状态方程是指刻画系统输入和状态关系的表达式。状态向量所满足的向量常微分方程称为控制系统的状态方程。状态方程是控制系统数学模型的重要组成部分。
状态方程式刻画系统输入和状态关系的表达式。状态向量所满足的向量常微分方程称为控制系统的状态方程。
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以传递函数为基础的经典控制理论的数学模型适应当时手工计算的局限，着眼于系统的外部联系，重点为单输入-单输出的线性定常系统。
伴随计算机的发展，以状态空间理论为基础的现代控制理论的数学模型采用状态空间方程，以时域分析为主，着眼于系统的状态及其内部联系，研究的机电控制系统扩展为多输入-多输出的时变系统。所谓状态变量是足以完全表征系统运动状态的最小个数的一组变量，而状态方程则是由系统状态变量构成的一阶微分方程组。