう 就要考慮 こうりょ 力學 りきがく 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 變數 へんすう ,力 ちから 及速度 そくど )。像 ぞう 在 ざい 排氣 はいき 系統 けいとう 中 なか 的 てき 消音 しょうおん 器 き ,就可以用聲 ごえ 學 がく 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 二 に 埠系統 けいとう 來 らい 表示 ひょうじ 。其轉換 てんかん 矩 のり 陣 じん 表示 ひょうじ 如下:
[
P
2
Q
2
]
=
[
T
11
T
12
T
21
T
22
]
[
P
1
Q
1
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}P_{2}\\Q_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}T_{11}&T_{12}\\T_{21}&T_{22}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}P_{1}\\Q_{1}\end{bmatrix}}}
此處 ここ 的 てき Tmn 是 ぜ 傳 でん 輸參數 すう (transmission parameters),稱 しょう 為 ため ABCD參 さん 數 すう 。也可以用z參 さん 數 すう 來 らい 表示 ひょうじ 此系統 けいとう ,不 ふ 過 か 傳 つて 輸參數 すう 在 ざい 數學 すうがく 的 てき 計算 けいさん 有 ゆう 其方便 びん 之 の 處 しょ ,若 わか 一個網路的輸出連接另一個網路的輸入時,只 ただ 要 よう 利用 りよう 矩 のり 陣 じん 乘法 じょうほう 就可以得到 いた 新 しん 的 てき 轉換 てんかん 矩 のり 陣 じん [13] 。
不同 ふどう 的 てき 變數 へんすう 轉換 てんかん 方式 ほうしき [ 编辑 ]
氣 き 動 どう 齒 ぱ 條 じょう 齒 は 輪 わ 致動器 き ,可 か 以控制 せい 水 みず 管 かん 中 ちゅう 的 てき 閥 ばつ 門 もん 。致動器 き 是 ぜ 兩 りょう 埠元件 けん ,可 か 從 したがえ 氣 き 動 どう 系統 けいとう 轉換 てんかん 為 ため 機械 きかい 系統 けいとう 。致動器 き 與 あずか 閥 ばつ 門 もん 構成 こうせい 一 いち 個 こ 三 さん 埠系統 けいとう 。閥 ばつ 門 もん 的 てき 氣 き 動 どう 控 ひかえ 制 せい 埠和水 すい 管 かん 的 てき 流體 りゅうたい 流量 りゅうりょう 輸入 ゆにゅう 埠和輸出 ゆしゅつ 埠
若 わか 系統 けいとう 中 ちゅう 包括 ほうかつ 了 りょう 不同 ふどう 的 てき 能 のう 量 りょう 系統 けいとう ,在 ざい 考慮 こうりょ 不同 ふどう 系統 けいとう 的 てき 類比 るいひ 時 じ 需要 じゅよう 格外 かくがい 留意 りゅうい 。選擇 せんたく 的 てき 方式 ほうしき 會 かい 和 わ 分析 ぶんせき 希望 きぼう 得 え 到 いた 的 てき 結果 けっか 有 ゆう 關 せき 。若 わか 希望 きぼう 正確 せいかく 的 てき 為 ため 整 せい 個 こ 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 能 のう 量 りょう 流 りゅう 來 らい 建 けん 模 も ,則 のり 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 二個變數相乘後需要是功率(功 こう 率 りつ 共軛 きょうやく 變數 へんすう ),這兩個 りゃんこ 變數 へんすう 需要 じゅよう 可 か 以映射 い 到 いた 另一個系統的功率共軛變數。一系統中的功率共軛變數不唯一,因 いん 此需要 じゅよう 在 ざい 整 せい 個 こ 系統 けいとう 中 ちゅう 用 よう 類似 るいじ 的 てき 映 うつ 射 い 方式 ほうしき [14] 。
