调节仪表与过程控泉就 ●●●●●00000● 旬动化学晚检测教研宣 刘红丽 2021/2/24 过程控制系统
2021/2/24 过程控制系统 调节仪表与过程控制系统 自动化学院检测教研室 刘红丽
第二章被控过程的数学模型 2-1概述 2-2机理建模方法 2-3测试建模方法 上一页下一页 返回
第二章 被控过程的数学模型 2－1 概述 2－2 机理建模方法 2－3 测试建模方法 上一页 下一页 返回
k☆回顾:自动控制原理中关于建模的基本内容 擻学拱型的定义 静态数学棋型:在静态条件 教学模型:指述糸「下,描述变量之闻关亲的代 统内部物理量或」数方程 量之间关条的教学 表达式 动态数学模型:描述变量各 阶导数之间关糸的傲分方程 作用与地位:是分析和设计控制糸统的基础 建模:深入了解元件及糸统的静态和动态特性, 准确建立它们的教学棋型 2021/2/ 过程控制系统 上一页下一页
2021/2/24 过程控制系统 上一页 下一页 一：数学模型的定义 数学模型：描述系 统内部 物理量或变 量之间关系的数学 表达式 静态数学模型：在静态条件 下，描述变量之间关系的代 数方程 动态数学模型：描述变量各 阶导数之间关系的微分方程 建模：深入了解元件及系统的静态和动态特性， 准确建立它们的数学模型 作用与地位：是分析和设计控制系统的基础 回顾：自动控制原理中关于建模的基本内容
,9 二:数学模型的几种表示方式 数学模型 时域模型 频域模型 方框图和信号流图状态空间模型 微差 传脉频 分分 递冲率 方方 函传特 程程 数递性 状态空间表达 函函 数数 式 2021/2/24 过经系充下一页返回
2021/2/24 过程控制系统 上一页 下一页 返回 二：数学模型的几种表示方式 数学模型 时域模型 频域模型 方框图和信号流图 状态空间模型 微 分 方 程 差 分 方 程 传 递 函 数 脉 冲 传 递 函 数 频 率 特 性 函 数 状 态 空 间 表 达 式
, 三:建立控制無统教学棋型的方油有: 分析渎:对糸统各部分的运动机理迸行分析,根 据宅们所依据的物理规律、化学规律分别列写 运动方程。 KCL KVL牛顿定律热力学定律等 实验法:人为施加某种测试信号,记录基本输出 响应,并用适当的教学模型去逼近一糸统辯识 2021/2/24 过经系充下一页返回
2021/2/24 过程控制系统 上一页 下一页 返回 三：建立控制系统数学模型的方法有 ： 分析法：对系统各部分的运动机理进行分析，根 据它们所依据的物理规律、化学规律分别列写 运动方程。 KCL KVL 牛顿定律 热力学定律等 实验法：人为施加某种测试信号，记录基本输出 响应，并用适当的数学模型去逼近—系统辩识
,9 分楫法建立集款学棋型的几个步骤: 建立物理模型 ·列写原始方程。利用适当的物理定 律—如牛顿定律、基尔霍夫电流和 电压定律、能量守恒定律、流体力 学、热力学等) 选定糸统的輪入量、输出量及状态 变量(仅在建立状态模型时要求) 消去中间变量,建立适当的輪入輪 出棋型或状态空间棋型。 2021/2/24 过经系充下一页返回
2021/2/24 过程控制系统 上一页 下一页 返回 分析法建立系统数学模型的几个步骤： • 建立物理模型。 • 列写原始方程。利用适当的物理定 律—如牛顿定律、基尔霍夫电流和 电压定律、能量守恒定律、流体力 学、热力学等） • 选定系统的输入量、输出量及状态 变量（仅在建立状态模型时要求）， 消去中间变量，建立适当的输入输 出模型或状态空间模型
, 尖验油一基于無统辫识的建棋方 输入(已知) 输出(已知) 叫黑匣子 巳知知识和辨识目的 实验设计-选择尖验条件 模型阶次-适合于应用的适当的阶次 °参数佑计-最小二乘法、录大似然佑计、相关 分析、肘域、频城 模型验证一将实际輪出与模型的计算輪出进行 比较,糸统模型需保证两个輪出之间在选定意 义上的接近 2021/2/24 过经系充下一页返回
2021/2/24 过程控制系统 上一页 下一页 返回 实验法－基于系统辨识的建模方法 黑匣子 输入（已知） 输出（已知） • 已知知识和辨识目的 • 实验设计--选择实验条件 • 模型阶次--适合于应用的适当的阶次 • 参数估计--最小二乘法、最大似然估计、相关 分析、时域、频域 • 模型验证—将实际输出与模型的计算输出进行 比较，系统模型需保证两个输出之间在选定意 义上的接近
§2-1概述 被控对泉的动态特性 二、数学棋型的几个概念 三、研究和建立教学棋型的目的和作用 草输入单輪出过程常见的数学模型 五、有自平衡能力和无自平衡能力的概念 2021/2/24 过程控制系统 上一页下一页 返回
2021/2/24 过程控制系统 §2-1 概述 一、被控对象的动态特性 二、数学模型的几个概念 三、研究和建立数学模型的目的和作用 四、单输入单输出过程常见的数学模型 五、有自平衡能力和无自平衡能力的概念 上一页 下一页 返回
被控对象的动态特性 1:研究对动态特性的目的 广义纣象 H[〕 「挖制器十以锁行器酸按对 丫s 定但 披挖量 测量值 检测元佯、变送器」 1-2单叵路统方框图 2021/2/24 过程控制系统 上一页下一页 返回
2021/2/24 过程控制系统 一、被控对象的动态特性 1：研究对象动态特性的目的 上一页 下一页 返回
被控对象的动态特性 1:研究对象动态特性的目的 可以合理地选择自动控制方案和设计最佳的控制系统 在已经设计好控制系统的生产过程,可以根 据对象的动态特性,正确地确定控制系统的最 佳整定参数,以达到最好的控制效果 °可以改进原有的控制系统,满足所需要的动态 特性和最佳的控制特性 2021/2/24 过程控制系统 上一页下一页 返回
2021/2/24 过程控制系统 被控对象的动态特性 1：研究对象动态特性的目的 •在已经设计好控制系统的生产过程，可以根 据对象的动态特性，正确地确定控制系统的最 佳整定参数，以达到最好的控制效果 •可以合理地选择自动控制方案和设计最佳的控制系统 •可以改进原有的控制系统，满足所需要的动态 特性和最佳的控制特性 上一页 下一页 返回