tillståndsvariabel

En tillståndsvariabel är en kvantitet som används för att beskriva det aktuella tillståndet hos ett system. Tillståndsvariabler utgör den minsta uppsättningen variabler som fullständigt beskriver systemets beteende vid en given tidpunkt. Utan kännedom om dessa variabler kan man inte förutsäga systemets framtida beteende enbart baserat på dess dynamik. I många tekniska och vetenskapliga sammanhang, särskilt inom reglerteknik, systemanalys och fysik, är tillståndsvariabler centrala för att modellera och analysera dynamiska system.

Tillståndsvariabler kan vara av olika natur beroende på systemet. För ett mekaniskt system kan tillståndsvariablerna vara position och hastighet för dess komponenter. I ett elektriskt system kan de representera laddning och ström i olika delkomponenter som kondensatorer och spolar. För system som involverar vätskor eller gaser kan variabler som tryck, temperatur och volym vara relevanta tillståndsvariabler. Matematiskt representeras dynamiken hos ett system med tillståndsvariabler ofta genom en uppsättning differentialekvationer, kända som tillståndsmodell. Dessa ekvationer beskriver hur tillståndsvariablerna förändras över tid. Genom att lösa dessa ekvationer kan man förutsäga systemets utveckling från ett givet initialtillstånd. Tillståndsvariabler är fundamentala för att förstå och manipulera komplexa system.