相平面圖

理學概念

對於如下形式的二階系統:式中x是狀態變數,可以是輸出量,也可以不是輸出量;是 的解析函數,可以是線性的,也可以是非線性。若以 x(t)為橫坐標,x’(t) 為縱坐標的直角坐標平面,由所有相軌跡組成的曲線族構成的圖稱為相平面圖。

簡介


英文是phase plane
對於如下形式的二階系統:式中x是狀態變數,可以是輸出量,也可以不是輸出量;它 的解析函數,可以是線性的,也可以是非線性。若以 x(t)為橫坐標, x’(t)為縱坐標的直角坐標平面,由所有相軌跡組成的曲線族構成的圖稱為相平面圖。
相平面圖由系統本身參數決定,給定系統參數即可繪製相平面圖,他和初始條件無關(初始條件不同,只是對應相平面圖上不同的相軌跡)換言之,相平面圖反映了系統運動規律的共性,而相軌跡反映的則是在某一初始條件下系統運動的共性。

實質


相平面法實質上是一種求解二階以下線性或非線性微分方程的圖解方法。它是時域分析法在非線性系統中的應用和推廣。既可以用來分析系統的穩定性,又可以分析時間響應、求穩態、動態性能指標。
在自動控制理論中,我們把具有直角坐標x1和x2即(x和x’,x’表示對x的一階導數)的平面叫做相平面。相平面是二維的狀態空間,假如研究的系統是二階系統的話,它的狀態變數只有2個,所有系統的運動都可以在相平面上表示出來。系統的某一狀態對應於相平面上的一點,狀態隨時間轉移的情況對應於平面上點的移動。相平面上的點隨時間變化描繪出來的曲線叫做相軌跡。

應用


FCM模型的相平面圖分析及其電刺激響應

用相平面圖的方法來分析模型中各離子通道對動作電位產生的作用,這將為我們進一步探究視網膜神經節細胞的功能,研究人工視覺假體提供支持。

對二類調查林相平面圖改繪成林相地形圖的商討

二類資源調查林相平面圖改繪成林相地形圖,具有方便生產單位對林分的經營管理和減少一部分二類調查的外業工作量的作用。