一種常見映射方式(此條目 め 例 れい 子中 こなか 所用 しょよう 的 てき 方式 ほうしき )是 これ 將 はた 各 かく 能 のう 量 りょう 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 效果 こうか 變數 へんすう (會 かい 產 さん 生動 せいどう 作 さく 的 てき 變數 へんすう )互相映 うつ 射 い ,再 さい 將 しょう 各 かく 能 のう 量 りょう 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 流 りゅう 變數 へんすう (表示 ひょうじ 實際 じっさい 動作 どうさ 的 てき 變數 へんすう )。每 まい 一對效果變數及流變數都是功率共軛變數,此系統 けいとう 稱 たたえ 為 ため 阻抗類比 るいひ ,因 いん 此效果 こうか 變數 へんすう 和 わ 流 りゅう 變數 へんすう 的 てき 比例 ひれい 類似 るいじ 電子 でんし 電路 でんろ 中 ちゅう 的 てき 阻抗[15] 。
除 じょ 了 りょう 阻抗類比 るいひ 外 がい ,還 かえ 有 ゆう 另外兩 りょう 種 たね 功 こう 率 りつ 共軛 きょうやく 變數 へんすう 的 てき 類比 るいひ 方式 ほうしき 。流動 りゅうどう 類比 るいひ 將 はた 機械 きかい 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 力 りょく 類似 るいじ 為 ため 電路 でんろ 中 ちゅう 的 てき 電流 でんりゅう (若 わか 是 ぜ 阻抗類比 るいひ ,會 かい 類比 るいひ 為 ため 電壓 でんあつ )。此一類比方式常用在機械濾波器的設計中,也常用 じょうよう 在 ざい 音響 おんきょう 電子 でんし 學 がく 中 ちゅう 。此映射的 しゃてき 好 こう 處 しょ 是 ぜ 維持 いじ 各 かく 系統的 けいとうてき 網 もう 路 ろ 拓 つぶせ 樸 しらき ,但 ただし 無法 むほう 將 はた 阻抗類比 るいひ 。Trent類比 るいひ 將 はた 功 こう 率 りつ 共軛 きょうやく 變數 へんすう 分 ぶん 為 ため across變數 へんすう 及through變數 へんすう ,依 よ 其作用 よう 是 ぜ 會 かい 在 ざい 元 もと 件 けん 兩端 りょうたん 作用 さよう ,還 かえ 是 ぜ 會 かい 穿 ほじ 過 か 元 もと 件 けん 作用 さよう 而定。Trent類比 るいひ 大部 たいぶ 份的結果 けっか 都和 つわ 流動 りゅうどう 類比 るいひ 相 しょう 同 どう ,但 ただし 流體 りゅうたい 力學 りきがく (及聲學 がく )領域 りょういき 不同 ふどう 。Trent類比 るいひ 會 かい 將 はた 流體 りゅうたい 力學 りきがく 中 ちゅう 的 てき 壓 あつ 強 きょう 類比 るいひ 為 ため 電壓 でんあつ (類似 るいじ 阻抗類比 るいひ 的 てき 作法 さほう ),而機械 きかい 系統 けいとう 中 ちゅう 的 てき 力 りょく ,因 いん 為 ため 會 かい 「穿 ほじ 過 か 」元 もと 件 けん 作用 さよう ,仍會類比 るいひ 為 ため 電流 でんりゅう [9] 。
