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state-space-linearization

Linearizing nonlinear dynamics around operating points for control design.

한국어 요약은 준비 중입니다. 원문 설명을 표시하고 있습니다.

설치 방법 보기

포함된 파일(1)

  • SKILL.md1018 B

SKILL.md(원문)

설치하기 전에 에이전트에게 전달되는 지시 내용을 확인할 수 있습니다.

State-Space Linearization

Jacobian Computation

For nonlinear dynamics dx/dt = f(x, u), linearize around (x_ref, u_ref):

A = ∂f/∂x |_{x_ref}  (n×n matrix)
B = ∂f/∂u |_{x_ref}  (n×m matrix)

Discretization

For discrete-time control with timestep dt:

Euler method (simple, first-order accurate):

A_d = I + dt * A_c
B_d = dt * B_c

Matrix exponential (exact for LTI):

A_d = expm(A_c * dt)
B_d = inv(A_c) @ (A_d - I) @ B_c

For R2R Systems

The Jacobian depends on current tensions and velocities. Key partial derivatives:

∂(dT_i/dt)/∂T_i = -v_i / L
∂(dT_i/dt)/∂v_i = EA/L - T_i/L
∂(dv_i/dt)/∂T_i = -R²/J
∂(dv_i/dt)/∂u_i = R/J

Tips

  • Linearize around the reference operating point
  • Update linearization if operating point changes significantly
  • Check stability via eigenvalue analysis

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