化学工业出版社 Www. Clp com. c 化工仪表及自动化 第八章对象特性和建模
化学工业出版社 www.cip.com.cn 化工仪表及自动化 第八章 对象特性和建模
化学工业出版社 内容提要 WW. CIp. com. cn 数学模型及描述方法 ■被控对象数学模型 ■数学模型的主要形式 ■机理建模 一阶对象 ■积分对象 ■时滞对象
化学工业出版社 内容提要 www.cip.com.cn ◼ 数学模型及描述方法 ◼ 被控对象数学模型 ◼ 数学模型的主要形式 ◼ 机理建模 ◼ 一阶对象 ◼ 积分对象 ◼ 时滞对象 1
化学工业出版社 内容提要 WW. CIp. com. cn ■描述对象特性的参数 ■放大系数K 时间常数T ■滞后时间τ ■实测建模
化学工业出版社 内容提要 www.cip.com.cn ◼ 描述对象特性的参数 ◼ 放大系数Κ ◼ 时间常数Τ ◼ 滞后时间τ ◼ 实测建模 2
第一节数学模型及描述方法 化学工业出版社 WW. CIp. com. cn ■一、被控对象数学模型 自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控 制器和执行器组成 研究对象的特性,就是用数学的方法来描述出对象输入 量与输出量之间的关系。这种对象特性的数学描述就称为 对象的数学模型。干扰作用和控制作用都是引起被控变量 变化的因素,如下图所示。 干扰变量 几个概念 通道 操纵变量 被控变量 调节通道? 干扰通道 图8-1对象的输入、输出量
化学工业出版社 第一节 数学模型及描述方法 www.cip.com.cn 自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控 制器和执行器组成。 研究对象的特性，就是用数学的方法来描述出对象输入 量与输出量之间的关系。这种对象特性的数学描述就称为 对象的数学模型。干扰作用和控制作用都是引起被控变量 变化的因素，如下图所示。 通道 调节通道 干扰通道 ？ 几个概念 3 ◼ 一、被控对象数学模型 图8-1 对象的输入、输出量
化学工业出版社 第一节数学模型及描述方法 WW. CIp. com. cn 对象的数学模型分为静态数学模型和动态数学模型 基础 静态数学模型 动态数学模型 特例
化学工业出版社 第一节 数学模型及描述方法 www.cip.com.cn 对象的数学模型分为静态数学模型和动态数学模型 静态数学模型 动态数学模型 基础 特例 4
化学工业出版社 第一节数学模型及描述方法 WW. CIp. com. cn 用于控制的数学模型(a、b)与用于工艺设计与分析的数学 模型(c)不完全相同。 一般是在工艺研究的目在产品规格和产 流程和设备尺 的是为了 量已确定的情况 寸等都确定的使所设计 下,通过模型计 情况,研究对的控制系算,确定设备的 象的输入变量统达到更结构、尺寸、工 是如何影响输好的控制艺流程和某些工 出变量的。 效果。 艺条件。 (a) (b)
化学工业出版社 第一节 数学模型及描述方法 www.cip.com.cn 一般是在工艺 流程和设备尺 寸等都确定的 情况，研究对 象的输入变量 是如何影响输 出变量的。 研究的目 的是为了 使所设计 的控制系 统达到更 好的控制 效果。 在产品规格和产 量已确定的情况 下，通过模型计 算，确定设备的 结构、尺寸、工 艺流程和某些工 艺条件。 （a） （b） （c） 用于控制的数学模型（a、b）与用于工艺设计与分析的数学 模型（c）不完全相同。 5
化学工业出版社 第一节数学模型及描述方法 WW. CIp. com. cn 分类 数学模型建立的途径不同 @机理建模 @实测建模 @混合模型
化学工业出版社 第一节 数学模型及描述方法 www.cip.com.cn 分类 数学模型建立的途径不同 机理建模 实测建模 混合模型 6
化学工业出版社 第一节数学模型及描述方法 WW. CIp. com. cn 机理模型—从机理出发即从对象内在的物理和化学 规律岀发,建立描述对象输入输岀特性的数学模型。 经殓模型—对于已经投产的生产过程我们可以通过 实验测试或依据积累的操作数据,对系统的输入输出数 据通过数学回归方法进行处理。 泥合模型—通过机理分析得出模型的结构或函数形 式,而对其中的部分参数通过实测得到
化学工业出版社 第一节 数学模型及描述方法 www.cip.com.cn 机理模型——从机理出发,即从对象内在的物理和化学 规律出发, 建立描述对象输入输出特性的数学模型。 经验模型——对于已经投产的生产过程,我们可以通过 实验测试或依据积累的操作数据,对系统的输入输出数 据,通过数学回归方法进行处理。 混合模型——通过机理分析,得出模型的结构或函数形 式，而对其中的部分参数通过实测得到。 7
化学工业出版社 第一节数学模型及描述方法 WW. CIp. com. cn 数学模型的主要形式 非参量模型 当数学模型是采用曲线或数据表格等来表示时,称为 非参量模型。 一特点形象、清晰,比容易看出其定性的特征 缺点直接利用它们来进行系统的分析和设计往往 比较困难
化学工业出版社 第一节 数学模型及描述方法 www.cip.com.cn ◼ 二、数学模型的主要形式 8 非参量模型 当数学模型是采用曲线或数据表格等来表示时，称为 非参量模型。 特点 形象、清晰，比较容易看出其定性的特征 缺点 直接利用它们来进行系统的分析和设计往往 比较困难
化学工业出版社 第一节数学模型及描述方法 WW. CIp. com. cn 参量模型 当数学模型是采用数学方程式来描述时,称为参 量模型。 静态数学模型比较简单,一般可用代数方程式表示 动态数学模型的形式主要有微分方程、传递函数 差分方程及状态方程等
化学工业出版社 第一节 数学模型及描述方法 www.cip.com.cn 当数学模型是采用数学方程式来描述时，称为参 量模型。 参量模型 9 静态数学模型比较简单,一般可用代数方程式表示。 动态数学模型的形式主要有微分方程、传递函数、 差分方程及状态方程等