Matriz de forma canónica de Jordan

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Me disculpo de antemano si no proporcioné suficiente información. Realmente no tengo los antecedentes matemáticos para este tipo de problema.

Dada la siguiente ecuación:

$$ G (s) = \ frac {2s + 3} {s ^ 4 + 3s ^ 2 + 3s ^ 2 + s} $$

Necesito poner esto en la matriz de Jordan.

$$ \ dot {{x}} = Ax + Bu $$ $$ y = Cx $$

Primero hice la expresión de fracción parcial:

$$ G (s) = 2s + 3 = s ^ 3 (D + C) + s ^ 2 (B + 2C + 3D) + s (A + B + C + 3D) + D $$

$$ G (s) = \ frac {-1} {(s + 1) ^ 3} + \ frac {-3} {(s + 1) ^ 2} + \ frac {-3} {( s + 1)} + \ frac {3} {s} $$

A partir de este punto, no estoy muy seguro de si estoy en lo cierto acerca de la matriz de $ B $. Dado que hay 3 raíces repetidas, ¿la matriz $ B $ contendrá tres 1?

$$ \ dot {{x}} = \ begin {bmatrix} -1 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & -1 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -1 & 0 \\ 0 & 0 & & 0 \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} x_1 \\ x_2 \\ x_3 \\ x_4 \\ end {bmatrix} + \ begin {bmatrix} 0 \\ 1 \\ 1 \\ 1 \\ \ end {bmatrix} u $$

$$ y = \ begin {bmatrix} -1 & -3 & -3 & 3 \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} x_1 \\ x_2 \\ x_3 \\ x_4 \\\ final {bmatrix} $ $

    
pregunta user397058

1 respuesta

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Sería \ $ \ a la izquierda ( \ begin {array} {cccc}  0 & 0 & 1 & 1 \\ \ end {array} \ derecha) ^ T \ $.

El razonamiento es el siguiente. De la ecuación de salida, sabemos que

$$ X_1 (s) = \ frac {1} {(s + 1) ^ 3} U (s) \ \ \ X_2 (s) = \ frac {1} {(s + 1) ^ 2} U (s) \ \ \ X_3 (s) = \ frac {1} {s + 1} U (s) \ \ \ X_4 (s) = \ frac {1} {s} U (s) $$

Esto se puede simplificar como: $$ X_1 (s) = \ frac {1} {s + 1} X_2 (s) \ \ \ X_2 (s) = \ frac {1} {s + 1} X_3 (s) \ \ \ X_3 (s) = \ frac {1} {s + 1} U (s) \ \ \ X_4 (s) = \ frac {1} {s} U (s) $$

Ahora estamos empezando a ver que la entrada solo aparece en las dos últimas ecuaciones.

Al convertir estos al dominio del tiempo, usando la transformada inversa de Laplace, obtenemos las siguientes ecuaciones:

$$ \ dot {x} _1 + x_1 = x_2 $$ $$ \ dot {x} _2 + x_2 = x_3 $$ $$ \ dot {x} _3 + x_3 = u $$ $$ \ dot {x} _4 = u $$

que es la forma deseada de Jordan.

    
respondido por el Suba Thomas

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