有 ゆう 些類比 ひ 不 ふ 會 かい 用 よう 功 こう 率 りつ 共軛 きょうやく 變數 へんすう 。例 れい 如在感 かん 測 はか 器 うつわ 中 ちゅう ,正確 せいかく 的 てき 類比 るいひ 能 のう 量 りょう 不 ふ 是 ぜ 主要 しゅよう 目的 もくてき (感 かんじ 測 はか 器 うつわ 的 てき 能 のう 量 りょう 多 た 半 はん 很小)。選擇 せんたく 方便 ほうべん 量 りょう 測 はか 的 てき 變數 へんすう (可能 かのう 就是感 かん 測 はか 器 うつわ 要 よう 量 りょう 測 はか 的 てき 物理 ぶつり 量 りょう )可能 かのう 更 さら 重要 じゅうよう 。例 れい 如在熱 ねつ 阻類比 るいひ 中 ちゅう ,熱 ねつ 阻會類比 るいひ 為 ため 電 でん 阻,因 いん 此溫度 おんど 差 さ 和 わ 熱 ねつ 能 のう 就變成 へんせい 電壓 でんあつ 及電流 りゅう 。而溫度 おんど 差 さ 的 てき 功 こう 率 りつ 共軛 きょうやく 不 ふ 是 ぜ 熱 ねつ 能 のう ,而是熵 流 ながれ 率 りつ ,是 ぜ 無法 むほう 直接 ちょくせつ 量 りょう 測 はか 的 てき 物理 ぶつり 量 りょう 。在 ざい 磁系統 けいとう 中有 ちゅうう 類似 るいじ 的 てき 情 じょう 形 がた ,磁阻 會 かい 類比 るいひ 為 ため 電 でん 阻,因 いん 此磁通量 りょう 會 かい 類比 るいひ 為 ため 電流 でんりゅう ,而不是 ぜ 將 はた 單位 たんい 時間 じかん 磁通量 りょう 類比 るいひ 為 ため 電流 でんりゅう [16] 。
歷史 れきし [ 编辑 ]
线性代数 だいすう 方 ほう 程 ほど 的 てき 矩 のり 陣 じん 表示 ひょうじ 式 しき 已 やめ 使用 しよう 一 いち 段 だん 時間 じかん 。儒勒·昂 のぼる 利 り ·庞加莱 在 ざい 1907年 ねん 首 くび 次 じ 用 よう 二 に 個 こ 和 わ 電機 でんき 變數 へんすう (電壓 でんあつ 和 わ 電流 でんりゅう )有 ゆう 關方 せきがた 程 ほど 來 らい 表示 ひょうじ 機械 きかい 變數 へんすう (力 ちから 和 わ 速度 そくど )。Wegel在 ざい 1921年 ねん 首 くび 次 じ 用 よう 類似 るいじ 電機 でんき 阻抗的 てき 方式 ほうしき 來 らい 說明 せつめい 力學 りきがく 阻抗[12] 。
第 だい 一個用傳遞函數矩陣來表示MIMO控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう ,是 ぜ 在 ざい 1950年代 ねんだい 由 ゆかり Boksenbom及Hood所 しょ 提出 ていしゅつ ,但 ただし 只 ただ 在 ざい 他 た 們在為 ため 美國 びくに 國家 こっか 航空 こうくう 諮詢 しじゅん 委員 いいん 會 かい 研究 けんきゅう 燃 もえ 氣 き 渦 うず 輪 わ 發動 はつどう 機 き 時 じ 所 しょ 提出 ていしゅつ 。[17] 。Cruickshank在 ざい 1955年 ねん 提出 ていしゅつ 較嚴謹的基礎 きそ ,但 ただし 還 かえ 沒 ぼっ 有 ゆう 完 かん 整 せい 的 てき 通用 つうよう 性 せい 。1956年 ねん 的 てき Kavanagh是 ぜ 第 だい 一個完整處理通用性的人,建立 こんりゅう 了 りょう 系統 けいとう 和 わ 控 ひかえ 制 せい 的 てき 矩 のり 陣 じん 關係 かんけい ,也提供 ていきょう 控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう 可 か 行 ぎょう 性 せい 的 てき 判斷 はんだん 準則 じゅんそく ,可 か 以讓受控系統 けいとう 有 ゆう 符合 ふごう 預 あずか 期 き 的 てき 行為 こうい [18] 。
相關 そうかん 條目 じょうもく [ 编辑 ]
參考 さんこう 資料 しりょう [ 编辑 ]
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