The state variable representation of dynamic sy stems is the basis of different and very direct approaches to the analysis and design of control systems. One of these approaches is introduced in this topic contribution with its four articles, serving in particular the  treatment of linear systems with one control input and one control output variable, so-called single-input-single-output (SISO) systems. The design idea is to place the poles, characterizing stability and dynamic properties, at desired locations specified by the control-system designer. Before presenting the corresponding analysis and design procedures in the articles Description and Analysis of Dynamic Systems in State Space, Controller Design, Observer Design and Extended Control Structure, the design objectives and the general approaches to its solutions shall be outlined in the subsequent sections, together with some general remarks on state-space design and on the system class under consideration. For illustration, the state variable representation of a balanced pendulum system is given. It also serves as an accompanying example in the subsequent four articles

نمایش متغیر حالت سیستم های پویا اساس روشهای متفاوت و خیلی مستقیم در تحلیل و طراحی سیستم های کنترل است. یکی از این روشها در این عنوان و با استفاده از چهار عنوان ارائه شده است که مربوط به رفتار سیستم های خطی با ورودی کنترل و متغیر خروجی تک کنترلی می شود که به آن سیستم های تک ورودی- تک خروجی یا SISO گفته می شود. ایده طراحی قراردادن قطبها و مشخص کردن ویژگی های پویا و ثبات آنها در مناطق مطلئب توسط طراحی سیستم کنترل است. پیش از ارائه تحلیل مربوطه و رویه های راحی در مقالات، توضیح و تحلیل سیستم های پویا در فضای حالت، طراحی کنترل کننده، روشهایی برای راه حل های آنها همراه با برخی ملاحظات کلی مربوط به طراحی فضای حالت و طبقه سیستم مورد نظر باید در بخشهای بعدی ترسیم شوند. نمایش متغیر حالت از سیستم پاندولی متوازن ارائه شده است. همچنین مثال ضمیمه ای هم در چهار عنوان بعدی ارائه شده است.

1-مقدمه

یک سیستم کنترل با چرخه بسته را فرض کنید که از یک ماشین و کنترل کننده ای مانند شکل 1 تشکیل شده است و متغیرهای حالت آن X1,…,Xn هستند و یا متغیر کنترل خروجی آن y منعکس شده اند و با عناوین بازخود حالت و یا بازخورد خروجی مورد اشاره هستند. متغیر خروجی کنترل متغیر اصلی است که باید تحت تاثیر قرار بگیرد و توسط طراحی کنترل شکل بگیرد. متغیرهای حالت ارائه شده در عنوان توضیح سیستم های نامتغیر زمانی مستمر خطی در دامنه زمانی ارائه شده اند و ناشی از مدلسازی ریاضی ماشین بر اساس قوانین فیزیکی هستند. برای اختصار، متغیرهای حالت با بردار حالت x ترکیب شده اند...