状态:
对于一个动态系统的状态是表示系统的一组最少变量(称为状态变量)。只要知道 时这组变量和时的输入,那么就能完全确定系统在任何时间的行为。
状态变量:
能够表示系统状态的那么变量称为状态变量。
状态矢量:
能够完全描述一个系统行为的n个状态变量构成了状态矢量。如一个二维矢量:
状态空间:
状态矢量λ(t)所在的空间。如果一个系统需要n个状态变量来描述,则状态矢量是n维矢量,对应的状态空间就是n维空间。
状态轨迹:
在状态空间中状态矢量端点随时间变化所描出的路径称为状态轨迹。
状态方程:
描述状态变量变化规律的一组一阶微分方程组。各方程的左边是状态变量的一阶导数,右边是包含有系统参数,状态变量和激励的一般函数表达式,不含变量的微分和积分运算。
输出方程:
描述系统输出与状态变量之间的关系的方程组。各方程左边是输出变量,右边是包括系统参数,状态变量和激励的一般函数表达式,不含变量的微分和积分运算。
对于离散时间系统,其状态变量和状态方程的描述类似,只是状态变量都是离散量,因而状态方程是一组一阶差分方程,而输出方程则是一组离散变量的线性代数方程。
以上图二阶电路为例,其状态方程组可以写为:
注意:一个电路的状态变量不是唯一的,但必须是独立的,且是最少个数的。