第二章控制系统的数学模型 21引言 ■22时域数学模型 23频域数学模型 下讲 24信号流图与梅逊公式下讲
3 第二章 控制系统的数学模型 2.1 引言 2.2 时域数学模型 2.3 频域数学模型 下讲 2.4 信号流图与梅逊公式 下讲
2.1引言 ■描述系统或元件的动态特性的数学表达式叫做系 统或元件的数学模型 深入了解元件及系统的动态特性,准确建立它们 的数学模型一称建模 物理模型任何元件或系统实际上都是很复杂的 难以对它作出精确、全面的描述,必须进行简化 或理想化。简化后的元件或系统为该元件或系统 的物理模型。简化是有条件的,要根据问题的性 质和求解的精确要求,来确定出合理的物理模型
5 2.1 引言 描述系统或元件的动态特性的数学表达式叫做系 统或元件的数学模型 深入了解元件及系统的动态特性,准确建立它们 的数学模型-称建模 物理模型 任何元件或系统实际上都是很复杂的, 难以对它作出精确、全面的描述,必须进行简化 或理想化。简化后的元件或系统为该元件或系统 的物理模型。简化是有条件的,要根据问题的性 质和求解的精确要求,来确定出合理的物理模型
建立控制系统数学模型的方法有: 分析法一对系统各部分的运动机理进行分析, 物理规律、化学规律。 实验法一人为施加某种测试信号,记录基本 输出响应
7 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, 物理规律、化学规律。 实验法-人为施加某种测试信号,记录基本 输出响应
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一如牛 顿定律、基尔霍夫电流和电压定律、能量守 恒定律等) 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 建立适当的输入输岀模型或状态空间模型
8 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
实验法一基于系统辨识的建模方法 输入(已知) 输出(已知) 黑匣子 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 模型验证一将实际输岀与模型的计算输岀进行比较, 系统模型需保证两个输出之间在选定意义上的接近
9 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 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