动力学系统状态空间转移数学模型及状态转移互逆求解方法技术方案

技术编号:8387115 阅读:568 留言:0更新日期:2013-03-07 07:47
本发明专利技术涉及动力学系统运动分析领域,提出状态空间转移模型及状态正向与逆向转移互逆求解定理。其中,状态空间转移包括正向转移,即已知初始状态空间F(x0)=0求终态状态空间F(xt)=0,及逆向转移,即已知终态状态空间F(xt)=0求初始状态空间F(x0)=0。据此提出了由初始状态空间F(x0)=0与系统微分方程终值问题构成的状态空间正向转移的数学模型,以及由终态状态空间F(xt)=0与系统微分方程初值问题构成的状态空间逆向转移数学模型。状态转移互逆定理,证明了若已知动力学系统初值问题的解,通过替代变换t→t0,t0→t即可由初值问题的解获得终值问题的解;反之,亦然。本发明专利技术解决了动力学系统状态集合正向、逆向转移,特别是非线性转移长期没有建模和状态正向与逆向转移之间没有规范的求逆方法的难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动力学系统运动分析领域,提出状态空间转移数学模型及状态转移互逆求解方法。
技术介绍
动力学系统运动分析理论,包括动力学系 统状态运动分析理论和状态空间运动分析理论。状态运动分析理论研究的单个状态在状态空间中的转移,在数学上可描述为以系统在某一时刻的状态为初始态,通过解系统在状态空间中的微分方程而得到另一时刻的状态,如果选择的某一时刻为、,另一时刻为t且Otci为动力系统状态方程的初值问题;反之,则为终值问题,也即初值问题的逆问题。前者称为状态的正向转移,后者称为逆向状态转移。长期以来,人们投入了大量精力采用级数法、微分几何法及李代数法等对动力学系统特别是非线性动力学系统的初值问题进行了大量研究,却几乎无人问津其逆问题,即终值问题,以至于当遇到终值问题时,不是求解终值问题,而是误入了由初值问题的解通过代数方法求逆的歧途,使之长期得不到规范性解决。状态空间定义为状态集合。状态空间运动分析研究的是状态集合的整体运动行为,即状态空间转移。对于一般动力学系统来说状态空间转移描述的是其一切可稳定工作状态集合的运动行为,显然,状态空间转移理论对于控制系统的误差及状态分析具有重要价值本文档来自技高网...

【技术保护点】
状态空间转移数学模型,其特征在于,它描述的不是单个状态的转移,而是状态集合的整体转移,在数学上可描述为以系统在某一时刻的状态空间为初值,通过求解状态空间中的系统微分方程而得到第一时刻的状态空间,严格来说,也就是求解某一时刻状态空间的每一点所对应的另一时刻的解,由微分方程理论可知,当系统状态之间无相互作用时,其解具有唯一性,并且轨迹也不能相交。因此,某一时刻状态空间边界上的点仍对应另一时刻状态空间边界上的点,边界以内的点永远在边界以内。这样,状态空间,也即状态集合的整体转移只需要考虑状态集合所对应的状态空间边界转移。系统的状态转移,其特征在于,在数学上可描述为以系统在某一时刻的状态为初值,通过求...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:曹少中
申请(专利权)人:北京印刷学院
类型:发明
国别省市:

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