如前所述,根据图论原理系统的状态变量并不相互独立,下面将建立系统的降阶模型。
定义:
命题2.2 :存在矩阵 A c , A ca , B c , C c ,使流体网络降阶(最小模型)可以表示为:
其中, Q c 是系统状态; R c , R a 和 d 是控制输入; H a 是系统的输出。
证明:
由式(2-43)、式(2-48)可知 S Qa =0,并且由式(2-57)可知 ζ Qa =0,把式(2-73)代入式(2-60)可得:
由式(2-38)可得:
把式(2-77)代入式(2-78)可得:
其中:
由式(2-45)、式(2-55)和式(2-57)可得:
则流体网络的最小模型为:
其中:
则执行机构分支的压降可以描述为:
综上所述,建立了以连支流量 Q c 为系统状态, R c 、 R a 和 d 为系统输入,树枝压力 H a 为系统输出的流体网络降阶模型,即系统的最小实现。